變壓器差動(dòng)保護(hù)特點(diǎn)及誤動(dòng)作原因

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1、變壓器差動(dòng)保護(hù)特點(diǎn)及誤動(dòng)作原因　　差動(dòng)保護(hù)是用某種通信通道將電氣設(shè)備兩端的保護(hù)裝置縱向聯(lián)接起來，并將兩端的電氣量進(jìn)行比較，從而判斷保護(hù)是否動(dòng)作。根據(jù)基爾霍夫定律，保護(hù)范圍內(nèi)流入與流出的電流應(yīng)該相等（變壓器應(yīng)該歸算到同側(cè)）。當(dāng)保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，其流入與流出的電流就不相等了。差動(dòng)保護(hù)就是根據(jù)這個(gè)不平衡電流動(dòng)作的。因此，這種保護(hù)方法有很高的動(dòng)作選擇性和靈敏度，適用于保護(hù)大容量、強(qiáng)電流、高電壓及對(duì)靈敏度要求高的電氣設(shè)備。所以，這種方法廣泛用于保護(hù)大容量、高電壓的變壓器，并以其優(yōu)越的保護(hù)性能成為大容量、高電壓變壓器的主要保護(hù)方法。然而值得注意的是，由于變壓器在結(jié)構(gòu)和運(yùn)行上具有一些特點(diǎn)，因此在

2、實(shí)際運(yùn)行中保護(hù)范圍內(nèi)無故障時(shí)，差動(dòng)保護(hù)裝置也具有較大的不平衡電流，這種不平衡電流可能引起差動(dòng)保護(hù)裝置的誤動(dòng)作。另外，即使考慮了變壓器差動(dòng)保護(hù)的這些特點(diǎn)并加以修正，由于這種保護(hù)裝置的復(fù)雜性在有些情況下也常出現(xiàn)一些誤動(dòng)作現(xiàn)象。本文將就變壓器差動(dòng)保護(hù)兩種誤動(dòng)作的原因加以簡(jiǎn)單的分析。　　一、變壓器差動(dòng)保護(hù)的特點(diǎn)　　1、變壓器勵(lì)磁涌流的存在　　變壓器勵(lì)磁電流（激磁電流）僅流經(jīng)變壓器的某一側(cè)，因此通過電流互感器反應(yīng)到差動(dòng)回路中將形成不平衡電流。穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，變壓器的勵(lì)磁電流不大，只有額定電流的2-5%。在差動(dòng)范圍外發(fā)生故障時(shí)，由于電壓降低，勵(lì)磁電流減小。所以這兩種情況下所形成的不平衡電流都很小，對(duì)變

3、壓器的差動(dòng)保護(hù)影響不大?！　〉?，當(dāng)變壓器空載投入和外部故障切除后電壓恢復(fù)的情況下，則可能出現(xiàn)很大的勵(lì)磁電流即勵(lì)磁涌流。這個(gè)現(xiàn)象的存在是由于變壓器鐵心飽和及剩磁的存在引起的，具體分析如下：　　當(dāng)二次側(cè)開路而一次側(cè)接入電網(wǎng)時(shí)，一次電路的方程為　　u1=umcos(wt+α)=i1R1+N1dφ/dt(1)　　u1：一次電壓，　　um：一次電壓的峰值，　　α：合閘瞬間的電壓初相角，　　R1：變壓器一次繞組的電阻，　　N1：變壓器一次繞組的匝數(shù)，　　φ：變壓器一次側(cè)磁通?！　∮捎趇1R1相對(duì)比較小，在分析瞬態(tài)過程初始階段可以忽略不計(jì)　　所以　　umcos(wt+α)=N1dφ/dt　　dφ=

4、(um/N1)cos(wt+α)dt　　積分，得　　φ=(um/N1)sin(wt+α)+c　　φ=φmsin(wt+α)+cφm為主磁通峰值，c為積分常數(shù)。　　設(shè)鐵芯無剩磁當(dāng)t=0時(shí)，φ=0所以c=-φmsinα　　所以空載合閘磁通為　　φ=φmsin(wt+α)-φmsinα（2）　　由（2）式可得空載合閘磁通的大小與電壓的初相角α有關(guān)考慮較不利情況　　當(dāng)α=900時(shí)，電壓過零　　φ=φmsin(wt+900)-φm=φmcoswt-φm　　磁通有兩個(gè)分量，周期分量φmcoswt與非周期分量φm，此時(shí)磁通的較大值為穩(wěn)態(tài)時(shí)磁通的2倍。如果同時(shí)考慮剩磁的影響這個(gè)值還要更大些?！　∥覀冎?/p>

5、道變壓器正常情況下是工作在鐵芯磁化曲線的膝點(diǎn)附近，此時(shí)鐵芯已接近或略微飽和了。當(dāng)磁通達(dá)到2倍φm以上時(shí)，鐵芯就高度飽和了?！　∮蓤D二可知此時(shí)變壓器的勵(lì)磁電流大幅度增加，可達(dá)額定電流的6~8倍①。由于勵(lì)磁電流只在變壓器的一側(cè)出現(xiàn)所以在差動(dòng)繼電器中會(huì)產(chǎn)生很大的不平衡電流，此后由于R1的存在，非周期分量衰減，φ值將減小?！　【C上所述，勵(lì)磁涌流的大小和衰減時(shí)間與外加電壓，鐵芯的剩磁大小、方向，回路阻抗，變壓器的容量和鐵芯的性質(zhì)有關(guān)。對(duì)于三相交流變壓器由于三相之間的相差1200,所以任何瞬間合閘至少有兩相出現(xiàn)不同的勵(lì)磁涌流?！　?、變壓器各側(cè)繞組的接線方式不同　　我國(guó)規(guī)定的五種變壓器標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)組中

6、，35kVY/D-11雙繞組變壓器常被使用。這種聯(lián)結(jié)方式的變壓器兩側(cè)電流相差300，要想使差動(dòng)保護(hù)不發(fā)生誤動(dòng)作就要設(shè)法調(diào)整CT二次回路的接線和變比，使電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)的CT二次電流的相差1800且大小相等。這樣就能消除Y/D-11變壓器接線對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響?！　榱诉_(dá)到上述目的，變壓器差動(dòng)保護(hù)用的TA應(yīng)按圖三所示方式接線　　IA1,IB1,IC1為變壓器高壓側(cè)電流www.pw0.cn　　IA2,IB2,IC2為接變壓器高壓側(cè)CT的二次電流　　Ia1,Ib1,Ic1為變壓器低壓側(cè)電流　　Ia2,Ib2,Ic2為接變壓器低壓側(cè)CT的二次電流　　根據(jù)接線圖可得，對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，變壓器一

7、次側(cè)CT與主電路接成Y/D-5型聯(lián)結(jié)組，變壓器二次側(cè)CT與主電路接為D/Y-7型聯(lián)結(jié)組，這種接線方法可使差動(dòng)回路中電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)TA二次電流相位差1800?！　〉?dāng)電流互感器采用上述聯(lián)結(jié)方法時(shí)，CT接成D型側(cè)差動(dòng)臂中電流又增大倍。為使兩側(cè)電流的大小相等，在選擇CT變比時(shí)應(yīng)滿足nLy/nLd=nT這樣就消除了Y/D-11聯(lián)結(jié)組對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響。　　2、電流互感器計(jì)算變比與實(shí)際變比不同　　由于變壓器兩側(cè)電流互感器都是根據(jù)產(chǎn)品目錄選取標(biāo)準(zhǔn)的變比而且變