李新潔

【摘要】本文從變壓器差動保護原理入手，分析了差動不平衡電流產(chǎn)生的原因及所采取的措施。以Y，d11接線變壓器為例，闡述了微機型變壓器保護Y側(cè)轉(zhuǎn)角和d側(cè)轉(zhuǎn)角兩種相位調(diào)整方式，以及對各側(cè)電流幅值平衡的調(diào)整。在此基礎(chǔ)上，對變電站差動保護頻繁發(fā)“差流越限”報文原因進行了探討。

【關(guān)鍵詞】變壓器；差動保護；差流越限

引言

目前繼電保護技術(shù)不斷發(fā)展，微機型變壓器保護在電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用，這使得二次回路的連接越來越簡單，但完全由微機程序?qū)崿F(xiàn)的動作邏輯卻更為抽象，尤其對于Y，d接線方式的變壓器，Y側(cè)與d側(cè)的電流存在相角差，微機型差動保護需要通過軟件進行角度的補償，不同廠家的微機保護采用的補償方式也不完全相同，這直接影響到整套保護原理的認識和現(xiàn)場的測試方法。本文通過對微機型變壓器比率差動保護原理的分析，闡述了不同補償方式的技術(shù)手段，并對變電站主變差動保護頻繁發(fā)“差流越限”報文原因進行了探討。

1.變壓器差動保護原理

差動保護是比較主變各側(cè)電流的大小和相位的一種保護。從理論上，當變壓器正常運行或外部故障時，根據(jù)KCL定律：任一時刻流入變壓器的電流就等于流出變壓器的電流，即：∑i=0，差動電流回路的電流為零，此時保護不應(yīng)動作。

當變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時，若忽略負荷電流，則只有流進變壓器的電流而沒有流出變壓器的電流，即：∑i≠0，此時差動保護應(yīng)可靠動作。

1.1 不平衡電流產(chǎn)生的原因

在理想情況下，當變壓器正常運行或發(fā)生外部故障時，流過差動回路的電流為零。實際上由于變壓器各側(cè)CT型號、變比、磁飽和特性及變壓器勵磁電流、勵磁涌流等影響，差動回路不可避免地存在不平衡電流，一旦不平衡電流超過差動動作整定值時，將會導(dǎo)致差動保護的誤動作。

1.2 限制不平衡電流產(chǎn)生的措施：

1.2.1 為了防止變壓器勵磁涌流對差動保護的影響，采取二次諧波制動原理、間斷角原理、波形對稱原理等來躲過勵磁涌流。

1.2.2 防止由各側(cè)CT的比誤差、變壓器改變分接頭或帶負荷調(diào)壓、通道變換及變壓器勵磁電流等引起的誤差，通過對差動保護起動電流的整定，可靠地躲過正常工況下最大的不平衡差流。

1.2.3 防止因接線組別、CT變比不同產(chǎn)生的不平衡電流，采用軟件對各側(cè)二次電流的相位和幅值進行補償，使其趨于平衡。

1.2.4 防止差動保護在區(qū)外故障時，由于各側(cè)CT磁飽和程度不一致而造成很大的不平衡電流，微機型變壓器保護普遍采用了比率制動特性，通過引入制動電流，使差動保護的動作電流隨制動電流的增大按一定的比例增大。

1.2.5 防止超高壓大型變壓器由于過勵磁造成差動保護的誤動作，采用五次諧波作為閉鎖元件，當變壓器過勵磁時，將縱差保護閉鎖。

1.2.6為防止由零序電流產(chǎn)生的很大的不平衡電流造成差動保護誤動作，在差動二次電流的補償措施中要采取措施。

2.Y，d變壓器二次電流相位和幅值的調(diào)整

2.1現(xiàn)在的微機保護，不管變壓器高低壓繞組是怎樣的連接方式，兩側(cè)TA均可接為Y，工程設(shè)計中各側(cè)CT也多采用Y連接，兩側(cè)二次電流的相位差補償則由軟件來完成。消除相角誤差分為由Y側(cè)向d側(cè)歸算及d側(cè)向Y側(cè)歸算兩種做法。

2.2各側(cè)電流幅值平衡的調(diào)整：微機型變壓器差動保護電流平衡調(diào)整是在各側(cè)電流平衡系數(shù)計算的基礎(chǔ)上，由軟件來實現(xiàn)電流自動平衡。求出差動保護各側(cè)電流平衡系數(shù)后，電流平衡調(diào)整自然實現(xiàn)了，即只需將各側(cè)相電流與其對應(yīng)的平衡系數(shù)相乘即可。

3.頻發(fā)“差流越限”報文原因及分析

在某變電站，技改時變壓器由3.15MVA更換換為5MVA（變比為38.5±3×2.5%/10.5kV），主變保護未更換。35kV側(cè)CT（變比為100/5）二次回路采用完全星形接線，未更改。

運行后該變壓器頻繁發(fā)“差流越限”報文，經(jīng)檢查：該變壓器差動保護平衡系數(shù)整定正確，各相電流顯示正確，越限定值為0.25，也沒有問題，那為什么會出現(xiàn)差流越限呢？

通過分析我們知道，影響不平衡電流的因素有：

1）有載變壓器檔位

2）平衡系數(shù)的整定

3）變壓器負荷

4）CT變比

變壓器檔位根據(jù)電壓以及功率因數(shù)等不可能固定在某一個檔位不變；平衡系數(shù)一旦整定好以后就不可能隨時隨地來進行調(diào)整；對變壓器負荷來進行進行限制就更不可能。因此只有通過改變CT變比，才能限制不平衡電流的大小，這種方式也最簡便，易于操作，也是最有效的方式。在我們實際計算不平衡電流時，各側(cè)電流最終都要歸算到高壓側(cè)CT，因此差流大小與低壓側(cè)CT變比無關(guān)，即：差流的大小僅僅取決于高壓側(cè)CT的變比的變化。所以高壓側(cè)CT變比應(yīng)選擇200/5，這樣才能保證變壓器在滿負荷運行時不會差流越限。之后將該變壓器高壓側(cè)CT變比進行了調(diào)整，這樣差流越限的問題得到了解決。

在這個案例里，保護回路二次接線沒有任何錯誤。對于35kVCT二次回路采用完全星形接線來說，因為100/5的CT可以承受6MVA的負荷，10kV300/5的CT可以承受5.4MVA的負荷，所以在主變由3.15MVA更換為5MVA時，認為高壓側(cè)CT變比100/5能滿足要求，不須更換，所以導(dǎo)致了頻發(fā)差流越限的報文信息。對于設(shè)計、安裝調(diào)試和定值整定人員來說，應(yīng)充分了解保護原理及相關(guān)的理論計算，這對于保證設(shè)備的安全可靠運行是非常必要的。

4.結(jié)束語

本文在闡述微機型變壓器比率差動保護原理的基礎(chǔ)上，重點闡述了計算差流方法，可提高實際運行中如何進行差動保護校驗方法和查找缺陷排除故障有一定的幫助作用。

參考文獻

[1]國家電力調(diào)度通信中心.電力系統(tǒng)繼電保護實用技術(shù)問答.北京：中國電力出版社，1999.

[2]陳衍編.電力系統(tǒng)分析.北京：電力出版社，2007.

[3]江蘇省電力公司.電力系統(tǒng)繼電保護原理與實用技術(shù).北京：中國電力出版社，2006

[4]許正亞.變壓器及中低壓網(wǎng)絡(luò)數(shù)字式保護.北京：中國水利水電出版社，2004.