变压器不平衡电流对差动保护的影响

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1、35-110千伏变压器不平衡电流对差动保护的影响及对策化云峰陕西地方电力集团（有限）公司宝鸡供电分公司，宝鸡市，7221004摘要:该文通过分析35-110千伏变压器不平衡电流的产生原因，提出相应的防范措施，以提高差动保护动作的选择性、速动性、灵敏性、可靠性，确保变压器的安全稳定运行。关键词：微机保护 励磁涌流 差动保护        0 引言 变压器的差动保护是35-110千伏变电站的主保护之一。它的可靠性对变电站安全运行和系统供电可靠性起着极为重要的作用。变压器的差动保护与其它差动保护一样,都是利用比较被保护原件各端

2、电流的幅值和相位的原理构成。它在正常情况下，归算到同等级电压的电流差值极小，保护不动作，而被保护范围内发生故障时，差值很大，即能灵敏地动作。但由于变压器空载合闸时有很大的励磁涌流出现；变压器各侧绕组接线方式不同,各侧电流相应也不同；且在电源一侧有励磁电流存在等原因，因此，变压器的差动保护回路中，就会产生许多非故障性质的不平衡电流，直接影响该保护的动作性能。 1 差动保护原理简述       变压器差动保护作为变压器的主保护,目前电网中的35-110千伏变压器的差动保护大多采用由多微机实现的比率差动保护。之所以采用比率制动

3、特性，是为了防止区外故障引起不平衡的差动电流造成保护误动。由多微机实现的比率差动保护的动作特性如图1所示。   6    差动保护动作电流为Id，制动电流为Ir，差动保护电流启动值为Icdqp，比率差动制动系数为Kbl，变压器的额定电流为Ie，图中的阴影部分为保护动作区。如图2所示，输入变压器的电流：I1，I2，I3，由(I1 + I2 + I3)构成变压器的差动电流，即Id = (I1 + I2 + I3)作为差动继电器的动作量。在正常运行或外部故障时，在继电器中电流Id在理想状态下等于零，因此差动保护不动作。然而，由

4、于变压器实际运行中引起的种种不平衡电流，使得差动继电器的动作电流增大，从而降低了保护的灵敏度。         2 产生不平衡电流的原因         不平衡电流的产生有稳态和暂态两方面。   稳态情况下不平衡电流:     ·变压器各侧绕组接线方式不同；变压器各侧电流互感器的型号和变比不相同，实际的电流互感器变比和计算变比不相同；带负荷调分接头引起变压器变比的改变。       暂态情况下不平衡的电流:    ·变压器空载投入电源时或外部故障切除，电压恢复时产生的励磁涌流。短路电流的非周期分量主要为电流互感器的励磁涌

5、流，使其铁芯饱和，误差增大而引起不平衡电流。       3 不平衡电流的影响及相应的防范措施        变压器差动保护的不平衡电流直接影响到差动保护的选择性、速动性、灵敏性和可靠性。故此，分析其影响并采取相应的防范措施对提高变压器差动保护性能是十分重要的。   6      3.1 变压器高低压侧绕组接线方式不同的影响及其防范措施        变压器接线组别对差动保护的影响。如Yy0接线的变压器，因为一二次绕组对应相的电压同相位，所以一二次两侧对应相的相位几乎完全相同。但当变压器采用Yd11接线时，因为三角形接线

6、侧的线电压，在相位上相差30°，所以其对应相的电流相位关系也相差30°，即三角形侧电流比星形侧的同一相电流，在相位上超前30°，因此即使变压器两侧电流互感器二次电流的数值相等，在差动保护回路中就会出现不平衡电流。        变压器接线组别影响的防范措施。消除由变压器Yd11接线而引起的不平衡电流的措施，采用相位补偿法，也就是通常所说的Y/△转换。即将变压器星形侧的电流互感器二次侧接成三角形，而将变压器三角形侧的电流互感器二次侧接成星形，从而把电流互感器二次电流的相位校正过来。         对于由多微机实现的变压器

7、差动保护，由于软件计算的灵活性，允许变压器的各侧互感器二次侧都按Y型接线，在进行差动计算时由软件对变压器Y型侧电流进行相位校准及电流补偿。即Y/△转换可由程序软件实现。整定人员可以通过对接线方式定值的整定来选择是否需要进行Y/△转换。         3.2 电流互感器型号和变比不相同的影响及其防范措施        由于变压器各侧额定电压不同，装设在各侧的电流互感器型号也就不同，所以饱和特性和励磁电流(归算到同一侧)也不相同。因此,在外部短路时也会引起较大的不平衡电流，对这种情况可以采用适当增大保护动作电流的办法来解决

8、。         另一方面，由于电流互感器都是标准化的定型产品，所以实际选用的变比，与计算变比不可能完全一致，而且变压器的变比也不可能完全相同，这是在差动保护回路中引起不平衡电流的又一原因。这种由于变比选择不合适而引起的不平衡电流，可利用磁平衡原理在差动继电器中设置平衡线圈加以消除。一般平衡线圈接于保护臂电流小的一