內(nèi)橋接線方式下變壓器差動保護(hù)誤動原因及防范措施

王定玉

摘 要：差動保護(hù)是一種變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)的主要保護(hù)，應(yīng)用廣泛，差動保護(hù)會受到多種因素的影響，如應(yīng)涌流、電磁互感器飽和及勵磁涌流等，受到干擾后可能會產(chǎn)生誤動。本文分析了誤動原因，并提出了防范措施。

關(guān)鍵詞：內(nèi)橋接線；變壓器；差動保護(hù)；誤動原因

現(xiàn)階段，電力系統(tǒng)基本都是根據(jù)二次諧波的制動原理來對勵磁涌流進(jìn)行識別，然而隨著系統(tǒng)不斷擴(kuò)大規(guī)模和改變自身的運(yùn)行方式，勵磁涌流也不再擁有二次諧波這項(xiàng)獨(dú)有特征。通常電磁互感器飽和采用的克制特性是比率制動，但是其并無法保證電磁互感器在極度飽和下能進(jìn)行可靠的差動保護(hù)。

1 誤動原因分析

1.1 勵磁涌流

在T2變壓器進(jìn)行空載合閘前，T1變壓器正常運(yùn)行，其中會有正常的負(fù)荷工頻電流流過，利用QF3過橋開關(guān)空載合閘T2變壓器，此時(shí)會產(chǎn)生較大數(shù)值的勵磁涌流，其通過TA1電流互感器和TA2電流互感器流入T2變壓器，電流互感器TA1的負(fù)荷電流為一次電流，會疊加在勵磁涌流上，而勵磁涌流為TA2電流互感器的一次電流。不對電流互感器的飽和情況進(jìn)行考慮，也就是其都能夠進(jìn)行一次電流的正確傳變，能夠得出T1變壓器高壓端的等效電流是負(fù)荷電流，可以完全抵消掉勵磁涌流，能夠?qū)α鬟^變壓器高壓端的電流進(jìn)行正確反映，不會出現(xiàn)異常的波形。T2變壓器的空載合閘不會影響到T1變壓器的低壓端電流，因此可以發(fā)現(xiàn)差動電流是一種不平衡電流，且其幅值較小，接近于正常的運(yùn)行情況，一般來說并不會導(dǎo)致差動保護(hù)誤動。

1.2 和應(yīng)涌流

一臺變壓器進(jìn)行空載合閘時(shí)，另一臺運(yùn)行的變壓器會出現(xiàn)和應(yīng)作用，進(jìn)而引發(fā)和應(yīng)涌流。T1變壓器的電源端由于和應(yīng)涌流影響會產(chǎn)生變化，其低壓端的電流值保持不變，依然為正常的負(fù)荷電流。這時(shí)，TA1電流互感器的一次電流是T1變壓器中的工頻負(fù)荷電流，其會與T2變壓器中的勵磁涌流以及和應(yīng)涌流進(jìn)行疊加，而TA2電流互感器中的一次電流是T2變壓器空載合閘的勵磁涌流，當(dāng)電流互感器不飽和時(shí)，T1變壓器高壓端的等效電流可以表示為：

IA=ILoad，A+ISyn，A和IB=ILoad，B+ISyn，B

本式中，A的負(fù)荷電流為ILoad，A，A的和應(yīng)涌流為ISyn，A，B的負(fù)荷電流為ILoad，B，B的和應(yīng)涌流為ISyn，B。

這時(shí)，可以完全抵消掉勵磁涌流，在計(jì)算差動電流時(shí)，相位校正可抵消負(fù)荷電流，但是不能抵消掉和應(yīng)涌流，IdA為A的差動電流，也就是A和B的和應(yīng)涌流差值：IdA=ISyn，A-ISyn，B。若T1變壓器中的A和B僅一相出現(xiàn)了和應(yīng)涌流，這時(shí)其差動電流波形為單相和應(yīng)涌流，由其性質(zhì)可知，此差動電流中有較大的二次諧波，可以根據(jù)其制動的判據(jù)來斷定是否閉鎖，而不會導(dǎo)致差動保護(hù)誤動。若T1變壓器的A和B相都會出現(xiàn)和應(yīng)涌流，討論時(shí)可以分兩種情況進(jìn)行，一種是兩相擁有不同的涌流方向，另一種為兩相擁有相同方向的涌流。

1.3 電流互感器飽和

依據(jù)上述分析結(jié)果，即和應(yīng)涌流和勵磁涌流不會導(dǎo)致變壓器在內(nèi)橋接線方式中出現(xiàn)差動保護(hù)誤動，且發(fā)生誤動的T1變壓器中并未出現(xiàn)和應(yīng)涌流，為了進(jìn)行簡化分析，可以忽略T1變壓器中的和應(yīng)涌流。但是難以避免T2變壓器中出現(xiàn)勵磁涌流，這時(shí)電流互感器TA1中流過的一次電流是勵磁涌流與工頻負(fù)載電流的疊加，而TA2電流互感器中的一次電流是勵磁涌流，其中包含了較多非周期分量，會導(dǎo)致電流互感器飽和。

2 差動保護(hù)的誤動防護(hù)

2.1 改進(jìn)電流互感器的接線方式

T1變壓器的差動保護(hù)使用的是比率制動原理，制動電流，IY和I△是變壓器的高壓和低壓端的電流，由于IY是兩個電流互感器的二次電流差值，所以會出現(xiàn)IY較小而電流互感器的二次電流會相對較大，導(dǎo)致制動電流較小。可以對電流互感器的接線方式進(jìn)行改進(jìn)，取消電流互感器的差接再將其接入保護(hù)裝置中的方式，而是將電流互感器分別接到保護(hù)裝置中，這時(shí)制動電流值就是三個電流互感器的二次電流和值，進(jìn)而對比率差動的動作界值進(jìn)行提升，提高制動的性能。上述改進(jìn)接線的方式能夠有效防止變壓器在內(nèi)橋接線方式中出現(xiàn)差動保護(hù)誤動。但是，通常T1變壓器使用的是西門子微型差動保護(hù)，高壓端只能夠接入一個電流互感器，無法實(shí)現(xiàn)在差動保護(hù)裝置中分別接入TA1和TA2兩個電流互感器，所以在選擇防誤動措施時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，以便能夠廣泛應(yīng)用。

2.2 極性試驗(yàn)判斷接線正確性

在TA的一次接線端，利用極性試驗(yàn)依次施加瞬間電流，觀察保護(hù)屏上的電流端子儀表指針偏轉(zhuǎn)方向，就能夠?qū)﹄娏骰ジ衅饕约捌渑c保護(hù)屏之間的電纜接線正確性進(jìn)行判斷。節(jié)點(diǎn)要選擇為母線、變壓器等被保護(hù)設(shè)備，然后將保護(hù)屏電流端子打開，以星形接線的方式接入差動保護(hù)各側(cè)的TA電流互感器，將毫安表的正極接到電流回路的電流端子上，將負(fù)極表筆接入地端子，若電池形成的流入節(jié)點(diǎn)的瞬間電流通過時(shí)，毫安表的指針發(fā)生正偏，表明接線無誤。檢查完所有的回路極性后，就能夠?qū)﹄娏骰ジ衅鞯慕泳€正確性提供保障。

3 結(jié)語

變壓器主保護(hù)就是差動保護(hù)，其對于變壓器的安全運(yùn)行至關(guān)重要，誤動現(xiàn)象會嚴(yán)重影響到電網(wǎng)設(shè)備的日常運(yùn)行，所以誤動分析和防范勢在必行。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：國網(wǎng)河南嵩縣供電公司）