论文部分内容阅读
摘 要：差动保护是一种变压器发生内部故障时的主要保护，应用广泛，差动保护会受到多种因素的影响，如应涌流、电磁互感器饱和及励磁涌流等，受到干扰后可能会产生误动。本文分析了误动原因，并提出了防范措施。
关键词：内桥接线；变压器；差动保护；误动原因
现阶段，电力系统基本都是根据二次谐波的制动原理来对励磁涌流进行识别，然而随着系统不断扩大规模和改变自身的运行方式，励磁涌流也不再拥有二次谐波这项独有特征。通常电磁互感器饱和采用的克制特性是比率制动，但是其并无法保证电磁互感器在极度饱和下能进行可靠的差动保护。
1 误动原因分析
1.1 励磁涌流
在T2变压器进行空载合闸前，T1变压器正常运行，其中会有正常的负荷工频电流流过，利用QF3过桥开关空载合闸T2变压器，此时会产生较大数值的励磁涌流，其通过TA1电流互感器和TA2电流互感器流入T2变压器，电流互感器TA1的负荷电流为一次电流，会叠加在励磁涌流上，而励磁涌流为TA2电流互感器的一次电流。不对电流互感器的饱和情况进行考虑，也就是其都能够进行一次电流的正确传变，能够得出T1变压器高压端的等效电流是负荷电流，可以完全抵消掉励磁涌流，能够对流过变压器高压端的电流进行正确反映，不会出现异常的波形。T2变压器的空载合闸不会影响到T1变压器的低压端电流，因此可以发现差动电流是一种不平衡电流，且其幅值较小，接近于正常的运行情况，一般来说并不会导致差动保护误动。
1.2 和应涌流
一台变压器进行空载合闸时，另一台运行的变压器会出现和应作用，进而引发和应涌流。T1变压器的电源端由于和应涌流影响会产生变化，其低压端的电流值保持不变，依然为正常的负荷电流。这时，TA1电流互感器的一次电流是T1变压器中的工频负荷电流，其会与T2变压器中的励磁涌流以及和应涌流进行叠加，而TA2电流互感器中的一次电流是T2变压器空载合闸的励磁涌流，当电流互感器不饱和时，T1变压器高压端的等效电流可以表示为：
IA=ILoad，A+ISyn，A和IB=ILoad，B+ISyn，B
本式中，A的负荷电流为ILoad，A，A的和应涌流为ISyn，A，B的负荷电流为ILoad，B，B的和应涌流为ISyn，B。
这时，可以完全抵消掉励磁涌流，在计算差动电流时，相位校正可抵消负荷电流，但是不能抵消掉和应涌流，IdA为A的差动电流，也就是A和B的和应涌流差值：IdA=ISyn，A-ISyn，B。若T1变压器中的A和B仅一相出现了和应涌流，这时其差动电流波形为单相和应涌流，由其性质可知，此差动电流中有较大的二次谐波，可以根据其制动的判据来断定是否闭锁，而不会导致差动保护误动。若T1变压器的A和B相都会出现和应涌流，讨论时可以分两种情况进行，一种是两相拥有不同的涌流方向，另一种为两相拥有相同方向的涌流。
1.3 电流互感器饱和
依据上述分析结果，即和应涌流和励磁涌流不会导致变压器在内桥接线方式中出现差动保护误动，且发生误动的T1变压器中并未出现和应涌流，为了进行简化分析，可以忽略T1变压器中的和应涌流。但是难以避免T2变压器中出现励磁涌流，这时电流互感器TA1中流过的一次电流是励磁涌流与工频负载电流的叠加，而TA2电流互感器中的一次电流是励磁涌流，其中包含了较多非周期分量，会导致电流互感器饱和。
2 差动保护的误动防护
2.1 改进电流互感器的接线方式
T1变压器的差动保护使用的是比率制动原理，制动电流，IY和I△是变压器的高压和低压端的电流，由于IY是两个电流互感器的二次电流差值，所以会出现IY较小而电流互感器的二次电流会相对较大，导致制动电流较小。可以对电流互感器的接线方式进行改进，取消电流互感器的差接再将其接入保护装置中的方式，而是将电流互感器分别接到保护装置中，这时制动电流值就是三个电流互感器的二次电流和值，进而对比率差动的动作界值进行提升，提高制动的性能。上述改进接线的方式能够有效防止变压器在内桥接线方式中出现差动保护误动。但是，通常T1变压器使用的是西门子微型差动保护，高压端只能够接入一个电流互感器，无法实现在差动保护装置中分别接入TA1和TA2两个电流互感器，所以在选择防误动措施时，要根据实际情况进行选择，以便能够广泛应用。
2.2 极性试验判断接线正确性
在TA的一次接线端，利用极性试验依次施加瞬间电流，观察保护屏上的电流端子仪表指针偏转方向，就能够对电流互感器以及其与保护屏之间的电缆接线正确性进行判断。节点要选择为母线、变压器等被保护设备，然后将保护屏电流端子打开，以星形接线的方式接入差动保护各侧的TA电流互感器，将毫安表的正极接到电流回路的电流端子上，将负极表笔接入地端子，若电池形成的流入节点的瞬间电流通过时，毫安表的指针发生正偏，表明接线无误。检查完所有的回路极性后，就能够对电流互感器的接线正确性提供保障。
3 结语
变压器主保护就是差动保护，其对于变压器的安全运行至关重要，误动现象会严重影响到电网设备的日常运行，所以误动分析和防范势在必行。
参考文献
[1]盛方正，王文成，陈亚子.电流互感器二次侧并联接入变压器差动保护装置的问题研究[J].现代电力，2011，（4）：35-39.
[2]郑涛，张婕，高旭.一起特高压变压器的差动保护误动分析及防范措施[J].电力系统自动化，2011，（18）：92-97.
（作者单位：国网河南嵩县供电公司）
关键词：内桥接线；变压器；差动保护；误动原因
现阶段，电力系统基本都是根据二次谐波的制动原理来对励磁涌流进行识别，然而随着系统不断扩大规模和改变自身的运行方式，励磁涌流也不再拥有二次谐波这项独有特征。通常电磁互感器饱和采用的克制特性是比率制动，但是其并无法保证电磁互感器在极度饱和下能进行可靠的差动保护。
1 误动原因分析
1.1 励磁涌流
在T2变压器进行空载合闸前，T1变压器正常运行，其中会有正常的负荷工频电流流过，利用QF3过桥开关空载合闸T2变压器，此时会产生较大数值的励磁涌流，其通过TA1电流互感器和TA2电流互感器流入T2变压器，电流互感器TA1的负荷电流为一次电流，会叠加在励磁涌流上，而励磁涌流为TA2电流互感器的一次电流。不对电流互感器的饱和情况进行考虑，也就是其都能够进行一次电流的正确传变，能够得出T1变压器高压端的等效电流是负荷电流，可以完全抵消掉励磁涌流，能够对流过变压器高压端的电流进行正确反映，不会出现异常的波形。T2变压器的空载合闸不会影响到T1变压器的低压端电流，因此可以发现差动电流是一种不平衡电流，且其幅值较小，接近于正常的运行情况，一般来说并不会导致差动保护误动。
1.2 和应涌流
一台变压器进行空载合闸时，另一台运行的变压器会出现和应作用，进而引发和应涌流。T1变压器的电源端由于和应涌流影响会产生变化，其低压端的电流值保持不变，依然为正常的负荷电流。这时，TA1电流互感器的一次电流是T1变压器中的工频负荷电流，其会与T2变压器中的励磁涌流以及和应涌流进行叠加，而TA2电流互感器中的一次电流是T2变压器空载合闸的励磁涌流，当电流互感器不饱和时，T1变压器高压端的等效电流可以表示为：
IA=ILoad，A+ISyn，A和IB=ILoad，B+ISyn，B
本式中，A的负荷电流为ILoad，A，A的和应涌流为ISyn，A，B的负荷电流为ILoad，B，B的和应涌流为ISyn，B。
这时，可以完全抵消掉励磁涌流，在计算差动电流时，相位校正可抵消负荷电流，但是不能抵消掉和应涌流，IdA为A的差动电流，也就是A和B的和应涌流差值：IdA=ISyn，A-ISyn，B。若T1变压器中的A和B仅一相出现了和应涌流，这时其差动电流波形为单相和应涌流，由其性质可知，此差动电流中有较大的二次谐波，可以根据其制动的判据来断定是否闭锁，而不会导致差动保护误动。若T1变压器的A和B相都会出现和应涌流，讨论时可以分两种情况进行，一种是两相拥有不同的涌流方向，另一种为两相拥有相同方向的涌流。
1.3 电流互感器饱和
依据上述分析结果，即和应涌流和励磁涌流不会导致变压器在内桥接线方式中出现差动保护误动，且发生误动的T1变压器中并未出现和应涌流，为了进行简化分析，可以忽略T1变压器中的和应涌流。但是难以避免T2变压器中出现励磁涌流，这时电流互感器TA1中流过的一次电流是励磁涌流与工频负载电流的叠加，而TA2电流互感器中的一次电流是励磁涌流，其中包含了较多非周期分量，会导致电流互感器饱和。
2 差动保护的误动防护
2.1 改进电流互感器的接线方式
T1变压器的差动保护使用的是比率制动原理，制动电流，IY和I△是变压器的高压和低压端的电流，由于IY是两个电流互感器的二次电流差值，所以会出现IY较小而电流互感器的二次电流会相对较大，导致制动电流较小。可以对电流互感器的接线方式进行改进，取消电流互感器的差接再将其接入保护装置中的方式，而是将电流互感器分别接到保护装置中，这时制动电流值就是三个电流互感器的二次电流和值，进而对比率差动的动作界值进行提升，提高制动的性能。上述改进接线的方式能够有效防止变压器在内桥接线方式中出现差动保护误动。但是，通常T1变压器使用的是西门子微型差动保护，高压端只能够接入一个电流互感器，无法实现在差动保护装置中分别接入TA1和TA2两个电流互感器，所以在选择防误动措施时，要根据实际情况进行选择，以便能够广泛应用。
2.2 极性试验判断接线正确性
在TA的一次接线端，利用极性试验依次施加瞬间电流，观察保护屏上的电流端子仪表指针偏转方向，就能够对电流互感器以及其与保护屏之间的电缆接线正确性进行判断。节点要选择为母线、变压器等被保护设备，然后将保护屏电流端子打开，以星形接线的方式接入差动保护各侧的TA电流互感器，将毫安表的正极接到电流回路的电流端子上，将负极表笔接入地端子，若电池形成的流入节点的瞬间电流通过时，毫安表的指针发生正偏，表明接线无误。检查完所有的回路极性后，就能够对电流互感器的接线正确性提供保障。
3 结语
变压器主保护就是差动保护，其对于变压器的安全运行至关重要，误动现象会严重影响到电网设备的日常运行，所以误动分析和防范势在必行。
参考文献
[1]盛方正，王文成，陈亚子.电流互感器二次侧并联接入变压器差动保护装置的问题研究[J].现代电力，2011，（4）：35-39.
[2]郑涛，张婕，高旭.一起特高压变压器的差动保护误动分析及防范措施[J].电力系统自动化，2011，（18）：92-97.
（作者单位：国网河南嵩县供电公司）