主變壓器差動繼電器保護原理與故障分析

摘 要：主變壓器差動繼電器保護是變壓器的主保護，是電力系統中不可缺少的主要設備，在保障電力系統的穩定運行中有著非常關鍵的作用。主變壓器差動繼電器能夠在變壓器內部發生故障時，快速、準確地切斷變壓器與電力系統的聯系，已達到對電力系統保護的目的。筆者在電力系統工作多年，根據大量的工作實踐，對主變壓器差動繼電器保護原理與故障進行了分析，提出了自己的看法與意見，在主變壓器差動繼電器的發展上進行了有意義的探索。

關鍵詞：差動繼電器；保護；原理；故障分析

隨著我國現代化建設的不斷加快，電力系統的發展也越來越迅速。電力系統的保護問題一直是我們關心的課題，主變壓器差動繼電器做為變壓器的主保護，是電力系統安全的關鍵，對它的研究更顯得至關重要。本文從主變壓器差動繼電器保護原理與故障出發，對主變壓器差動繼電器進行了系統的研究和介紹。

1 主變壓器差動繼電器保護原理

主變壓器差動繼電器是一種保護型的繼電器，它的主要作用就是保護發電機、點攻擊和變壓器等。在電力系統的使用中非常廣泛，基本上所有的大型電氣設備，都是采用差動繼電器的保護裝置。一般分為BCH型的差動繼電器、JCD型的差動繼電器、LCD-16型的差動繼電器等構成的變壓器差動保護。主要原理還是在當變壓器內部出現嚴重的故障時，在任意的一相差動電流大于差速斷整定值的時候，差動速斷保護就會瞬時動作，跳開高低壓各側開關完成對變壓器的保護。

1.1 BCH型的差動繼電器構成的變壓器保護原理

目前在我國，BCH型的差動繼電器構成的變壓器保護應用非常廣泛，對于35kV及以下的系統，大多選用BCH型帶速飽和變流器的差動保護。在我們的實際使用過程中，大多采用速飽和中間變流器的差動繼電器來構成差動保護，從而減小勵磁涌流對差動保護。BCH型的差動繼電器一般分為BCH-1型的差動繼電器和BCH-2型的差動繼電器兩種。

其中BCH-2型的差動繼電器的主要工作原理是，由兩個平衡線圈WPh1和WPh2，分別接在差動繼電器保護的兩個手臂上，其中的一個差動線圈Wcd，接在差動回路中，Wcd和WPh都有抽頭可以進行調節。在使用過程中，一般情況下，BCH-2型的差動繼電器的保護靈敏度會相對較差，很少適用于大容量的變壓器。

BCH-1型的差動繼電器主要工作原理是，它沒有短路線圈但是增加了一個制動繞組，當被保護變壓器外部短路時，短路電流就會流過制動線圈，導致鐵芯飽和，磁阻增大，使工作線圈和二次線圈之間的傳變作用變壞，增大保護裝置的動作電流，最終起到保護的作用，在較大容量的變壓器中效果會更明顯，所以在電力系統中相對于較大容量的變壓器，BCH-1型的差動繼電器保護裝置應用比較廣泛。

1.2 JCD型的差動繼電器構成的變壓器差動保護原理

JCD型的差動繼電器一般分為兩種4A和2A，差動部分都是使用鑒別波形間斷角和二次諧波制動原理構成的，其中內部設有專用的閉鎖元件和整流型差動速斷元件。JCD型的差動繼電器中，保護裝置中的差動原件元件是利用波形判別間斷角大小原理構成的。并且每相每側都裝有一個電抗互感器，它的作用分別是濾去非周期分量并起到平衡作用。

1.3 LCD-16型的差動繼電器的工作原理

LCD-16型的差動繼電器的保護原來主要是差電流原理。在工作中把變壓器每側的CT二次電流直接引入到繼電器中，在變電器發生故障時，流入與流出設備的電流大小、相位不同，產生差電流使繼電器完成保護。LCD-16型的差動繼電器的靈敏度比較高，與調試BCH型的差動繼電器和JCD型的差動繼電器相比調試更加簡單。

2 主變壓器差動繼電器故障分析

在主變壓器差動繼電器保護工作中，有很多原因會導致差動繼電器產生故障，下面我們從差動繼電器的使用、差壓、定值等幾個方面，對JCD型的差動繼電器和LCD-16型的差動繼電器的工作故障進行分析。

2.1 JCD的差動繼電器的故障分析

JCD的差動繼電器是通過制動濾波回路中的電感線圈斷線，使繼電器失去了制動的電壓，當時使用的斷角低于65°，由此可見在穿越事故發生時，差動電壓就會到了一定數值，而出現保護誤動作。這時，我們首先要從繼電器的本身分析，繼電器薄弱環節是制動回路，里面的原件損壞導致裝置不能發出警報，導致出現可能誤動的事故隱患。晶體管在保護運行的過程中，由于時間過長導致元件老化和部分位置絕緣性降低，也是導致繼電器故障的一個不可忽視的原因。

2.2 LCD-16型的差動繼電器保護故障分析

LCD-16型的差動繼電器當在差壓偏高、定值偏低、調試方法不成熟時都會產生故障。如LCD-16型的差動繼電器在運行過程中，尤其是達到滿負荷的時候，壓差就會偏高，在繼電器上不一定會有合適的抽頭與之匹配，我們只能取比較接近的抽頭來進行整定，并且沒有可以調整的合適地方，必然會出現壓差偏高。或LCD-16型的差動繼電器工作時，繼電器的動作值通常選變壓器各側電流及CT變化來計算出數值，從而選擇較為接近的電抗器抽頭。這樣做雖然對保護靈敏度有好處，但是會導致動作值偏低，當出口故障時，繼電器理論上雖然能有制動作用，但定值偏低必然會引起誤動的可能，所以在使用過程中要適當地加大一些動作定值，才能大大降低保護誤動的可能性。另外，一個好的繼電器，正確的調試方法是必須的，如果調試方法不成熟也會引起LCD-16型的差動繼電器的故障。

3 結束語

主變壓器差動繼電器在保護變壓器方面的良好功能，使其在電力系統中的地位越來越重要。對主變壓器差動繼電器保護原理與故障進行深入的研究，是促進電力系統發展的一個重要方法。本文從實際出發，根據筆者大量的工作實踐，對主變壓器差動繼電器保護原理與故障進行了分析和探討，提出了有建設性的意見，在我國主變壓器差動繼電器的發展道路上進行了有意義的探索。

參考文獻

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