李新潔

【摘要】本文從變壓器差動保護(hù)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(jī)型變壓器保護(hù)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(hù)頻繁發(fā)“差流越限”報文原因進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】變壓器；差動保護(hù)；差流越限

引言

目前繼電保護(hù)技術(shù)不斷發(fā)展，微機(jī)型變壓器保護(hù)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(jī)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(jī)型差動保護(hù)需要通過軟件進(jìn)行角度的補(bǔ)償，不同廠家的微機(jī)保護(hù)采用的補(bǔ)償方式也不完全相同，這直接影響到整套保護(hù)原理的認(rèn)識和現(xiàn)場的測試方法。本文通過對微機(jī)型變壓器比率差動保護(hù)原理的分析，闡述了不同補(bǔ)償方式的技術(shù)手段，并對變電站主變差動保護(hù)頻繁發(fā)“差流越限”報文原因進(jìn)行了探討。

1.變壓器差動保護(hù)原理

差動保護(hù)是比較主變各側(cè)電流的大小和相位的一種保護(hù)。從理論上，當(dāng)變壓器正常運(yùn)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(hù)不應(yīng)動作。

當(dāng)變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時，若忽略負(fù)荷電流，則只有流進(jìn)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(hù)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(dāng)變壓器正常運(yùn)行或發(fā)生外部故障時，流過差動回路的電流為零。實(shí)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(hù)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(hù)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(fù)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(hù)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(jìn)行補(bǔ)償，使其趨于平衡。

1.2.4 防止差動保護(hù)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(jī)型變壓器保護(hù)普遍采用了比率制動特性，通過引入制動電流，使差動保護(hù)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(hù)的誤動作，采用五次諧波作為閉鎖元件，當(dāng)變壓器過勵磁時，將縱差保護(hù)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(hù)誤動作，在差動二次電流的補(bǔ)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(jī)保護(hù)，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(bǔ)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(jī)型變壓器差動保護(hù)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(shí)現(xiàn)電流自動平衡。求出差動保護(hù)各側(cè)電流平衡系數(shù)后，電流平衡調(diào)整自然實(shí)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(hù)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(yùn)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(hù)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(fù)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(jìn)行調(diào)整；對變壓器負(fù)荷來進(jìn)行進(jìn)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(shí)際計算不平衡電流時，各側(cè)電流最終都要?dú)w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(fù)荷運(yùn)行時不會差流越限。之后將該變壓器高壓側(cè)CT變比進(jìn)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(hù)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?yàn)?00/5的CT可以承受6MVA的負(fù)荷，10kV300/5的CT可以承受5.4MVA的負(fù)荷，所以在主變由3.15MVA更換為5MVA時，認(rèn)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(hù)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(yùn)行是非常必要的。

4.結(jié)束語

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

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