学术论坛 ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ 试论变压器的差动保护 张清’ 冯誉坤’ 贺黠 李丹琦 （１．宁夏吴忠市大坝发电厂 宁夏吴忠 ７５１ ６０７；２．宁夏发电集团马莲台电厂 宁夏吴忠 ７５０４１１） 摘要：文章在对变压器差动保护的工作原理及特点进行分析，提出相关保护措施。 关键词：变压器 差动保护 中图分类号：ＴＨ８１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ ６７２－－３７９１（２０１Ｏ）０４（ａ）一０２５１—０１ １变压器差动保护的工作原理 差动保护的工作原理在于比较被保护 线路区段、变压器、电机的始端和终端电流 的数值和相位。为此，在该线路两端装变比 与Ａ相正端子联接后，引出ｃｔＨ线电流。 （２）电流互感器的变比不能选得完全合 适，因为两侧电流互感器都是采用定型产 品，所以实际需要的计算变比与产品的标 （１）躲过励磁涌流。前面已经讲到，在变 压器空载投入或在外部短路切除后电压恢 复时，所引起的励磁涌流』 Ｉ是很大的，在 相同的电流互感器，互感器的二次线用电 缆接至差动继电器。由接线保证：当被保护 线路外部发生短路时，差动继电器中电流 为０，当被保护线路内部发生短路时，差动 继电器中电流为两个互感器二次电流的总 和。当外部短路时，线路始端和末端的电流 的数值和相位相等，即 ＝ｚ，，继电器中 的电流： ． ２ ， 一，ｚ， 若互感器的变比 ＝，ｚ，，且当在负载 和短路条件下没有误差，则继电器中的电 流为０。 实际上，互感器不是理想的，因此，在 继电器绕组中总是有不大的平衡电流。 为了保证差动保护动作的选择性，差 动继电器的动作电流应大于最大的不平衡 电流为： Ｉ出，＞Ｉ 当短路点发生在保护线路内部时，线 路始、终端的电流相位相反，此时，继电器 中的电流为： 十 ． ． ｚ ‘ 保护装置动作。 可见，差动保护不反应负荷电流与外 部短路，只反应被保护线路内部的短路。 ２变压器差动保护的工作特点 （１）由于变压器两侧接线不同而产生不 平衡电流。变压器常常采用Ｙ，ｄｌｌ接线方 式，因此其两侧电流的相位相差３０度。这时 如果两侧的电流互感器仍采用通常的接 线，则二次电流虽然大小相等，但由于相位 不同也仍然会有一个差电流流入继电器。 其大小为： ＝ｌ，２ｙ—Ｉ２ １＝２２２ｙ ｓｉｎｌ５。 为了在差动回路中消除这一不平衡电 流的影响，电流互感器的二次绕组应当这样 连接：以Ｙ，ｄｌ１接线为例。变压器接成ｄ侧的 电流互感器接成Ｙ，如电流互感器为减极 性，并假定靠近母线侧为正，电流互感器的 正端于连接在一起，作为中性线，二次例引 出线分别按在ａ、ｂ、ｃ各相负端于上。变压器 接成Ｙ侧的电流互感器应接成Ｄ，将Ａ相电 流互感器的负端子与Ｂ相电流互感器正端 子连接后，引出ａ相线电流；Ｂ相负绳子与ｃ相 正端于连接后，引出ｂ相线电流；ｃ相负端子 准变比往往不一样，因此在差动回路中将 出现不平衡电流。 这种情况下，其他的不平衡电流比较起来 （３）变压器两侧电流互感器的型号不 则小得很多。可以忽略，所以不平衡电流的 一同。电流互感器的误差与它的磁化特性有 次计算值为： Ｉｂｐ≈Ｉｂｐ『ｃ Ｉ关，对同一型号的电流互感器，磁化特性基 ｃ ｖＩ 本相同，但在不同饱和程度下也有不同的 （２）躲过变压器外部短路所引起的不平 误差，就是说越饱和误差越大，对不同型号 衡电流。在这种情况下，励磁电流， 是很 的电流互感器，磁化特性就不会一样。因此 在不同工作条件下，误差就会更大。例如， 小的．可以忽略。这时，不平衡电流的一次 在外部短路时的最大短路电流为』 ， 计算值为： ．． ．考虑最严重的情况是两侧电流互感器一个 Ｉｂｅ Ｉ＇ｂｐ＋Ｉ ｂ＋Ｉ ｂｐ ｐ饱和，一个不饱和。不饱和的电流互感器二 式中 次电流按变比正比于一次电流为： 。为电流互感器误差引起的不平衡 电流； Ｄ ｍａ ，幻为变压器调压分接头改变引起的 即上 不平衡电流； 饱和的电流互感器二次电流将要小 Ｉ ｂｐ为平衡绕组或自耦变流器不能对 些，但按１０％误差曲线选择的电流互感器， 变压器两侧电流差值进行完全补偿引起的 ，Ｄ 不平衡电流。 不会小于＿＿＿ｌ■一的９０％，这样流入继电器的 ¨Ｉ Ｈ Ｉ ｎ… ４变压器的差动电流速断保护 不平衡电流最大不会超过 的１０％，即 ‘‘ＬＨ 按躲过变压器空载投入时的励磁涌流 ， ０．１，Ｄ… 和外部短路时的不平衡电流整定的差动保 不平衡电流的最大值为 ｍａｘ —－＝『一。 护，叫做差动电流速断保护，这是一种最简 实际上，线路和发电机的差动渺，两端 单的变压器差动保护。由于励磁涌流衰减 都用相同型号的电流互感器，因此不会出 很快，同时保护装置中差动电流继电器和 现上述严重情况。但变压器的差动保护情 出口中间继电器本身具有一定的固有动作 况就不一样，两侧电流互感器的型号很难 时间，因此，实际上已有可能不按躲过励磁 选得相同，如高压侧（电压在３５ｋＶ以上）装 涌流的最大值（６～８）， 。来整定，根据运 套管式电流互感器，低压侧（６～１ＯｋＶ）装线 行经验及实验数据一般取： 圈式电流互感器，由于它们的饱和特性和 Ｉ出＝（３．５～４．５）１砌 励磁电流（归算到同一侧）都不同，因此将引 式中 Ｂ为变压器的额定电流。至于外 起较大的不平衡电流。所以，在差动保护中 部短路时的不平衡电流，在电流互感器已 将引入一个同型系数 ，即流到继电器的 按１０％误差曲线校验时，通常小于上述数 电流为 ， Ⅱｍ 。当两侧电流互感器型号 值。 相同时，流到继电器的电流认为是的 差动电流速断保护的优点，是接线简单， 』ｂＤ ＿一半，即Ｋ ＝０．５；当两侧电流互感 动作迅速；缺点是对大容量变压器灵敏度很 器型号不同时，即认为Ｋ ＝１。 低，甚至不能采用。所以，一般只用在较小容 量的变压器上，作为相问短路的保护。 ３差动保护的方式 从以上的分析可以看出，变压器差动 参考文献 保护的突出问题是不平衡电流大，而且不 ［１】朱康林．变压器差动保护探讨［Ｊ】．安徽 能完全消除。因此，实现变压器差动保护需 冶金科技职业学院学报，２００８（１１）． 要解决的主要矛盾是：采取各种措施来躲 ［２］张举．微型机继电保护原Ｎ［Ｍ］．中国水 过这些不平衡电流的影响，同时在满足选 利水电出版社，２００４． 择件的条件下，还要保证内部故障时有足 ［３］陈杰明．变压器差动保护及定值整定的 够的灵敏度和快速动作。 探讨 ．中国电力教育，２００７（６）． 选择差动保护参数时需要躲过的不平 衡电流，可按以下两个条件来确定。 科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ