变压器差动保护减少不平衡电流的措施

变压器差动保护的不平衡电流是怎样产生的？~

压器励磁涌流的存在，变压器励磁电流（激磁电流）仅流经变压器的某一侧，因此通过电流互感器反应到差动回路中将形成不平衡电流。
稳态运行时，变压器的励磁电流不大，只有额定电流的2-5%。在差动范围外发生故障时，由于电压降低，励磁电流减小。所以这两种情况下所形成的不平衡电流都很小，对变压器的差动保护影响不大。
但是，当变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复的情况下，则可能出现很大的励磁电流即励磁涌流。这个现象的存在是由于变压器铁心饱和及剩磁的存在引起的。



扩展资料
变压器的差动保护主要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。
在绕组变压器的两侧均装设电流互感器，其二次侧按循环电流法接线，即如果两侧电流互感器的同级性端都朝向母线侧，则将同级性端子相连，并在两接线之间串联接入电流继电器。在继电器线圈中流过的电流是两侧电流互感器的二次电流差，也就是说差动继电器是接在差动回路的。
从理论上讲，正常运行及外部故障时，差动回路电流为零。实际上由于两侧电流互感器的特性不可能完全一致等原因，在正常运行和外部短路时，差动回路中仍有不平衡电流Iumb流过，此时流过继电器的电流IK为 Ik=I1-I2=Iumb 要求不平衡电流应尽量的小，以确保继电器不会误动。
当变压器内部发生相间短路故障时，在差动回路中由于I2改变了方向或等于零（无电源侧），这时流过继电器的电流为I1与I2之和，即 Ik=I1+I2=Iumb 能使继电器可靠动作。
变压器差动保护的范围是构成变压器差动保护的电流互感器之间的电气设备、以及连接这些设备的导线。由于差动保护对保护区外故障不会动作，因此差动保护不需要与保护区外相邻元件保护在动作值和动作时限上相互配合，所以在区内故障时，可以瞬时动作。
参考资料来源：百度百科-变压器的差动保护

1和2都有道理。不平衡电流越大，差动误动的可能性越大，可靠性越差。因此需要提高差动门槛定值，这样就降低了灵敏度。

1不平衡电流产生的原因及防范措施
1.1励磁涌流的影响及防范措施
　　变压器在正常运行时，它的励磁电流只流过变压器的电源测，因此，通过电流互感器反 映到差动回路中就不能被平衡。在正常情况下，变压器励磁电流不过为变压器额定电流的2% ～3%；在外部故障时，由于电压降低，励磁电流也相应减少，其影响就更小。在实际整定 时可以不必考虑。
　　但是，在变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时，则可能产生数值很大的励磁涌 流，其数值可达变压器额定电流的6～8倍。励磁涌流中含有大量的非周期分量和高次谐波分 量。励磁涌流的大小与合闸瞬间外加电压的相位，铁芯中剩磁的大小和方向以及铁芯的特性 有关。若正好在电压最大值时合闸，则不会出现励磁涌流，而只有正常时的电流。但对于三 相变压器而言，由于三相电压相位不同，无论在任何瞬间合闸，至少有两相要出现程度不同 的励磁涌流。励磁涌流可分解成各次谐波，以二次谐波为主，同时在励磁涌流波形中还会出 现间断角。励磁涌流的波形如图2。

　　为了防止变压器励磁涌流的影响，目前，在变压器差动保护回路中，通常采用下列措施：
　　1）采用速饱和的差动继电器；
　　2）涌电流是否具有间断角；
　　3）采用二次谐波制动。
1.2绕组连接方式不同的影响及纠正措施
　　变压器各侧绕组的连接方式不同,如双绕组变压器采用Y,d接线,三绕组变压器采用Y,y,d接线 时,各侧电流相位就不同。这时，即使变压器各侧电流互感器二次电流大小能相互匹配，但 不调整，相位差也会在差动回路中产生很大的不平衡电流。
　　为了消除差动保护回路中各侧电流的相位差，通常采用相位补偿的方法。即将变压器星 形接线侧电流互感器的二次绕组接成三角形，而将变压器三角形接线侧电流互感器的二次绕 组接成星形，使电流互感器二次电流相位得到校正。
　　采用了相位补偿接线后，还应同时调整电流互感器的变比。在电流互整器二次绕线接 成三角形时，流入差动回路的电流，是电流互感器二次绕组接成星形时电流的3倍。为了保证 主变正常工作及外部故障时，差动回路中没有电流，就要求在变压器星形接线侧的电流互整 器的变比增加倍。
1.3实际变比与计算变比不同的影响及消除措施
　　由于电流互感器选用的是定型产品，其变比都是标准化的，很难与通过计算得出的变比 相吻合，这样就会在主变差动回路中产生不平衡电流。
　　以一台接线为y，d 11，额定容量为3 150 kVA，电压为115／10.5 kV的变压器为例来说明 。其计算结果如附表1所示。



　　从表1可以看出，由于电流互感器实际变比与计算变比不完全相同，在正常情况下，满负荷 时差动回路中存在0.23 A的不平衡电流。当外部故障时，这种由于变比不吻合引起的不 平衡电流会更大。
　　为了消除这种不平衡电流,通常采用速饱和铁芯的差动继电器,利用它的平衡线圈,通过 磁势平衡的原理实现。具体的原理分析这里就不讲述了。
1.4改变调压档位引起的不平衡电流及克服措施
　　电力系统中带负荷调整变压器分接头是调节系统电压的重要手段。改变调压档位实际 上就是改变变压器的变比。而差动保护已按照某一变比调整好，当分接头改换时，就会产生 一个新的不平衡电流流入差动回路。此时不可能再用重新选择平衡线圈匝数的方法来消除这 个不平衡电流，这是因为变压器的分接头是经常在改变，而差动保护的电流回路在带电时是 不可能进行操作的。因此，对由此产生的不平衡电流，通常是根据具体情况提高保护动作的 整定值加以克服。
1.5型号不同产生的不平衡电流及应对措施
　　由于变压器各侧电流互感器的型号不同，它们的饱和特性和励磁电流（归算到同一侧 ）就不相同，因此，在差动回路中所产生的不平衡电流也就较大。
　　为了削减这种不平衡电流，保证差动保护的正确工作，一方面应按10%误差曲线的要求 选择各侧电流互感器，以保证在外部故障的情况，其二次电流的误差不超过10%，角度误差 不大于7°；另一方面，在整定差动保护的动作电流时，引入一个同型系数Ktx ，以反 映电流互感器型号的影响。当变压器各侧电流互感器同型号时，取Ktx=0.5，当变压 器各侧电流互感器型号不同时，则取Ktx=1。这样，当变压器各侧电流互感器型号不 同时，实际上是采用较大Ktx值来提高差动保护的动作电流，以躲开不平衡电流的影 响。

2结束语
　　综上所述，在主变差动保护中存在不平衡电流是不可避免的。只能根据不平衡电流产生 原因采取相应的措施来尽量减少不平衡电流，同时通过差动保护动作电流的科学整定，使变 压器差动保护既能躲开不平衡电流的影响，又保证其有足够的可靠性和灵敏性。

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