變壓器差動(dòng)保護(hù)的研究與整定

孫學(xué)員

摘 要：本文結(jié)合RCS-9618CS保護(hù)裝置，分析研究了變壓器差動(dòng)保護(hù)的原理、不平衡電流產(chǎn)生的原因及對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響，結(jié)合實(shí)例整定變壓器差動(dòng)保護(hù)定值。

關(guān)鍵詞：變壓器；差動(dòng)保護(hù)；繼電保護(hù)；RCS-9618CS

1 繼電保護(hù)現(xiàn)狀

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字技術(shù)的快速發(fā)展，繼電保護(hù)系統(tǒng)也趨于數(shù)字化，繼電保護(hù)不斷向計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。每個(gè)微機(jī)保護(hù)裝置不但可完成繼電保護(hù)功能，而且在無(wú)故障正常運(yùn)行隋況下還可完成測(cè)量、控制、數(shù)據(jù)通信功能，實(shí)現(xiàn)了保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化。

2 變壓器保護(hù)

大型油浸式變壓器一般采用以下幾種主要保護(hù)方式：①差動(dòng)保護(hù)、電流速斷保護(hù)：保護(hù)變壓器繞組或引出線各相的相間短路、大接地電流系統(tǒng)的接地短路以及繞組匝間短路；②瓦斯保護(hù)：分輕瓦斯和重瓦斯兩種；③過(guò)電流保護(hù)：保護(hù)外部相間短路，并作為瓦斯保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)的后備保護(hù)；④零序電流保護(hù)：保護(hù)大接地電流系統(tǒng)的外部單相接地短路；⑤過(guò)負(fù)荷保護(hù)：保護(hù)對(duì)稱過(guò)負(fù)荷，僅作用于信號(hào)；⑥過(guò)勵(lì)磁保護(hù)：保護(hù)變壓器的過(guò)勵(lì)磁不超過(guò)允許的限度。

變壓器保護(hù)根據(jù)反映參數(shù)不同，可分為電氣量保護(hù)和非電氣量保護(hù)；而根據(jù)保護(hù)的不同作用分為主保護(hù)和后備保護(hù)，重瓦斯保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)構(gòu)成了變壓器的主保護(hù)，而變壓器各側(cè)配置的相應(yīng)保護(hù)為后備保護(hù)。

3 不平衡電流對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)的影響

3.1 穩(wěn)態(tài)情況下的不平衡電流

①變壓器正常運(yùn)行時(shí)的勵(lì)磁電流；②變壓器各側(cè)電流相位不同；③電流互感器實(shí)際變比與計(jì)算變比不一致；④變壓器高低壓側(cè)電流互感器型號(hào)不同導(dǎo)致飽和特性不同、勵(lì)磁電流（歸算至同一級(jí)）也就不同；⑤變壓器帶負(fù)荷調(diào)節(jié)分接頭。

3.2 暫態(tài)情況下的不平衡電流

暫態(tài)情況下的不平衡電流是由變壓器勵(lì)磁涌流引起的，變壓器的勵(lì)磁電流僅流經(jīng)變壓器接通電源的一側(cè)，對(duì)差動(dòng)回路來(lái)說(shuō)，勵(lì)磁電流的存在就相當(dāng)于變壓器內(nèi)部故障時(shí)的短路電流。在正常運(yùn)行和外部短路時(shí)勵(lì)磁電流對(duì)縱差保護(hù)的影響可忽略不計(jì)。但是，在電壓突然增加的特殊情況下，則可能出現(xiàn)很大的勵(lì)磁電流，引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。為了保證差動(dòng)保護(hù)的選擇性，保護(hù)裝置的動(dòng)作電流必須避免外部故障時(shí)的最大不平衡電流，因此，不平衡電流越大，整定的動(dòng)作電流也越大，將使內(nèi)部故障時(shí)保護(hù)的靈敏度降低，為了提高差動(dòng)保護(hù)的靈敏度，就必須設(shè)法減小不平衡電流。

4 變壓器差動(dòng)保護(hù)的基本原理

根據(jù)基爾霍夫第一定律，變壓器正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，若忽略勵(lì)磁電流損耗及其他損耗，則流入變壓器的電流等于流出變壓器的電流，因此，差動(dòng)保護(hù)不動(dòng)作。當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時(shí)，若忽略負(fù)荷電流不計(jì)，則只有流進(jìn)變壓器的電流而沒(méi)有流出變壓器的電流，其差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。RCS-9618CS裝置主要用作110kV及以下電壓等級(jí)線變組（雙圈）的保護(hù)及測(cè)控，該保護(hù)裝置配備差動(dòng)速斷和比率差動(dòng)保護(hù)，用以反應(yīng)線變組內(nèi)部故障；裝置采集本側(cè)電流和接受由光纖傳輸來(lái)的對(duì)側(cè)電流，再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)變壓器繞組接線方式的不同進(jìn)行軟件上的角度調(diào)整（Y/△變換），而后再形成差流和制動(dòng)電流。保護(hù)裝置采用二次諧波制動(dòng)作為勵(lì)磁涌流的閉鎖判據(jù)，避免變壓器正常運(yùn)行中的不平衡電流，使差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。

5 變壓器差動(dòng)保護(hù)的整定

變壓器高壓側(cè)TA變比：750/1A；變壓器低壓側(cè)TA變比：2000/1A。

5.1 比率差動(dòng)

5.1.1 變壓器各側(cè)二次額定電流

高壓側(cè)：Ib2n1=Ib1n1/nbLH1=393.7/（750/1）=0.53A（nbLH1為變壓器高壓側(cè)TA變比750/1）

低壓側(cè)：Ib2n2=Ib1n2/nbLH2=1237.2/（2000/1）=0.62A（nbLH2為變壓器低壓側(cè)TA變比2000/1）

5.1.2 比率制動(dòng)系數(shù)的整定

比率制動(dòng)系數(shù)：取0.5。

5.1.3 諧波制動(dòng)比的整定

在利用二次諧波來(lái)防止勵(lì)磁涌流的差動(dòng)保護(hù)中，根據(jù)技術(shù)保護(hù)裝置使用說(shuō)明書(shū)，一般二次諧波制動(dòng)比可整定為15%～20%，取推薦定值15%，三次諧波判據(jù)退出。

5.2 差動(dòng)速斷保護(hù)

①當(dāng)內(nèi)部故障電流很大時(shí)，防止由于電流互感器飽和引起縱差保護(hù)延時(shí)動(dòng)作，該整定值應(yīng)該躲過(guò)變壓器初始勵(lì)磁涌流、區(qū)外故障或非同期合閘引起的最大不平衡電流整定，一般可取4～8倍額定電流，本次計(jì)算取8倍額定電流；②差動(dòng)速斷保護(hù)靈敏系數(shù)計(jì)算：按正常方式保護(hù)安裝處兩相短路計(jì)算靈敏系數(shù)，要求Ksen≥1.2；當(dāng)變壓器高壓側(cè)發(fā)生三相短路時(shí)的三相短路電流為15737A（110kV側(cè)）；變壓器高壓側(cè)發(fā)生兩相短路時(shí)的靈敏度為：

滿足要求。

③出口方式：跳兩側(cè)開(kāi)關(guān)。

6 結(jié)束語(yǔ)

差動(dòng)保護(hù)作為變壓器的主保護(hù)，其定值的正確整定決定著變壓器保護(hù)的安全性能，可保持供電的連續(xù)性，保障人身的安全，防止或減輕設(shè)備的損壞。

參考文獻(xiàn)：

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