變壓器差動(dòng)保護(hù)是讀書(shū)時(shí)代繼電保護(hù)必考項(xiàng)目，在工作后發(fā)現(xiàn)也是實(shí)際碰到各類(lèi)問(wèn)題最為實(shí)用的一部分，然而在死背公式之余，正真開(kāi)始領(lǐng)會(huì)其含意似乎已經(jīng)是幾年之后的事情了，小編有許多知識(shí)點(diǎn)也是在工作后才慢慢理解的，譬如不平衡電流等等。

1變壓器縱差保護(hù)的作用

變壓器差動(dòng)保護(hù)是變壓器的主保護(hù)之一。通常其保護(hù)范圍包括了各側(cè)電流互感器以內(nèi)區(qū)域，可以保護(hù)變壓器繞組的相間短路、匝間短路、各側(cè)引出線短路和中性點(diǎn)接地側(cè)變壓器繞組和引出線上的單相接地短路。然而與線路、發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)不同，變壓器一般具有兩個(gè)或更多個(gè)電壓等級(jí)，變壓器原副邊電氣量反映的是變壓器各側(cè)磁耦合關(guān)系，因此變壓器差動(dòng)保護(hù)不平衡電流產(chǎn)生的因素更多，特別是變壓器勵(lì)磁涌流、過(guò)勵(lì)磁均對(duì)保護(hù)有影響，需要采取相應(yīng)措施防止保護(hù)誤動(dòng)。

2構(gòu)成變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的基本原理

差動(dòng)保護(hù)原理基于基爾霍夫電流定律，把被保護(hù)區(qū)域看成是一個(gè)節(jié)點(diǎn)，如果流入保護(hù)區(qū)域電流等于流出的電流，則保護(hù)區(qū)域無(wú)故障或是外部故障。如果流入保護(hù)區(qū)域的電流不等于流出的電流，說(shuō)明存在其他電流通路，保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生了故障，利用輸入電流與輸出電流的相量差作為動(dòng)作量的保護(hù)。即差動(dòng)保護(hù)是利用比較被保護(hù)元件各端電流的幅值和相位原理構(gòu)成，其保護(hù)區(qū)是構(gòu)成差動(dòng)保護(hù)的各側(cè)電流互感器之間所包圍的部分。包括變壓器本身、電流互感器與變壓器之間的引出線。

由于變壓器各側(cè)電壓等級(jí)不相同，其差動(dòng)保護(hù)是利用磁勢(shì)平衡的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即變壓器一次側(cè)、二次側(cè)磁勢(shì)平衡。通過(guò)選擇合理的電流互感器、采取適當(dāng)?shù)碾娏骰ジ衅鹘泳€和平衡系數(shù)，使得歸算后二次電流的相量和∑i=0。把∑i稱為差動(dòng)電流，用Icd表示。在變壓器正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，折算后流入變壓器的電流等于流出變壓器的電流。此時(shí)Icd=0，差動(dòng)保護(hù)不動(dòng)作。差動(dòng)電流公式中的電流是歸算后的二次電流相量和。

內(nèi)部故障時(shí)，差動(dòng)繼電器中的電流等于各側(cè)電流互感器的二次電流之和，足以使繼電器動(dòng)作。

正常運(yùn)行和外部故障時(shí)，差動(dòng)繼電器中的電流等于各側(cè)電流互感器的二次電流之差。理論上，流入差動(dòng)繼電器中的電流為零。實(shí)際上，由于變壓器的勵(lì)磁涌流、接線方式和電流互感器誤差等因素，差動(dòng)繼電器中會(huì)流過(guò)不平衡電流。

雙繞組變壓器為例

當(dāng)變壓器發(fā)生短路故障時(shí)，相當(dāng)于變壓器內(nèi)部多了一個(gè)故障支路，流入差動(dòng)保護(hù)的差動(dòng)電流等于故障點(diǎn)電流(二次側(cè))，其值很大，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作?？v差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)范圍是TA1和TA2之間的電氣回路。

當(dāng)變壓器正常運(yùn)行或區(qū)外故障時(shí)，流入縱差動(dòng)保護(hù)的差流為不平衡電流，為使差動(dòng)保護(hù)正確動(dòng)作，不誤動(dòng)，必須進(jìn)行平衡。

3變壓器縱差保護(hù)的接線

原則

必須采用相應(yīng)的接線方式以消除二次側(cè)電流相位不同而引起的不平衡電流。

為保證變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的靈敏度，應(yīng)采取相應(yīng)措施減小或消除差流回路中不平衡電流的影響。

星形側(cè)向三角形側(cè)相位校正

經(jīng)過(guò)軟件校正后，差動(dòng)回路兩側(cè)電流之間的相位一致。同理，對(duì)于三繞組變壓器，若采用YNynd11接線方式，YN及yn側(cè)的相位校正方法都是相同的。

需要指出的是，YN側(cè)進(jìn)行內(nèi)轉(zhuǎn)角與采用改變TA接線進(jìn)行移相的方式是完全等效的。同YN側(cè)外轉(zhuǎn)角一樣，采用兩相電流差之后已經(jīng)濾掉了YN側(cè)不對(duì)稱接地時(shí)的零序電流，d側(cè)出線(線電流)中也無(wú)零序電流，不會(huì)造成YN側(cè)區(qū)外不對(duì)稱接地故障時(shí)因零序電流引起的差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。

三角形側(cè)向星形側(cè)相位校正

對(duì)于YNd11接線變壓器，當(dāng)中性點(diǎn)接地側(cè)的保護(hù)區(qū)外故障時(shí)，零序電流僅在變壓器接地側(cè)流通，而三角形側(cè)無(wú)零序電流。因此，為保證星形側(cè)區(qū)外發(fā)生接地故障時(shí)，變壓器縱差動(dòng)保護(hù)不誤動(dòng)作，應(yīng)使零序電流不進(jìn)入差流回路。

而上述接線方式或軟件相位調(diào)整方式均對(duì)星形側(cè)電流采用相電流差后在與三角形側(cè)電流進(jìn)行差動(dòng)計(jì)算，這就扣除了星形側(cè)電流中的零序電流分量，保證區(qū)外接地故障時(shí)縱差動(dòng)保護(hù)不誤動(dòng)。如果用軟件將三角形側(cè)二次電流移相，再與星形側(cè)電流進(jìn)行差動(dòng)計(jì)算，同樣需考慮出去零序電流的影響，因此，差流的計(jì)算公式為

在d側(cè)進(jìn)行相位校正以后，可以構(gòu)成勵(lì)磁涌流判據(jù)的分相制動(dòng)。在變壓器空投于故障時(shí)，故障相涌流很小，故障相的電流表現(xiàn)為故障特征，非故障相的電流表現(xiàn)為勵(lì)磁涌流特征。如果包含裝置的勵(lì)磁涌流閉鎖判據(jù)采用分相制動(dòng)，非故障相不會(huì)延誤故障差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作，當(dāng)變壓器空投于故障時(shí)快速跳開(kāi)斷路器。

總結(jié)

由上述分析可知，為使差動(dòng)保護(hù)正確動(dòng)作，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

① YNd接線變壓器，正常運(yùn)行及外部故障時(shí)，由于兩側(cè)電流之間存在相位差而產(chǎn)生差流。為保證差動(dòng)保護(hù)不誤動(dòng)，必須進(jìn)行平衡。

② 由于變壓器各側(cè)額定電流不等，選擇各側(cè)差動(dòng)TA變比不等，還需對(duì)各側(cè)差動(dòng)計(jì)算電流進(jìn)行幅值平衡。

③ YNd接線的變壓器，YN側(cè)區(qū)外發(fā)生不對(duì)稱接地故障時(shí)，零序電流僅在變壓器YN側(cè)流通，YN側(cè)差動(dòng)TA零序二次電流即為差動(dòng)電流，為保證差動(dòng)保護(hù)不誤動(dòng)，差動(dòng)電流計(jì)算值中應(yīng)扣除相應(yīng)的零序分量。