整流变压器差动保护倒角调试

张少江

摘 要：随着电力电子技术和控制技术的不断发展，电力电子技术的应用已深入到工业生产和社会生活的各个领域。然而其负面效应也日益明显，电力电子装置的开关动作向电网中注入了大量的谐波和次谐波分量，导致了交流电网中电压和电流波形的严重失真，成为最主要的谐波源。传统的化工电解整流装置中，一般采用整流变压器移相及多重化技术减少进入电网的谐波，但所有谐波均需流过变压器各个绕组。新型整流变压器由于具有特殊结构，能够配合滤波器实现无功补偿和谐波屏蔽功能，提高了变压器的性能，这是以往传统整流变压器所不具备的，所以具有重要的研究价值。

关键词：整流变压器 谐波 差动保护

中图分类号：TM343 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）11（b）-0043-02

整流变压器是整流设备的电源变压器。整流设备的特点是原方输入电流，而副方通过整流原件后输出直流。变流是整流、逆流和变频3种工作方式的总称，整流是其中应用最广泛的一种。作为整流装置电源用的变压器称为整流变压器，整流变压器是一个特种变压器，它是变压器+整流电路的组合。用于将从电网获得的交流电变成需要的电压并整成直流，用于需要直流电的场合。

论文主要做了以下几个方面的工作：（1）以一台整流变为例介绍整流变的向量。（2）从分析向量得出结论，给出保护装置转角及差流计算。（3）差动保护调试方法及心得。

1 差动保护的应用

（1）差动保护的性能非常好，可以瞬时切除全线范围的故障，一般用于元件保护，如变压器和发电机等。差动保护是利用基尔霍夫电流定理工作的，其原理是比较元件两侧的电流大小和方向。当变压器正常工作或区外故障时，将其看作理想变压器，则流入变压器的电流和流出电流（折算后的电流）相等，差动继电器不动作。当变压器内部故障时，两侧（或三侧）向故障点提供短路电流，差动保护感受到的二次电流和的正比于故障点电流，差动继电器动作。

（2）差动保护用在整流变中比较困难，因为整流变基本都不是常规变压器，比如某钢厂整流变接线方式为D+7.5°Dy11，因为现在CT都是星型接线，这就要求微机保护装置需要转角，造成困难。

2 以D+7.5°Dyn为例介绍一下差动保护的配置及调试方法

（1）首先笔者介绍一下D±7.5°Dyn这种接线的变压器的接线图1。

高压侧中多出了一个移相绕组，来控制±7.5°的偏移。低压侧分为两侧，一个是星型，一个是角型。+7.5°高压角接相当于常规的11点接线，而-7.5°相当于1点接线。

（2） 差动保护应用在这种变压器上时，原理是相同的，但转角最为困难。我们取得CT都是星型接线，智能靠保护软件计算转角。首先我们要明白这种变压器接线的向量图，搞清楚流进我们CT中的角度，我们先研究-7.5°向量如图2。

对于-7.5°来说我们只以A相为例，黄色的为高压进网向量，是流进我们高压侧CT的向量，绿色的为低压角接向量，和高压差-7.5°。红色的为低压星型侧向量，和高压差+22.5°。对于+7.5°，低压角侧与高压相差52.5°，低压星侧与高压差22.5°。以上两幅图都是以实际接线为例的，上面两个向量直观地诠释了两种变压器的向量，我们就可以根据向量圆的向量角度来校验保护装置的转角及差流计算，来完成调试中最关键的一步。

（3）下面来讨论一下变压器保护的高低压测的差流计算及转角问题，这种非常规的变压器实现转角非常困难，下面笔者讲述一种方法来解决这种问题。-7.5°变压器我们把装置采样分成32份，一圈是360°，这样一份是11.25°。低压角侧我们除以1.732，这样就把低压角侧变到星侧，我们取高压原点上的采样时，取低压超前的两个时段采样，这样就正好相差22.5°。+7.5°和它类似，我们也把低压角侧除以1.732，变到星侧，这次是取低压滞后的两个时段。

（4）介绍完向量后，开始进入差动保护调试。具体调试方法笔者在这里不做赘述，只讲述一下差流的检查。假设变压器容量为12 500 kVA，变比为35 000/1 150，高压侧额定电流为206 A，低压角侧和星侧额定电流为3 138 A。把装置分为高压侧，低压角侧和低压星侧，可以通过高压和低角侧，高压和低星侧两次比较差流。假设高压变比为400/5，低压变比为4 000/5，可以加量如表1所示。

这样可以查看装置计算的差流是否正确，是否满足要求。

3 结语

由上可以看出，整流变压器的差动保护和一般的变压器有着明显的区别，在设置原则上，和保护动作电流的计算有着本质的区别。如果按普通的变压器保护来设置，很容易误动，对设备的危害很大。随着社会的高速发展，整流变得应用也越来越多，附带的保护也成为日前的重要课题，该文讲述的只是个人的观点及调试心得，可能有不到位的地方，还请高手指教。

参考文献

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