二次諧波閉鎖的牽引變壓器差動保護的構成及整定計算
科技研究
作者：孫淼洋
摘 要：牽引變壓器在牽引供電係統中具有十分重要的作用，一旦發生故障，其影響範圍較大，因此必須對牽引變壓器設置性能完善的保護裝置。差動保護作為牽引變壓器主保護之一，其構成和整定計算是十分重要的。
關鍵詞：牽引變壓器；比率差動保護；二次諧波閉鎖；差動速斷保護
牽引變壓器在牽引供電係統中具有十分重要的作用，一旦發生故障，其影響範圍較大，因此必須對牽引變壓器設置性能完善的保護裝置。牽引變壓器應配置差動保護作為其主保護之一。差動保護主要用來保護牽引變壓器內部、套管以及引出線上的相間短路，同時也可以保護繞組單相層間短路和接地短路。差動保護為瞬時動作，動作後牽引變壓器各側斷路器均跳閘，牽引變壓器退出運行。
牽引變壓器差動保護一般由二次諧波閉鎖的比率差動保護和差動速斷保護兩個元件組成。
一、二次諧波閉鎖的比率差動保護
（一）比率差動保護
由於電流互感器的誤差、變壓器的接線方式及勵磁湧流等因素的影響，在正常運行及外部故障時流入到差動繼電器中的電流並不為零，而是有一定的電流，這個電流叫做不平衡電流。由電流互感器傳變產生的不平衡電流與變壓器外部故障時的穿越性電流有關。在變壓器區外短路時，穿越性短路電流越大，不平衡電流也就越大。如果按照躲過最大外部故障時的不平衡電流來整定動作電流，將會使差動保護的靈敏度降低。因此，在差動繼電器中引入一個能反應變壓器穿越性短路電流大小的製動電流，差動保護動作電流的大小根據製動電流的大小自動調整，令其動作電流總大於區外短路故障時的穩態不平衡電流，從而提高了差動保護的靈敏度，這種差動保護稱為比率差動保護。
比率差動保護的製動特性由三個線段組成，第一段為水平線，用來躲過變壓器正常運行時的不平衡電流。當不平衡電流很小時，無製動作用，將大大提高保護的靈敏性。第二段AB為斜線，用來躲過電流互感器未飽和時的不平衡電流，其反方向延長線通過原點。第三段斜線BC，用來躲過電流互感器飽和產生的不平衡電流。
對於雙繞組變壓器，三段折線式比率差動保護的製動特性可用下述動作方程或算法實現。
—由於電流互感器計算變比和實際變比不一致引起的相對誤差，單相變壓按式計算，Yd11接線三相變壓器按式計算；當采用中間變流器進行補償時，取補償後剩餘的相對誤差；