变压器保护之差动保护
电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电组成的统一整体。变电环节在电力系统中占据相当重要的地位，而变压器是变电环节中Zui重要的设备。变压器正常运行与否关乎电能的供应质量，进而影响到我们的正常生活。变压器本身也是比较昂贵的电力设备，确保变压器的正常运行显得尤为重要。 当变压器处于不正常运行状态或故障状态时，它的一些运行参数会发生相应变化，继电保护装置根据这些变化发出告警或跳闸信号，使得运行人员能够及时发现和处理问题，确保变压器的安全稳定运行。针对不同的故障需配置相应的保护，变压器保护有很多种，例如差动保护、电流速断保护、瓦斯保护、过流保护、过负荷保护等。今天让小编为大家介绍变压器内部故障的主保护——差动保护。 差动保护作为变压器的主保护，能反映变压器内部相间短路故障、高压侧单相接地短路及匝间层间短路故障，是由变压器的一次和二次电流的数值和相位进行比较而构成的保护。 当变压器处于正常运行或者发生外部故障时，忽略掉励磁电流损耗和其他损耗，此时流入变压器的电流和流出变压器的电流大小相等。适当选取互感器TA1和TA2的变比nTA1和nTA2，当变压器两端电流为I1和I2，如下图所示，则流经继电器的电流I为： 从理论上来讲，互感器变比选取与变压器变比一致时，流过继电器的电流为零，由于不平衡电流的存在，仍会有小电流流过继电器，小于继电器的动作电流，继电器不动作。 而当变压器出现内部故障时，故障电流流向如下图所示，此时流经继电器的电流I为： 此时I为两侧电源提供的短路电流之和，电流很大，大于继电器的动作电流，从而继电器动作，跳开变压器两侧的断路器，以免变压器故障扩大。 以上就是变压器差动保护的基本原理。对于保护装置，防止误动作是必须要考虑的。那么影响变压器差动保护装置误动作的因素是什么呢?那就是不平衡电流的存在。当变压器处于正常运行或者外部故障状态时，如果此时不平衡电流大于继电器的动作电流，就会引起继电保护装置的误动作。 那么这个不平衡电流是如何产生的？又该如何消除呢？ （1）由于变压器两侧电流相位的不同而产生不平衡电流 变压器常常采用的是Yd11的接线方式，其两侧电流的相位会差30o。此时，如果两侧的电流互感器仍然采用常规的接线方式，会导致二次电流相位不同，从而产生差电流（也即不平衡电流）流入继电器。要消除这种不平衡电流，可以将变压器星形侧的电流互感器接成三角形，将三角形侧的电流互感器接成星形。 （2）由于两侧电流互感器的误差而产生不平衡电流 由于变压器两侧额定电压不同，装设在两侧的电流互感器型号也就不一样，饱和特性和归算到同一侧的励磁电流也不相同。在外部短路故障时，会产生较大的不平衡电流，此时可以采用适当增大动作电流的方法来解决。 （3）由于互感器计算变比与实际变比不一致而产生不平衡电流 由于电流互感器是标准化的产品，其实际变比与计算变比不可能完全一致，会产生不平衡电流。这种情况可采用设置平衡线圈来解决。将平衡线圈和差动线圈共同绕在继电器的中间磁柱上，适当选择平衡线圈的匝数，使它产生的磁势与差动线圈中产生的磁势相抵消，这样二次绕组就不会感应电势了，则流经继电器的电流为零，继电器不会误动作。需要注意的是，接线要注意极性，平衡线圈与差动线圈产生的磁势要 （4）由于励磁涌流产生不平衡电流 在变压器空载投入电源或外部故障切除后，恢复送电时，由于变压器的铁芯中的磁通急剧增大，铁芯瞬间饱和，产生的励磁电流的数值可达额定电流的6~8倍，称它为励磁涌流。由于励磁涌流具有很大的数值和非周期分量，会对差动保护产生很大影响。防止励磁涌流的影响，目前国内广泛采取的一种方法是采用具有速饱和变流器的继电器，当发生外部故障时，所含非周期分量的Zui大不平衡电流使得速饱和变流器铁芯迅速饱和，传变性能变差，使得不平衡电流无法传递到继电器的差动线圈上，从而防止发生误动作。 以上和大家分享了变压器差动保护的基本原理以及不平衡电流的主要产生原因和消除方法。避免大的不平衡电流是保证差动保护不误动作的关键，不平衡电流越小，误动作的可能性就越小。采取有效措施来预防消除不平衡电流的影响，对于提高差动保护的整体性能十分有效，对于整个变压器乃至电网的安全运行具有非常重要的意义。 |
