主变差动保护不平衡电流产生及措施
主变的差动保护是主变的主保护之一。它的可靠性对主变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 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不平衡电流产生的原因及防范措施
1.1励磁涌流的影响及防范措施
变压器在正常运行时，它的励磁电流只流过变压器的电源测，因此，通过电流互感器
反 映到差动回路中就不能被平衡。在正常情况下，变压器励磁电流不过为变压器额定电流
的2%～3%；在外部故障时，由于电压降低，励磁电流也相应减少，其影响就更小。在实
际整定 时可以不必考虑。
但是，在变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时，则可能产生数值很大的励磁涌
流，其数值可达变压器额定电流的6～8倍。励磁涌流中含有大量的非周期分量和高次谐波
分量。励磁涌流的大小与合闸瞬间外加电压的相位，铁芯中剩磁的大小和方向以及铁芯的特
性 有关。若正好在电压最大值时合闸，则不会出现励磁涌流，而只有正常时的电流。但对
于三 相变压器而言，由于三相电压相位不同，无论在任何瞬间合闸，至少有两相要出现程
度不同 的励磁涌流。励磁涌流可分解成各次谐波，以二次谐波为主，同时在励磁涌流波形
中还会出 现间断角。励磁涌流的波形如图2。
为了防止变压器励磁涌流的影响，目前，在变压器差动保护回路中，通常采用下列措施：
1）采用速饱和的差动继电器；
2）涌电流是否具有间断角；
3）采用二次谐波制动。
1.2绕组连接方式不同的影响及纠正措施
变压器各侧绕组的连接方式不同,如双绕组变压器采用Y,d接线,三绕组变压器采用
Y,y,d接线时,各侧电流相位就不同。这时，即使变压器各侧电流互感器二次电流大小能相互
匹配，但 不调整，相位差也会在差动回路中产生很大的不平衡电流。
为了消除差动保护回路中各侧电流的相位差，通常采用相位补偿的方法。即将变压器
星 形接线侧电流互感器的二次绕组接成三角形，而将变压器三角形接线侧电流互感器的二
次绕 组接成星形，使电流互感器二次电流相位得到校正。
采用了相位补偿接线后，还应同时调整电流互感器的变比。在电流互整器二次绕线接 成
三角形时，流入差动回路的电流，是电流互感器二次绕组接成星形时电流的3倍。为了保
证 主变正常工作及外部故障时，差动回路中没有电流，就要求在变压器星形接线侧的电流
互整 器的变比增加倍。
1.3实际变比与计算变比不同的影响及消除措施
由于电流互感器选用的是定型产品，其变比都是标准化的，很难与通过计算得出的变
比 相吻合，这样就会在主变差动回路中产生不平衡电流。
以一台接线为y，d 11，额定容量为3 150 kVA，电压为115／10.5 kV的变压器为例
来说明。其计算结果如附表1所示。
从表1可以看出，由于电流互感器实际变比与计算变比不完全相同，在正常情况下，
满负荷 时差动回路中存在0.23 A的不平衡电流。当外部故障时，这种由于变比不吻合引起
的不 平衡电流会更大。
为了消除这种不平衡电流,通常采用速饱和铁芯的差动继电器,利用它的平衡线圈,通
过 磁势平衡的原理实现。具体的原理分析这里就不讲述了。
1.4改变调压档位引起的不平衡电流及克服措施
电力系统中带负荷调整变压器分接头是调节系统电压的重要手段。改变调压档位实
际 上就是改变变压器的变比。而差动保护已按照某一变比调整好，当分接头改换时，就会
产生 一个新的不平衡电流流入差动回路。此时不可能再用重新选择平衡线圈匝数的方法来
消除这 个不平衡电流，这是因为变压器的分接头是经常在改变，而差动保护的电流回路在
带电时是 不可能进行操作的。因此，对由此产生的不平衡电流，通常是根据具体情况提高
保护动作的 整定值加以克服。
1.5型号不同产生的不平衡电流及应对措施
由于变压器各侧电流互感器的型号不同，它们的饱和特性和励磁电流（归算到同一侧 ）
就不相同，因此，在差动回路中所产生的不平衡电流也就较大。
为了削减这种不平衡电流，保证差动保护的正确工作，一方面应按10%误差曲线的要
求 选择各侧电流互感器，以保证在外部故障的情况，其二次电流的误差不超过10%，角度
误差 不大于7°；另一方面，在整定差动保护的动作电流时，引入一个同型系数Ktx ，以反 映
电流互感器型号的影响。当变压器各侧电流互感器同型号时，取Ktx=0.5，当变压 器各侧电
流互感器型号不同时，则取Ktx=1。这样，当变压器各侧电流互感器型号不 同时，实际上
是采用较大Ktx值来提高差动保护的动作电流，以躲开不平衡电流的影 响。
2结束语
综上所述，在主变差动保护中存在不平衡电流是不可避免的。只能根据不平衡电流产
生 原因采取相应的措施来尽量减少不平衡电流，同时通过差动保护动作电流的科学整定，
使变 压器差动保护既能躲开不平衡电流的影响，又保证其有足够的可靠性和灵敏性。