發(fā)布時間：2014-07-29 08:31

摘要：本文在闡述變壓器縱差保護(hù)基本原理的基礎(chǔ)上，對縱差保護(hù)不平衡電流進(jìn)行了分析，并提出了變壓器縱差保護(hù)中不平衡電流的克服方法。

前言  縱差保護(hù)是一切電氣主設(shè)備的主保護(hù)，它靈敏度高、選擇性好，在變壓器保護(hù)上運(yùn)用較為成功。但是變壓器縱差保護(hù)一直存在勵磁涌流難以鑒定的問題，雖然已經(jīng)有幾種較為有效的閉鎖方案，又因為超高壓輸電線路長度的增加、靜止無功補(bǔ)償容量的增大以及變壓器硅鋼片工藝的改進(jìn)、磁化特性的改善等因素，變壓器縱差保護(hù)的固有原理性矛盾更加突出。

1．變壓器縱差保護(hù)基本原理

縱差保護(hù)在發(fā)電機(jī)上的應(yīng)用比較簡單，但是作為變壓器內(nèi)部故障的主保護(hù)，縱差保護(hù)將有許多特點(diǎn)和困難。變壓器具有兩個或更多個電壓等級，構(gòu)成縱差保護(hù)所用電流互感器的額定參數(shù)各不相同，由此產(chǎn)生的縱差保護(hù)不平衡電流將比發(fā)電機(jī)的大得多，縱差保護(hù)是利用比較被保護(hù)元件各端電流的幅值和相位的原理構(gòu)成的，根據(jù)KCL 基本定理[1]，當(dāng)被保護(hù)設(shè)備無故障時恒有各流入電流之和必等于各流出電流之和。

當(dāng)被保護(hù)設(shè)備內(nèi)部本身發(fā)生故障時，短路點(diǎn)成為一個新的端子，此時 電流大于0，但是實(shí)際上在外部發(fā)生短路時還存在一個不平衡電流。事實(shí)上，外部發(fā)生短路故障時，因為外部短路電流大，特別是暫態(tài)過程中含有非周期分量電流，使電流互感器的勵磁電流急劇增大，而呈飽和狀態(tài)使得變壓器兩側(cè)互感器的傳變特性很難保持一致，而出現(xiàn)較大的不平衡電流。因此采用帶制動特性的原理，外部短路電流越大，制動電流也越大，繼電器能夠可靠制動。

另外，由于縱差保護(hù)的構(gòu)成原理是基于比較變壓器各側(cè)電流的大小和相位，受變壓器各側(cè)電流互感器以及諸多因素影響，變壓器在正常運(yùn)行和外部故障時，其動差保護(hù)回路中有不平衡電流，使縱差保護(hù)處于不利的工作條件下。為保證變壓器縱差保護(hù)的正確靈敏動作，必須對其回路中的不平衡電流進(jìn)行分析，找出產(chǎn)生的原因，采取措施予以消除。

2． 縱差保護(hù)不平衡電流分析

2.1 穩(wěn)態(tài)情況下的不平衡電流

變壓器在正常運(yùn)行時縱差保護(hù)回路中不平衡電流主要是由電流互感器、變壓器接線方式及變壓器帶負(fù)荷調(diào)壓引起。

（1）由電流互感器計算變比與實(shí)際變比不同而產(chǎn)生。正常運(yùn)行時變壓器各側(cè)電流的大小是不相等的。為了滿足正常運(yùn)行或外部短路時流入繼電器差動回路的電流為零，則應(yīng)使高、低壓兩側(cè)流入繼電器的電流相等，即高、低側(cè)電流互感器變比的比值應(yīng)等于變壓器的變比。但是[1]，實(shí)際上由于電流互感器的變比都是根據(jù)產(chǎn)品目錄選取的標(biāo)準(zhǔn)變比，而變壓器的變比是一定的，因此上述條件是不能得到滿足的，因而會產(chǎn)生不平衡電流。

（2）由變壓器兩側(cè)電流相位不同而產(chǎn)生。變壓器常常采用兩側(cè)電流的相位相差30°的接線方式（對雙繞組變壓器而言）。此時，如果兩側(cè)的電流互感器仍采用通常的接線方式（即均采用Ｙ形接線方式），則二次電流由于相位不同，也會在縱差保護(hù)回路產(chǎn)生不平衡電流。

（3）由變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭產(chǎn)生。在電力系統(tǒng)中，經(jīng)常采用有載調(diào)壓變壓器，在變壓器帶負(fù)荷運(yùn)行時利用改變變壓器的分接頭位置來調(diào)整系統(tǒng)的運(yùn)行電壓。改變變壓器的分接頭位置，實(shí)際上就是改變變壓器的變化[2]。如果縱差保護(hù)已經(jīng)按某一運(yùn)行方式下的變壓器變比調(diào)整好，則當(dāng)變壓器帶負(fù)荷調(diào)壓時，其變比會改變，此時，縱差保護(hù)就得重新進(jìn)行調(diào)整才能滿足要求，但這在運(yùn)行中是不可能的。因此，變壓器分接頭位置的改變，就會在差動繼電器中產(chǎn)生不平衡電流，它與電壓調(diào)節(jié)范圍有關(guān)，也隨一次電流的增大而增大。

本文編號：6638