變壓器差動保護動作分析
應用技術
作者：王麗
[摘 要]本文在分析差動保護原理的基礎上，介紹了發生差動保護誤動作的具體原因，並提出防止誤動的有效措施。
[關鍵詞]差動保護；極性；勵磁湧流；諧波
中圖分類號：TU758.7 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）20-0353-01
前言
變壓器差動保護用於反映變壓器繞組的匝間短路故障，繞組的相間短路，中性點接地故障及引出線的相間短路故障，中性點接地側引出線的接地故障。在正常運行情況下，流過差動保護差動繼電器的不平衡電流應為零，因此差動保護不動作，然而由於變壓器種種運行引起不平衡電流，使得差動整定動作電流加大，從而降低保護靈敏度。
隨著大容量機組、新建變電站陸續投入電網運行，電力係統不斷增大，繼電保護的原理結構也越來越複雜。由於自然災害或人為的因素，如保護定值整定錯誤、二次回路接線不規範、電流互感器極性接反等， 造成變壓器差動保護誤動作的情況時有發生，使用戶大麵積停電，影響電網的安全穩定運行。差動保護具有其獨特的優點，被廣泛應用於變壓器的主保護。但變壓器在空載運行的狀態下，因差動電流二次回路出現兩點接地，也會導致差動保護的誤動作，此類安全隱患值得我們在今後的工作中加以高度重視和防範。
一、差動原理分析
變壓器差動保護原理是基於基爾霍夫電流定律。根據基爾霍夫電流定律，電路中任一結點流入與流出的電流相量和為零。將流入元件的電流與流出元件的電流的相量和稱為差動電流。差動保護被稱為具有絕對選擇性的快速保護。雙繞組變壓器的兩側裝設了電流互感器（CT）。正常情況下或外部故障時，兩側的電流互感器產生的二次電流流入差動繼電器的電流大小相等，方向相反，在繼電器中電流等於零，因此差動繼電器不動作。當變壓器內部或保護區域內的供電線路發生故障時，流入差動繼電器的電流就會產生變化，當電流值達到設定值時，繼電器就會動作。一般來說，在電力變壓器中有電流流過時，通過變壓器兩側的電流不會正好相等，這是和變壓器和電流互感器的變比和接線組別有關的。變壓器在投入時，會產生高於額定電流6～8倍的勵磁湧流，同時產生大量的高次諧波，其中以二此諧波為主。由於勵磁湧流隻流過變壓器的某一側，因此通過電流互感器反應到差動回路中將形成不平衡電流，引起差動保護動作。
二、電流互感器的極性
為確保變壓器差動保護的正確性，變壓器差動保護按照有關規定在保護投運前要嚴格檢查電流互感器的極性、相序和連接。由於各種原因，現場確有電流互感器三相電路的錯誤接線，導致相序和極性的錯誤，造成變壓器差動保護動作。
變壓器差動繼電器動作的條件就是一次電流與變壓器二次電流之差，瞬時電流的方向是由電流互感器的極性決定的，因此對電流互感器的極性應引起重視，為保證繼電器的正確動作，必須保證電流互感器的極性正確。在工程中電流互感器的極性應按減極性原則進行。既在一、二次繞組中，同時由同極性端子同入電流時，他們在鐵芯中所產生磁通方向應相同。在實際工作中一般利用楞次定律進行判別（既直流判斷法）。
三、勵磁湧流
3.1 勵磁湧流的特點
1）湧流含有數值很大的高次諧波分量（主要是二次和三次諧波），因此，勵磁湧流的變化曲線為尖頂波。