变压器差动保护动作原因分析及预防措施

崔瑞

【摘 要】电力变压器是发电厂和变电站的主要电气设备，一旦发生故障遭到损坏，就要造成很大的经济损失，同时对地区的供电造成影响，因此一定要有完善可靠的继电保护装置来确保护其正常的工作；同时防止任何情况下的误动也是一项十分重要的工作，本文将从几个面来探讨变压器差动保护的误动原因以及预防措施。

【关键词】变压器差动保护动作 原因 措施

电力变压器是发电厂和变电站的主要电气设备，对电力系统的安全稳定运行至关重要。差动保护作为变压器的主保护，在有变压器绕组和引线的多相短路、中性点直接接地电网侧绕组和引线的接地短路以及绕组匝间短路故障时必须保证可靠动作，因此，对变压器差动保护的要求很高。

1变压器差动保护动作形成的主要原因

1.1励磁涌流

在变压器正常的情况下，励磁涌流在3%-6%的额定电流之下，当变压器的铁芯不饱和的情况下，就会增大导磁率，从而增大励磁涌流。而变压器的外部发生短路问题时，一般不考虑励磁涌流的影响，主要是因为在降低电压的时候，也会减小励磁电流。而切除变压器故障后，就会增加铁芯中的磁涌，使其饱和，从而降低变压器的绕组电感，出现大量的励磁涌流。同时变大的励磁涌流会与容量形成间断角，这时就会造成差动保护的误动作。

1.2不平衡电流

不平衡电流的产生主要是电流互感器比引起的，在保证变压器两侧拥有相等的电流的情况下，就需要电流互感器选择恰当的变比，可是根据相关标准可以将电流互感器的变比划分为许多个等级，往往会出现根据标准划分的产品等级和实际电流互感器需要的等级存在差异的问题，很难实现差动保护动作的变压器两侧具有相等的电流，由此就会出现不平衡电流的现象。另外不平衡电流产生的原因还有可能是由于变压器的励磁涌流引起的，当切除变压器外部故障、投入空载之后，电压开始逐渐恢复，而变压器的不能突变铁心中的磁通，在一次绕组后额定电流会产生变化，涌流的数值最多可超过原有电流的十倍，而在二次绕组中则不反映励磁涌流，由此就产生了不平衡电流，影响差动保护动作。

2变压器差动保护动作的有效预防措施

2.1避免產生间断角

在变压器产生励磁涌流的时候就会出现间断角，为了有效的进行变压器的差动保护动作，可以采取二次谐波和判别波形间断角的方式来保护。利用二次谐波的方法主要是由于在变压器产生励磁电流的时候会出现许多分量，其中占基波的分量数量较多，而二次谐波的分量也有17%以上，基于此情况，在具体的计算的时候可以将二次谐波分量、基波电流分量当作是制动系数指标，实现在变压器空载合闸的情况下，对励磁涌流进行有效鉴别的目的，有效的在变压器空载合闸的状态下进行差动保护动作。当差动电流占有大于15%的比率时，通常不需要进行差动保护动作。利用判别波形间断角的方法，主要是因为在产生励磁涌流的状态下间断角也会出现，一旦短路现象在变压器的内部发生，正弦波基本上就是流入差动回路的主要短路电流，所以在应对励磁涌流的时候就可以通过正弦波和基波的差别进行有效判别，通常情况下可以通过判别间断角的大小来避开励磁涌流。

2.2电流补偿

针对差动保护中的不平衡电流问题，对其采取的预防措施主要是在变压器相对稳定的状态下进行电流补偿。电流补偿的方法有两种，一种是装设自耦变流器，在电流互感器的一侧装置自耦变流器，在三绕组的变压器中，则在其两侧装置自偶变流器。第二种电流补偿的方式是通过中间变流器的平衡绕组，主要是因为在电流互感器的状态中有不平衡电流的情况下，会产生许多非周期分量，这些非周期分量会影响电流，造成电流与时间轴的一侧向脱离，逐渐远离时间轴。根据不平衡电流的特性，将中间变流器装设在差动回路中，利用中间变流器的速饱和的特点，能够有效的降低不平衡电流的发生率。从而避免在继电器回路中反映出不平衡电路，保证变压器差动保护动作。

2.3差动保护的二次电流回路接地点错误引起保护误动及预防措施

互感器的二次回路必须有可靠的接地，规程中有明确的规定：电流互感器的二次回路应有且仅有一个接地点，并在配电装置附近经端子排接地，但对于有几组电流互感器联接在一起的保护装置，则应在保护屏上经端子排接地。工程实践中曾经出现过由于多点接地情况发生，造成变压器差动保护装置误动的案例。解决这一问题一方面靠严格验收，即断开接地点进行绝缘检查摇测，确保其惟一；另一方面在变压器投运后带有负荷的情况下，测量变压器差动保护装置的差流和差压进行判断。

2.4变压器差动保护带负荷测试相量错误及预防措施

变压器差动保护原理虽然简单，但由于人为因素导致误动、拒动情况较多。为了防范于未然，就必须在变压器差动保护第一次投运时进行带负荷相量测试。在变压器投运后带有轻负荷的情况下，由保护人员用相位表在保护屏端子排依次测出变压器各侧三相电流的幅值和相位（相位以某一确定的二次电压做参考），并记录，绘出变压器各侧电流量的相量图，分析验证变压器各侧电流互感器接线是否正确。

3结语

差动保护一定要认真对待其电流输入以及保护装置的输出回路，严格执行各种规程规定，严密细致的测量差动保护的相量，正确分析测量结果。保护的正确动作涉及到每一个细节，加强每一名保护工作人员和变电运行人员的技术培训，熟悉保护原理，提高业务水平，增强责任心，养成认真细致的工作作风，保护校验实施标准化作业，就能更有效的减少差动保护的误动作。

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