变压器差动保护整定探析

摘要：在电力系统中，电力变压器是重要组成部分，尤其是主变压器，其价格昂贵，一旦出现故障将有可能造成电网的崩溃，保护变压器的稳定运行是相关工作人员的工作重点。文章结合工程实际，对主变压器的差动保护整定值计算进行了研究，旨在给相关人员提供参考。

关键词：变压器；差动保护；整定值；电力系统；差动速断；平衡系数 文献标识码：A

中图分类号：TM772 文章编号：1009-2374（2015）28-0075-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.28.036

差动保护是指对被保护设备两端的电流信号进行测量，计算出两者的差值，将得到的电流差值信号输入到保护装置中。如果运行的设备是正常的，该电流差值约等于零；一旦运行的设备出现故障，差值大于零。当差值在整定范围外时，相应的部位会发生动作，与被保护设备两端相连接的断路器会断开，故障即可从电网中分离出去，保护了其他设备的安全运行。对差动保护的优点进行分析：简单可靠、能够明确保护范围、动作迅速。其整定计算通常包括三个步骤：首先对变压器各侧的二次额定电流进行计算，并分析平衡系统；然后依据计算得到了电流值对差动启动电流进行计算，并对制定电流及系数、电流速断定值进行分析；最后对灵敏度进行校验。

1 主变压器差动保护原理

对主变差动保护的功能进行说明。

1.1 比率差动保护

当变压器出现小故障时，如变压器绕组的匝数短路，制动量可以忽略不计，采用比率差动保护后，当变压器出现较小的故障时，能够灵敏地发生动作。比率制动部分是用于防止外部短路时，由于不平衡电流影响而造成误动作。如果变压器出现严重故障的时候，制动量较大，保护的可靠性得到了提高。从图1中可以看出，带比率制动特性是一条折线。

1.2 二次谐波制动

在电力系统中，二次谐波制动的使用也十分广泛，新投运的变压器在投运前按照需要有时会空载投运，此时的励磁涌流数值较大，其二次谐波分量也较大；为了保证主变压器不会出现误动作，需要采取谐波制动措施；依据二次谐波分量的大小，查看其是否达到了设定值，从而判断是主变压器故障还是空载投入运行；二次谐波制动部分的作用是防止变压器空载投入时出现励磁涌流而造成保护误动作。

1.3 差动速断作用

为防止差动继电器拒动和为加快切除故障，继电器中设有差动电流速断，因此，差动速断保护的主要作用在于设备严重故障时将其两侧的断路器断开，从而顺利切除故障。对于主变压器而言，当其出现严重故障时，会出现较大的故障电流，这样一来，电流互感器中的电流过大会出现饱和现象，从而增大了二次谐波的含量；当二次谐波电流的含量超过规定范围时，相应的保护会出现拒动现象。此时，需要迅速切除故障，否则会对电网造成不可估量的损失。

1.4 差动保护的平衡系数

差动保护利用的是变压器两侧的电流值之差，依据该差值的大小实现保护。一般情况下，主变压器的连接方式为Y/△/-11的接线，两侧电流之间会存在30°相位差，所以，在电流差值的获取上，不能简单地直接将二次电流向量加起来。为了将不平衡电流造成的影响降到最低，在过去的传统保护中，采用的方法是改变二次回路的连接方式，并且在一次电流回路中添加一个合适的变流器，消除上述影响。就微机保护来说，由于可以在软件中直接实现Y/△变换，并且引入了平衡系数这一参数，对各侧电流幅值进行平衡，最终计算出电流差值。所谓平衡系数，是指将两个电流折算成为作用相同的折算系数，保证电流产生作用大小相同。

1.5 动作特性和动作方程

在微机保护中，变压器的变比对微机保护的平衡系数具有较大影响，后者在选择上要充分考虑到前者。在工程实际中，一般选择为（0.2-0.5）。

2.4 最小制动电流计算

当设备正常运行时，变压器的负载电流会控制在一定范围之内，其数值一般都在额定电流以下，不平衡电流几乎为零，此时无需比率制动，差动电流的动作值是不变的。

2.5 二次谐波制动系数

按照相应的导则，根据经验，二次谐波制动比可以整定为15%～20%。

3 结语

对于运行人员和继电保护人员而言，需要了解变压器的相关理论知识、微机保护装置的动作原理及定值设置的合理性，只有这样，才能掌握差动保护的应用功能，更好地维护电网的正常运行。在功率差动中，变压器差动保护是本质，只有理解了其基本原理，才能为以后的微机保护提供参考和指导。

参考文献

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作者简介：梁俊刚（1971-），男（壮族），供职于广西润恒水电建筑工程有限公司，研究方向：电力系统。

（责任编辑：黄银芳）