3 纵差保护不平衡电流分析
I1
Y Y
△
I2 *
A TA1
BC
KDA KDB KDC
I3
*
图 1 三绕组变压器电流输入
TA2 ab c
图 2 变压器纵差保护接线图
2 励磁涌流的识别及防范
2.1 励 磁 涌流 的 危 害及 识 别 方法 变压器空载合闸时会产生励磁涌流，其大小一般可以达到
变压器额定电流的几倍甚至近十倍，且只流过变压器的空投电 源侧，而负荷侧因开路并没有电流通过。若励磁涌流流入纵差 保护的差动回路而变压器差动保护未能对其准确识别并闭锁 差动保护，则保护装置必然会误动作。励磁涌流是影响变压器 差动保护正确动作最为严重的因素，因此对励磁涌流和内部故 障电流的正确识别是变压器差动保护一个非常重要的问题。目 前，励磁涌流主要的识别方法主要有：（1）二次谐波原理法。二 次谐波原理法，即利用流过差动元件差电流中的二次谐波电流 作为制动量，来计算差电流中二次谐波的分量，如果其值大于 判定值，则可判定为励磁涌流。（2）间断角原理法。变压器内部 故障时，故障电流波形无间断，间断角很小；而变压器空投时， 励磁涌流的波形是间断的，具有很大的间断角，通过检测励磁 涌流波形中间断角的大小来区分励磁涌流和故障电流。（3）波 形对称原理法。首先要尽可能地消除电流波形中所含有的衰减 直流分量，将流入继电器的差电流进行差分滤波，再将经差分
3.1 由 于 变压 器 绕 组接 线 不 同产 生 的 不平 衡 电 流 IBP1 三绕组变压器通常采用 Y／Y／△ 接线，双绕组变压器则一
般采用 Y／△ 接线，这使得变压器各侧电流互感器的二次电流 相位不同，在差动回路中会产生一个不平衡电流 IBP1。 3.2 由 于 电流 互 感 器变 比 不 同引 起 的 不平 衡 电 流 IBP2
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3.5 由变压器外部故障暂态穿越性短路电流产生不平衡电流 IBP5 4.4 不 平 衡电 流 IBP4 的 消除 措 施
纵差保护在一次系统短路暂态过程中发出跳闸脉冲，是一
对于不平衡电流 IBP4，为避免其对变压器差动保护造成影
带负荷调压的变压器，在运行中为满足系统电压的要求， 常常需要根据电压的改变而调整调压分接头。随着调压分接头 的改变，变压器的变比也会随之而改变。因此，调压侧分接头的 改变将会引起该侧一次电流的改变，从而造成该侧电流互感器 二次电流的变化。但是，分接头没有改变的那侧电流互感器二 次电流却仍然不会改变，差动回路新的不平衡电流 IBP4 就随之 产生，而且此不平衡电流将随一次侧电流的增大而增大。
1 变压器纵差保护的基本原理及接线
目前，变压器纵差保护已经成为变压器的主保护。根据基 尔霍夫电流定律（∑i＝0），若忽略励磁电流损耗及其他损耗，在 变压器正常运行或外部发生故障时，则变压器的电流等于流入 变压器的电流，纵差保护不动作；若忽略负荷电流不计，当变压 器内部发生故障时，则变压器没有电流流出而只有电流流进， 纵差保护将动作切除变压器。以图 1 为例，输入变压器的电流 为 I1、I2、I3，而差动电流 Id＝（I1+I2+I3）则构成了变压器的差动保护 继电器的动作量。在变压器正常运行或外部发生故障时，Id 在理 想状态下将等于 0，纵差保护也不会动作。图 2 为变压器纵差保 护接线图，微机型变压器纵差保护中该接线图同样适用［1］。在 变压器实际运行过程中，存在多种不平衡电流，从而使差动继 电器的动作电流增大，导致保护的灵敏度降低。
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滤波后的差流波形的前半波与后半波作对称比较，根据比较的 结果来判断是否发生了励磁涌流。 2.2 励 磁 涌流 影 响 的防 范
由于微机保护可设置多套保护定值，为减少空投励磁涌流 对差动保护的影响，可设置 2 套保护定值。当主变合闸有冲击 时，可启用 1 套临时保护定值，以对差动保护的门坎值进行适 当提高和二次谐波闭锁涌流定值适当降低，这样可以有效地躲 避涌流，增强差动保护对涌流判断的灵敏度。此外，要降低主变 高压侧（即冲击侧）的后备保护定值，整定复合电压闭锁过流保 护的电流定值为 0.6IN～1.0IN，时间则降低为 0.3～0.5 s。为增大 后备保护反映主变内部故障的灵敏性和快速性，还要同时解除 复合电压闭锁逻辑。等到主变冲击正常后带负载前，再启动正 常保护定值［ 1］。
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变压器纵差保护及不平衡电流消除措施研究
冯建华 （建德市供电局，浙江 杭州 311600） 摘 要：在介绍变压器纵差保护基本原理及接线的基础上，对变压器励磁涌流及其有效识别和防范进行了分析，最后研究并总结了 纵差保护不平衡电流产生的机理以及相应的防范措施，对变压器纵差保护不平衡电流的消除有很好的借鉴意义。 关键词：变压器；纵差保护；不平衡电流
变压器各侧的电流互感器一般都是根据市场上现有的产 品选取标准的变比，而变压器的变比也是确定的。因此，各侧电 流互感器的变比与变压器的变比很难满足要求，导致差动回路 中流过不平衡电流 IBP2。以 1 台 Y，d11 接线的变压器为例，该变 压器容量为 31.5 MVA、额定电压为 110 kV／35 kV，高压侧互感 器变比为 300／5，低压侧互感器变比为 600／5。经计算，流过差 动继电器的不平衡电流为 0.43 A。 3.3 由 于 变 压 器 各 侧 电 流 互 感 器 型 式 和 特 性 不 同 而 引 起 的 不 平 衡 电 流 IBP3
由于变压器各侧的额定电流和电压等级各不相同，其所用 的电流互感器型号也不一样，使得变压器各侧电流互感器归算 至同一侧的励磁电流和饱和特性也各不相同。因此，当变压器 发生外部短路时，两侧电流互感器的饱和程度不同将产生不平 衡电流 IBP3。 3.4 由 于 变压 器 改 变调 压 分 接头 而 引 起的 不 平 衡电 流程的不平衡电流 IBP5 对变压 响，一般在整定保护的动作电流时应予以考虑，通常采用提高 器纵差保护的影响必须考虑。在外部故障的暂态过程中，一次 保护的动作整定值的方式来消除。