浅谈变压器差动保护

浅谈变压器差动保护

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摘要：该文对电力变压器的差动保护原理进行了研究，阐述了电力变压器差动保护的原理，介绍了电力变压器差动保护的具体分类，同时对新型电力变压器的保护原理和电力变压器差动保护的发展方向进行了说明，最后总结了电力变压器的差动保护原理的重点及要点，旨在提高变压器运行的安全性与稳定性。

关键词：变压器差动保护；措施；原理

引言

目前我国的变压器采用的差动保护比较规范，一般情况下使用微机实现的比率差动保护多应用于110kV变压器，而常用分立式继电器构成的保护对35kV以下的继电器进行保护。二次回路的构成比较简单，当系统发生故障时，二次回路就会出现电压急剧增加或急剧下降、电压间相位差角发生变化的情况，因为该种方法能够清晰的反应出故障的发生，并且操作简单，因此是一种非常普遍的方法。

1变压器差动保护基本原理

1.1平衡变压器差动保护原理分析

差动保护作为变压器的主保护主要防止变压器内部故障，采用基尔霍夫电流定理中节点电流法作为工作原理，将变压器等效为一个节点，同一时刻，流进节点电流和流出节点电流相同。即变压器在正常运行状况下平衡之后流进的电流和流出的电流相等，此时差动电流等于零，保护可靠不动作。分析电流互感器的极性，当变压器正常工作或区外故障时，流入变压器的电流与流出电流（平衡后电流）相等，若电流互感器极性正确，计算差流为零，差动保护不动作；当变压器内部故障或区外故障时，则流入变压器的电流与流出电流不相等，当两者差流值超过整定值时，主变差动保护动作。

1.2主要作用

在电力系统中变压器的差动保护装置主要对电路上的短路故障进行检测预防，该短路一般发生在双绕组变压器绕组内部和其引出线上，同时也会对变压器中的单相匝中的短路故障进行保护。电流互感器装置会接在变压器的两端，并且按循环电流的接法对二次侧进行相接，也就是说电流互感器的同极性端都向母线一侧涌入，则将同极性端子进行相连，并将电流继电器并联接入两接线之间。继电器中感受到的电流是两侧电流互感器值的差值，这也说明差动回路上进行差动继电器的连接。根据前文可知，理论上来讲，当变压器正常运行或者出现外部故障时，差动回路的电流是零。但是实际情况中，两侧机器存在系统误差，特性并不是完全一样，当正常运行或出现外部故障时，仍然会出现细小的不平衡电流经过。虽然该误差是无法避免的，但是应该确保该电流应该尽量的小，继电器的保护装置不会出现误动。当出现内部故障时，差动回路中的I2改变了以前的方向或为零，这个时候继电器中流过的电流为I1和I2之和，这个时候就会使继电器稳定的工作。

1.3变压器差动保护动作的处理

变压器差动保护是对变压器各个位置与电流互感器之间的连接进行保护检查。保护动作后检查变压器是否完整，差动保护范围内的瓷瓶是否正常运转。如果变压器差动保护范围内的设备经检测无故障发生，对继电保护部分和其他部分是否故障进行检查，重点注意直流回路的接触状况。如果以上几个步骤的检查都显示没有异常现象，切断电源后再试一次，不成功不能再试。如果继电器保护部分或回路部分再次出现故障情况，则应该退出变压器差动保护的运行，给变压器接电，重复进行故障处理。在这个步骤中，有一点需要特别注意：如果出现差动保护动作和重瓦斯保护动作同时发生的情况，必须先进行变压器内部结构的检查，检查结束后进行工作试验，再开始运行变压器。

2变压器差动保护的防范措施

2.1六合牵引所电流互感器校验

现场采用互感器校验仪对高低压侧流互的极性、精确度、变比进行校验。经过现场确认，发现低压侧流互一次侧极性错误。设备厂家为了装设流互的方便，流互未按设计图纸安装，导致低压侧流互一次侧接线接反。经过调整低压侧流互一次侧极性，比率差动保护误动作故障得以解决。在进行四电验收的过程中，开展的继电保护试验无法排除流互极性错误，需要针对流互的极性进行专门的确认。六合牵引所在出现主变差动保护动作的情况下，由于主变低压侧断路器厂家未根据给定的设计图纸安装低压侧流互，而现场无法直观的反应流互一次反接的情况，最终导致机车热滑过程中出现差动保护误动作。

2.2CT二次回路断线引起变压器差动保护误动及防范

电磁式变压器差动继电器若按照CT回路接线应该消除保护回路中电流相位差造成的不平衡电流。根据Y/d11接线变压器的特征，由于三角形侧的电流比星位侧的电流超前30°，这就导致电流存在相位差，因此在进行连接时，就需要将三角形侧接上星形侧，而星形侧接上三角形侧，用该种方法对电流进行校正。电流下降是CT断线最为明显的特征，在有微机保护的情况下，根据合理的判断，就可以解决电流互感器二次回路断线情况下变压器误动的问题。例如，当出现一相电流或者两相电流为零，其余电流和起动电流相等，并且出现故障一侧的电流比给定值要高，根据这些特征就可判断出CT断线。当出现CT断线的情况就可以在正常运行的情况下关闭差动，避免出现差动保护误动作。

2.3新型变压器的功率差动保护原理

新型变压器的功率差动保护原理是根据能量守恒定律进行运作的，变压器在正常运行时消耗的功比较小，但是当变压器的绝缘被损坏后，变压器在正常运行时消耗的功会非常大，所以依据能量守恒定律对变压器消耗的大小进行检测就能够对变压器的内部故障进行判别。使用此原理能够对变压器的实际情况进行真实的反映，而且此原理中，没有涉及到励磁涌流，这就可以避免励磁涌流产生的影响。虽然新型变压器的功率差动保护原理避开了励磁涌流影响，但是这会导致励磁铜耗无法精确计算，最终就导致了变压器的铜损耗难以确定。

2.4电力变压器的差动保护发展方向

目前，电力变压器的差动保护中最重要及最困难的一个问题就是励磁涌流问题，所以大家在研究电力变压器的差动保护时主要研究的就是怎样识别励磁涌动，但是由于问题的复杂性，至今也没有研究出合适的方法准确地识别励磁涌动，所以在之后的研究之中还要继续努力关注励磁涌动问题，直至找到合适的方法能够准确识别励磁涌动。另外，目前变压器差动保护的准确性还存在一定的问题，在变压器正常工作时会对电力变压器中的继电保护系统看做变压器内部电流故障，从而导致继电器发出错误的保护动作，所以在未来的研究中要加强变压器差动保护的准确性。电力变压器的差动保护技术在不断地发展，但是随着社会、经济、科技的不断发展，电力变压器的差动保护技术也是要不断进步的，要应用好网络计算机技术与电力变压器的差动保护技术的结合，提高电力变压器的差动保护装置的性能，同时推动电力变压器保护系统朝着网络化、智能化、集成化的方向不断的靠近。

结束语

随着我国经济的不断发展，科学技术也在不断的进步。避免差动保护装置发生误动最根本的条件是保证电流的平衡性，在对设备进行调试的过程中将每一个环节做细，并且采取措施，从而提高变压器差动保护装置的精确性，不仅可以避免因为误动造成的损失，也可以保证电网系统的正常运行，同时对人们的生产和生活也有着十分重要的作用。

参考文献：

[1]洪毅，王哲波.变压器差动保护误动原因及防范措施的探讨[J].城市建设理论研究：电子版，2015（15）.

[2]胡亦涵，王佳兴，钱碧甫，等.继电保护中电流回路误差分析与计算[J].电气技术，2014，15（10）：110-113.

[3]陈国栋.浅析提高变压器差动保护动作正确性的方法[J].黑龙江科技信息，2010，（12）：38-39.