微机变压器差动保护原理及运行分析比较

朱正风，孟庆波

（国网昆山市供电公司，江苏昆山 215300）

微机变压器差动保护原理及运行分析比较

朱正风，孟庆波

（国网昆山市供电公司，江苏昆山 215300）

对差动保护实现方法进行简单阐述，对目前系统内运行的几种典型保护的特点进行简单比较。并通过对现场运行数据的分析，重点讨论了几种差动保护涌流闭锁方案的优缺点和合理性。

补偿；比率制动；谐波

1 变压器各侧电流幅值相位调整及零序电流的消除方式

1.1 接线组别对差动保护的影响及调整方式

对于Y，y0接线的变压器，由于一、二次绕组对应相电流的相位几乎完全相同。而常见Y，d11接线的变压器，由于三角形侧的线电压与星形侧相应相的线在相位上相差30°，故其相应相的电流相位关系也相差30°。即三角形侧的电流比星形侧的同一相电流，在相位上超前30°，因此即使变压器两侧电流互感器二次电流的数值相等，在差动保护回路中也会出现不平衡电流。

1.2 接线组别的常规补偿措施

为了消除由于变压器Y，d11接线引起的不平衡电流影响，传统方式的相位补偿法是将变压器星形侧电流互感器二次侧接成三角形，而将变压器三角形侧电流互感器二次侧接成星形，从而把电流互感器二次电流的相位校正过来。如图1所示。

图1 电流互感器二次电流的相位校正图

图中IAY、IBY、ICY分别表示变压器星形侧三相电流（均表示向量以下同），对应的电流互感器二次电流为I'aY、I'bY、I'cY。由于电流互感器二次绕组接成三角形，故流入差动臂的三相电流为IaY=I'aY-I'bY、IbY=I'bY-I'cY、IcY=I'cY-I'aY分别超前同名相一次侧电流IAY、IBY、ICY30°。这样便可补偿Y，d11型变压器两侧电流30°的相位差，使变压器在正常运行情况和外部短路时，同名相流入差动臂的二次电流保持同相位，从而减小了由于变压器接线组别相位差形成的不平衡电流。

1.3 消除流入差动保护零序电流的必要性及措施

变压器运行过程中，往往会出现在区外接地故障时，零序电流流过变压器一侧情况，如YN，d11型变压器，当高压侧区外发生接地故障时，将有零序电流流过高压侧，而由于低压绕组为d形接线，在变压器低压侧将无零序电流输出，若不采取措施使得零序电流不流入差动元件，在变压器高压侧系统中发生接地故障时，差动保护可能有误动的危险。

2 比率制动解决区外故障不平衡电流增大的影响

变压器在正常负荷状态下，电流互感器的误差很小，这时差动保护的不平衡电流也很小，但随着外部短路电流的增大，电流互感器就可能饱和，误差也随着增大，这时，不平衡电流也随之增大，当不平衡电流超过动作电流时，差动保护就可能误动。

3 励磁涌流对差动保护的影响及其解决措施

3.1 变压器的励磁涌流

变压器的高低压侧是通过电磁联系的，故仅在电源的一侧存在励磁电流，它通过电流互感器构成差回路中不平衡电流的一部分。正常运行时，其值很小，一般小于变压器额定电流的3%，当发生外部故障时，由于电源侧母线电压降低，励磁电流将更加减少。

3.2 各种涌流制动方案在实际运行过程中的比较

目前，国内各保护厂家在涌流制动逻辑上一般有两种不同的方案。

一种采用“一相出现涌流特征，三相纵差保护全部闭锁”，即交叉闭锁。某厂PST1200型主变保护二次谐波闭锁逻辑即采用是该种方案。该方案的优点在于提高了变压器空载合闸时差动保护的可靠性，但同时也牺牲了空投于故障主变时保护的灵敏性。

另一种是采用“涌流的分相制动，即哪相出现涌流特征，仅闭锁该相差动”即分相闭锁。某厂的RCS978型主变保护即是采用的该种制动方案。

由于变压器各相涌流及涌流中出现的二次谐波百分比不尽相同，很容易出现某相涌流超过差动门槛而二次谐波比达不到定值的情况，这时候就会造成差动保护误动。而空投主变时，往往总会有某相的二次谐波比大于定值。如果我们在主变空投的几个周波内采用交叉闭锁，几个周波后再采用分相闭锁，这样就可以有效的防止空投变压器时的误动。当然为防止合闸于故障变压器时能有效切除故障，交叉闭锁的时间选择是非常关键的。主变保护的目的是保证变压器铁芯不被烧毁，而目前，大量资料表明，在0.2s内切除内部故障变压器铁芯不应烧毁，考虑到保护动作到开关跳开的时间裕度，设置4～5个周波的交叉闭锁是安全的。西门子公司的7UT613系列差动保护即采用了先交叉闭锁后分相闭锁的方案，提高了保护性能，运行过程中效果良好。

Principle and Operation Analysis of Transformer Differential Protection

Zhu Zheng-feng，Meng Qing-bo

The realization method of differential protection is briefl y described，and the characteristics of several typical protection in the current system are compared.Based on the analysis of the field operation data，the advantages and disadvantages of several schemes of differential protection are discussed.

compensation；ratio braking；harmonic随着继电保护技术的不断提高，微机保护在电力系统中的应用越来越广泛。作为微机保护的一个重要组成部分，微机型变压器差动保护因其原理以及运行情况的特殊性，一直备受继电保护专业人员的重视。本文就微机型变压器差动保护实现原理及应用状况进行简单分析阐述，并对目前运行的几种变压器保护进行简单分析比较。

TM407

A

1003-6490（2016）07-0184-01

2016-07-06

朱正风（1978—），男，江苏吴县人，工程师，主要研究方向为继电保护。