变压器保护分析之差动保护

1、瓦斯保护和差动保护作为变压器的主保护，在变压器保护中具有十分重要的地位。瓦斯 保护用来反映变压器的内部故障，即箱体内发生故障伴随油分解产生气体或变压器油面不论 任何原因下降时，瓦斯保护动作。轻瓦斯保护动作于信号，重瓦斯保护动作于跳闸。差动保 护采用带制动特性的比率差动保护，具有区内故障可靠动作，区外故障可靠闭锁的特性。1 前言 变压器作为输配电系统中的重要设备，在输配电系统及电网中，占有十分重要的地位， 如发生故障，将危及供用电系统的安全运行和电网的稳定性、供电的可靠性。因此怎样避免 由于变压器故障，而危及电网的安全稳定运行，则需要快速、及时的切除掉故障的变压器， 所以需要设置变压器的继电保护

2、。2 电力变压器的故障和继电保护的配置2.1 变压器的故障状态变压器的故障状态有外部短路或过负荷所引起的绕组中过电流、 油面降低，电压升高等。长时间的不正常运行状态会使变压器的温度升高、绝缘老化、寿命 缩短，甚至会引起故障，因此，应装设动作于信号或跳闸的继电保护装置以保护变压器。2.2 变压器继电保护的配置根据变压器的各种故障状态，变压器继电保护装置一般应配 置下列保护功能：（1）非电量保护。非电量保护首先是瓦斯保护，瓦斯保护能迅速的反应变压器内部故障 时产生的油气变化或油位下降。其次应装设有反应变压器内部温度变化的油温和绕组温度保 护；变压器的压力释放保护；变压器过负荷后自启风冷的保护；过载

3、闭锁有载调压的保护。（ 2）电量保护，电量保护分为以下几种： 1.纵联差动保护和差动速断保护（下面会详细 分析）； 2.反映相间短路故障的后备保护，用作变压器外部相间短路故障和作为变压器内部 绕组、引出线相间短路故障的后备保护； 3.反映接地故障的后备保护。变压器中性点直接接 地时，用零序电流（方向）保护作为变压器外部接地故障和中性点直接接地侧绕组、引出线 接地故障的后备保护。变压器中性不接地时，用零序电压保护、中性点的间隙零序电流保护 作为变压器接地故障的后备保护。（3）过负荷保护。防止变压器对称过负荷的保护，即各种原因（如单台运行变压器在备 用电源自动投入时）使变压器对称过负荷时，过负荷保

4、护动作。2.3 纵差动保护差动保护的工作原理是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小双绕组变压 器差动保护原理接线如下图所示，电流互感器采用减极性标注。一般来说，差动电流的绕组 都以变压器侧为基准侧。 由于变压器两侧的电流大小不同， 电流相位在 Y，d 接线时也不相同， 故保护装置必须要对两侧电流进行相位补偿和数值补偿，才能使变压器正常运行时，流入继 电器的不平衡电流为零或较小。此外，差动保护还应考虑变压器励磁涌流及不平衡电流的影 响。克服励磁涌流对变压器差动保护影响的措施 1.采用带有速饱和特性的变流器； 2. 采用二次谐波制动原理、间断角原理、模糊识别闭锁原理构成的微机变压器差动保护。2

5、.3.3 减小不平衡电流的措施（1）减少由于电流互感器的原因增大的不平衡电流。 变压器差动保护各侧用的电流互感 器，选用变压器差动保护专用的 D 级、小气隙的电流互感器，当通过外部最大稳态短路电流 时，差动保护回路的二次负荷要能满足 10%误差的要求。（2）减小电流互感器的二次负荷。这实际上相当于减小二次侧的端电压，相应地减少电 流互感器的励磁电流。常用办法有：减小电缆的电阻（适当增大导线截面，尽量缩短控制电 缆长度）；采用弱电控制用的电流互感器（二次额定电流为IA）等。（3）减小变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流， 采用相位补偿和数值补偿的微软件校正。微机保护中采用软件进行相位校正。

6、由变压器带负荷调整分接头而产生的不平衡电流。 在变压器差动保护的整定计算中比率差动保护是用来区分差流是由于内部故障还是外部故障引起的。差动速断保护机保护。考虑。4)5)2.3.42.3.5差动保护是变压器的主保护，差动保护的比率制动保护一般能满足正常运行的变压器需 要，能正确及时的动作。但是在变压器内部发生绕组短路故障时，TA严重饱和使交流暂态传变严重恶化，使差动回路中的电流改变了方向或等于零（无源侧），高次谐波分量增大，反 应二次谐波的判据误将比率制动原理的差动保护闭琐，无法反映区内短路故障，从而影响了 比率差动保护的快速动作，所以变压器比率制动原理的差动保护还应配有差动速断保护，作 为辅助保护以加快保护在内部严重故障时的动作速度。注意的是，差动速断的整定值按躲过 最大不平衡电流和励磁涌流来整定 。3 结束语 目前变压器微机保护装置已经普遍应用，其保护原理仍没有太大的突破，但实现的手段 上有了根本的变化。微机保护与以往的继电保护相比，由于采用了数字计算技术实现各种保 护功能，因此具有灵活性大、可靠性高、易于获得附加功能和维护调试方便