變壓器差動(dòng)保護(hù)及其二次回路分析與應(yīng)用核心探索

覃玉松

摘 要 變壓器使我國(guó)電力行業(yè)發(fā)展必不可少的重要設(shè)備，可以針對(duì)電路電壓情況給予一定保護(hù)作用。在其運(yùn)行過(guò)程中，主要的保護(hù)手段就是差動(dòng)保護(hù)，無(wú)論是變壓器設(shè)備發(fā)生故障，還是電流互感器之間出現(xiàn)故障，都可以利用變壓器差動(dòng)保護(hù)原理解決問(wèn)題。本文將重點(diǎn)論述變壓器差動(dòng)保護(hù)和二次回路分析應(yīng)用問(wèn)題，從變壓器差動(dòng)保護(hù)原理和保護(hù)范圍探討，旨在拋磚引玉，為探索其應(yīng)用核心提供一點(diǎn)參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞 變壓器;差動(dòng)保護(hù);二次回路;應(yīng)用核心

在電路正常運(yùn)行中，變壓器出現(xiàn)外部?jī)?nèi)部的故障，為了使系統(tǒng)之間和變壓器脫離，同時(shí)為了避免雙繞組或三繞組變壓器內(nèi)部出現(xiàn)短路問(wèn)題，經(jīng)常要應(yīng)用到差動(dòng)保護(hù)保障電路系統(tǒng)安全性。因此工作人員一定要明確變壓器差動(dòng)保護(hù)原理，對(duì)可能發(fā)生的故障進(jìn)行及時(shí)排查，保證電路系統(tǒng)運(yùn)行效率。

1變壓器差動(dòng)保護(hù)原理和保護(hù)范圍

1.1 變壓器差動(dòng)保護(hù)原理

變壓器差動(dòng)保護(hù)的理論基礎(chǔ)是基爾霍夫電流定理與磁勢(shì)平衡原理，根據(jù)基爾霍夫電流理論，研究時(shí)可以視電流互感器和周邊包圍區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)節(jié)點(diǎn)，如果這個(gè)區(qū)域之外出現(xiàn)電路短路現(xiàn)象，則流入節(jié)點(diǎn)之前的電流和流入節(jié)點(diǎn)之后的電流，沒(méi)有數(shù)值上的變化。這個(gè)電流本質(zhì)上為穿越性電流，電流之和為零，依據(jù)這個(gè)原理，如果在節(jié)點(diǎn)上出現(xiàn)流出電流，則說(shuō)明節(jié)點(diǎn)電流出現(xiàn)了故障，這時(shí)電流沒(méi)有接入差動(dòng)接線，變壓器的差動(dòng)保護(hù)作用就可以正常起到保護(hù)作用。而且依據(jù)磁勢(shì)平衡原理，如果在變壓器繞組之內(nèi)出現(xiàn)了短路現(xiàn)象，就會(huì)使磁勢(shì)平衡遭到破壞，這種情況下變壓器差動(dòng)保護(hù)也可以正常發(fā)揮作用[1]。

1.2 差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)范圍

論述差動(dòng)保護(hù)范圍需要先明確大差小差概念，來(lái)自主變壓器雙側(cè)開(kāi)關(guān)CT的主變差動(dòng)保護(hù)的電流即為大差，大差通常具有較大的保護(hù)范圍，保護(hù)范圍涉及套管引出線至各側(cè)開(kāi)關(guān)部分;來(lái)自變高、變中套管CT的主變差動(dòng)保護(hù)電流即為小差，變低部分則直接來(lái)自開(kāi)關(guān)CT，保護(hù)范圍通常更小。

差強(qiáng)保護(hù)的范圍的實(shí)質(zhì)是不同變壓器在每一側(cè)保護(hù)CT包括的范圍，理論上CT在裝設(shè)時(shí)應(yīng)當(dāng)靠近線路一側(cè)，這樣保護(hù)范圍就被擴(kuò)大，連帶保護(hù)了開(kāi)關(guān)與CT之間的部位。但是理論是實(shí)踐具有一定差異，差強(qiáng)保護(hù)的實(shí)際工況中，變電站主變差強(qiáng)保護(hù)CT，通常會(huì)選擇安裝在開(kāi)關(guān)靠近主變壓器一側(cè)，若實(shí)際情況中CT開(kāi)關(guān)并未在主變壓器靠近母線一側(cè)安裝，則在電路系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中就會(huì)縮小保護(hù)范圍，變壓器的高開(kāi)關(guān)的保護(hù)作用此時(shí)失靈。上述方法和情景都是在理論的角度對(duì)變壓器裝設(shè)情況進(jìn)行預(yù)設(shè)，這樣差強(qiáng)保護(hù)電流主要來(lái)自高電壓開(kāi)關(guān)靠近主變壓器一側(cè)的CT，即差動(dòng)保護(hù)小差。

小差保護(hù)的情況，通常是在主變壓器開(kāi)關(guān)不運(yùn)行，旨在旁路開(kāi)關(guān)運(yùn)行的情況下進(jìn)行，這時(shí)通常需要避免大差保護(hù)的情況出現(xiàn)。主變壓器旁路在電路正常運(yùn)行過(guò)程中，主要是切換主變壓器開(kāi)關(guān)CT，切換至套管CT位置，這種做法就會(huì)讓大差轉(zhuǎn)換為小差。在實(shí)際主變壓器的保護(hù)中，通常都會(huì)兩種差動(dòng)保護(hù)雙管齊下，大差和小差并行。一般情況下小差差強(qiáng)保護(hù)足夠滿足要求，大差的在其中發(fā)揮作用不夠明顯，所以小差就能勝任差動(dòng)保護(hù)的任務(wù)，維持變壓器正常運(yùn)行[2]。

2變壓器差動(dòng)保護(hù)二次回路

2.1 CT電流互感器

同名端標(biāo)注過(guò)程中，電流互感器通常會(huì)應(yīng)用減極性標(biāo)注法，該方法的實(shí)質(zhì)是如果有電流的流入起點(diǎn)為一次繞組極性，二次感應(yīng)電流感應(yīng)側(cè)極性端會(huì)流出電流，一、二同名端流入電流后，會(huì)產(chǎn)生一致磁通方向。依據(jù)不同電流互感器精度，可以分成三個(gè)不同等級(jí)，0.2級(jí)、0.5級(jí)和P級(jí)等等。0.2與0.5主要應(yīng)用于計(jì)量，實(shí)質(zhì)為在額定電流附近，一次電流產(chǎn)生的二次繞組電流誤差允許最大范圍。相比于0.2與0.5，P級(jí)含義更為特殊，例如5P20指的是一次電流數(shù)值為額定電流20倍，二次繞組產(chǎn)生的電流誤差最大值為百分之5。這種互感器在220kV以下差動(dòng)保護(hù)應(yīng)用較多[3]。

主變壓器CT的實(shí)際配置存在差異，以高壓側(cè)舉例討論，通常情況下電流感應(yīng)器在高壓側(cè)開(kāi)關(guān)CT配置時(shí)，需要P級(jí)4個(gè)，0.2級(jí)1個(gè)和0.5級(jí)1個(gè)，各自具備各自功能，其中4個(gè)P級(jí)功能為適應(yīng)2套主保護(hù)，1個(gè)0.2級(jí)主要應(yīng)用于計(jì)量，1個(gè)0.5級(jí)主要適應(yīng)2套母差保護(hù)[5]。

2.2 主變壓器的差強(qiáng)保護(hù)需要注意的問(wèn)題

交流電路回路編號(hào)是主變壓器差強(qiáng)保護(hù)中應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題。例如A411，A代表A相電流，4的含義是交流電路回路，1的含義為CT二次繞組編號(hào)為1.如果回路中增加了元件數(shù)目，則會(huì)使位數(shù)改變，如果增加元件數(shù)量為1，則尾數(shù)相應(yīng)增加1。另外，CT極性正確安裝也需要注意，在裝設(shè)差強(qiáng)保護(hù)的過(guò)程中，如果出現(xiàn)了極性錯(cuò)誤安裝的問(wèn)題，則會(huì)出現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)的錯(cuò)誤操作。最后需要對(duì)CT繞組二次側(cè)的接地保護(hù)額外注意。在連接設(shè)備過(guò)程中，設(shè)備種類繁多，會(huì)導(dǎo)致二次接線過(guò)程中復(fù)雜性增強(qiáng)，可能會(huì)出現(xiàn)各種錯(cuò)誤，電位差會(huì)使差強(qiáng)保護(hù)出現(xiàn)誤操作的問(wèn)題，降低差強(qiáng)保護(hù)靈敏性[4]。

3結(jié)束語(yǔ)

主變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置的重要性不言而喻，在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行中發(fā)揮正常作用，在未來(lái)的電力行業(yè)發(fā)展中會(huì)有更大的應(yīng)用價(jià)值。在應(yīng)用過(guò)程中需要明確保護(hù)裝置極性的正確性，從而避免出現(xiàn)誤操作帶來(lái)故障問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

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[4] 鄭濤，劉萬(wàn)順，劉建飛，等.采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)防止變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的新方法[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2005，25（20）：6-11.

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