主變壓器差動繼電器保護原理與故障分析

馮海寧 傅振宇 陳升武 張震

摘 要： 變壓器的主要保護是通過差動繼電器來實現的，在電力系統中起到至關重要的地位，保障了電力系統的穩定性。當變壓器機體內出現故障時，主變壓器差動繼電器會快速、準確地做出反應，使變壓器與電力系統切斷聯系，已達到對電力系統的保護的目的。本人在電工崗位工作多年，結合自身的經驗、大量實踐，在變壓器差動繼電器保護的實現與工作原理和故障分析上有一定了解，總結了自己的見解和經驗，在變壓器差動繼電器保護的發展方面進行了有意義的探索和研究。

關鍵詞： 主變壓器;差動繼電器保護;原理分析;故障判斷

目前我國現代工業發展迅速，電力系統的發展日新月異，電力系統在工業發展中起著至關重要的作用，系統的可靠性保護也是我們一直研究的課題，在主變壓器保護中差動繼電器保護是起著主要作用，是供電系統安全的關鍵一步，所以說對變壓器保護的研究是不可或缺的，接下來我將從主變壓器差動繼電器保護的原理和故障為出發點，對主變壓器差動繼電器進行系統的介紹和研究分析。

1 主變壓器差動繼電器的工作原理

主變壓器差動繼電器主要用于保護變壓器、點攻擊和發電機等，它是一種保護型的繼電器在生產生活中廣泛應用大部分的電力系統都采用了主變壓器差動繼電器的保護系統，一般分為幾種，有LCD-16型差動繼電器、BCH型差動繼電器和JCD型差動繼電器等，主要原理是當故障發生在主變壓器內部時，在任意一項差速斷整定值小于差動電流時，這時候差動速斷就會馬上動作，使高低壓兩側的開關隔離開，從而起到保護變壓器的作用。

1.1 LCD-16型差動繼電器在電力系統中的應用

通過對差電流原理的研究就形成了LCD-16型差動繼電器，變壓器工作時兩側會產生CT二次電流，此型差動繼電器就是利用它的二次電流到達到繼電器中，當變壓器運行不正常時，設備的進端和出端的相位不同電流大小也不一樣，通過差電流完成繼電器對變壓器的保護。LCD-16型差動繼電器的特點是相比于其他繼電器保護靈敏度更高，安裝更加簡單。

1.2 BCH型差動繼電器在電力系統中的應用

目前來說使用最多最廣泛的就是BCH型差動繼電器，BCH型帶變流器和速飽的差動保護一般用于35kV以下的電力系統。在實際工作中，大多數是速飽和中間變流器的差動繼電器保護來實現的，這樣可以減弱勵磁涌流對差動保護，BCH型差動繼電器一般分為兩種，分別為BCH-1型和BCH-2型。

BCH-1型差動繼電器工作原理是，它增加了制動繞組部分，取消了短路線圈，當外部短路時，短路線圈起作用，從而保護變壓器。原理是制動線圈會流經短路電流，使它的磁阻變大，讓二次線圈與工作線圈之間的傳變作用變差，使設備的動作電流大大增加，這種保護在大型的變壓器中會發揮更好的效果，所以被廣泛應用。

BCH-2型繼電器在保護線路中接法不同，它多兩個wph1和wph2平衡線圈，在差動繼電器保護的兩個手臂上一邊一個，在差動回路中還接有線圈wcd，這兩個線圈的接頭都可以調整。但BCH-2型差動繼電器也有缺點，一是不能用于大型的變壓器保護，二是靈敏度不夠高。

1.3 JCD型差動繼電器在電力系統中的應用

此型的差動繼電器常用的有兩種，一種2A，一種4A，差動部分原理大體相同，利用二次諧波和鑒別波形的原理來實現的。內部構造設置有所不同，裝有整流型差動速斷元件，和特設的閉鎖元件。此種繼電器保護的差動元件是使用波形判別間斷角的不同而形成的。而且每一側每一相都裝有電抗互感器。

2 主變壓器差動繼電器的常見故障和分析

在差動繼電器保護過程中，也會常出現問題，導致故障發生的原因很多，如差動繼電器的非正常使用、定值和壓差的變化。下面通過對兩種繼電器保護類型的常見故障進行講解，一種是LCD-16型差動繼電器，一種是JCD型差動繼電器。

2.1 LCD-16型差動繼電器保護的常見故障與解決方法

LCD-16型差動繼電器故障發生的原因很多，受多方面因素影響，如在安裝方式方法不成熟時會出現故障，在壓差較高時會出現故障，在定值較低時也會出現故障。LCD-16型差動繼電器在使用過程中，負荷較高接近滿載時，壓差就容易升高，就繼電器來說與它匹配的抽頭有時會不適合，整定時只能用相近的抽頭，而且調整的地方也不合適，壓差肯定會偏高。或LCD-16型差動繼電器在正常運行時，怎樣選擇比較合適的電抗器抽頭呢？是通過CT的變化和變壓器兩側的電流來計算出繼電器的運行數值。這樣做的優點是能讓變壓器保護更為靈敏，但缺點是繼電器投入運行時值會較低，在變壓器的副邊出現故障時，按正常理論來說繼電器會動作起保護，但很有可能會誤動作，原因是動作值較低，克服這個現象只能將它的動作值加大，但要注意要與設備匹配，不宜過大。這樣就基本不會產生繼電器誤動作。要想有一個可靠的保護系統，正確的安裝方式也是必不可少的，好的調試能夠減少LCD-16型差動繼電器故障的發生。

2.2 JCD型差動繼電器保護的常見故障與解決方法

繼電器沒有了制動電壓原因是制動的濾波回路中電感線圈斷線，此時它的斷角在65度以下，這樣就可以得出當發生穿越事故時，就會達到動作值，從而產生誤保護。我們可以先從繼電器的本體進行研究，繼電器的制動電路是比較薄弱的，如果制動回路的元器件發生故障，就會導致報警失效，就可能產生錯誤動作，出現隱患。晶體管在電路中發揮作用時，會使有些位置絕緣降低，這樣也會使繼電器發生故障。

3 結語

通過以上的分析研究，在變壓器電力系統中，加強繼電器對變壓器的保護可靠性，是非常有必要的，繼電器保護的探索還有很長的路要走。本文結合自身工作實際，在實踐中對主變壓器差動繼電器保護進行分析，提出了自己的見解，在主變壓器的保護發展道路上進行了有意義的研究。

參考文獻：

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