变压器纵差保护中不平衡电流的克服方法
变压器纵差保护及不平衡电流消除措施
I1
Y Y
△
I2 *
A TA1
BC
KDA KDB KDC
I3
*
图 1 三绕组变压器电流输入
TA2 ab c
图 2 变压器纵差保护接线图
2 励磁涌流的识别及防范
2.1 励 磁 涌流 的 危 害及 识 别 方法 变压器空载合闸时会产生励磁涌流，其大小一般可以达到
变压器额定电流的几倍甚至近十倍，且只流过变压器的空投电 源侧，而负荷侧因开路并没有电流通过。若励磁涌流流入纵差 保护的差动回路而变压器差动保护未能对其准确识别并闭锁 差动保护，则保护装置必然会误动作。励磁涌流是影响变压器 差动保护正确动作最为严重的因素，因此对励磁涌流和内部故 障电流的正确识别是变压器差动保护一个非常重要的问题。目 前，励磁涌流主要的识别方法主要有：（1）二次谐波原理法。二 次谐波原理法，即利用流过差动元件差电流中的二次谐波电流 作为制动量，来计算差电流中二次谐波的分量，如果其值大于 判定值，则可判定为励磁涌流。（2）间断角原理法。变压器内部 故障时，故障电流波形无间断，间断角很小；而变压器空投时， 励磁涌流的波形是间断的，具有很大的间断角，通过检测励磁 涌流波形中间断角的大小来区分励磁涌流和故障电流。（3）波 形对称原理法。首先要尽可能地消除电流波形中所含有的衰减 直流分量，将流入继电器的差电流进行差分滤波，再将经差分
3.1 由 于 变压 器 绕 组接 线 不 同产 生 的 不平 衡 电 流 IBP1 三绕组变压器通常采用 Y／Y／△ 接线，双绕组变压器则一
般采用 Y／△ 接线，这使得变压器各侧电流互感器的二次电流 相位不同，在差动回路中会产生一个不平衡电流 IBP1。 3.2 由 于 电流 互 感 器变 比 不 同引 起 的 不平 衡 电 流 IBP2
变压器差动保护的不平衡电流及克服方法
变压器差动保护的不平衡电流及克服方法变压器差动保护是一种重要的电力系统保护装置，用于保护变压器的安全运行。
一旦发生元件的故障，例如绕组短路或接地故障，会引起差动电流不平衡，此时差动保护将起到关键的作用。
本文将详细介绍变压器差动保护中的不平衡电流问题，并探讨了一些克服方法。
不平衡电流问题是指在正常运行情况下，变压器差动保护输入和输出电流之间出现不平衡的现象。
造成不平衡电流的原因可能有多种，如绕组短路、绝缘故障以及负荷不均衡等。
不平衡电流会导致差动保护的误动作，从而影响电力系统的稳定运行。
克服不平衡电流的方法有以下几种：1.基本差动保护原理：差动保护原理是通过比较变压器的输入和输出电流来判断是否存在故障。
基本差动保护原理可以有效地检测对称故障，但对于不平衡故障的检测相对较弱。
因此，需要采用其他方法来克服不平衡电流的问题。
2.元件选择：正确选择差动保护所使用的元件对克服不平衡电流非常重要。
换流器和变压器侧比例放大器等元件应具有较好的动态响应特性和高抗干扰能力，以减少不平衡电流对差动保护的影响。
3.抗干扰能力的提高：由于电力系统中存在各种干扰源，例如负荷电流突变、谐波干扰等，这些干扰源会引起差动保护误动作。
为了克服不平衡电流，需要提高差动保护的抗干扰能力，采用滤波器、补偿器等改进措施来减少干扰。
4.组合保护：差动保护通常与其他保护装置配合使用，例如过电流保护、过热保护等。
通过组合使用多种保护装置，可以增强对不平衡电流的检测和判断能力，从而更好地保护变压器的安全运行。
5.故障录波和分析：对于差动保护误动作的原因，可以通过故障录波和故障分析来进一步研究。
录波数据可以提供详细的电流和电压波形，通过对波形的分析，可以找出导致差动保护误动作的原因，从而采取相应的措施。
总之，不平衡电流是变压器差动保护中需要解决的重要问题。
采取适当的方法和措施，可以有效地克服不平衡电流，提高差动保护的性能和可靠性，确保变压器的安全运行。
分析主变纵差动保护不平衡电流原因及解决方法（2）
分析主变纵差动保护不平衡电流原因及解决方法（2）对于由电流互感器计算变比与实际变比不同而产生的不平衡电流可采用2种方法来克服：一是采用自耦变流器进行补偿。
通常在变压器一侧电流互感器（对三绕组变压器应在两侧）装设自耦变流器，将LH输出端接到变流器的输入端，当改变自耦变流器的变比时，可以使变流器的输出电流等于未装设变流器的LH的二次电流，从而使流入差动继电器的电流为零或接近为零。
二是利用中间变流器的平衡线圈进行磁补偿。
通常在中间变流器的铁心上绕有主线圈即差动线圈，接入差动电流，另外还绕一个平衡线圈和一个二次线圈，接入二次电流较小的一侧。
适当选择平衡线圈的匝数，使平衡线圈产生的磁势能完全抵消差动线圈产生的磁势，则在二次线圈里就不会感应电势，因而差动继电器中也没有电流流过。
采用这种方法时，按公式计算出的平衡线圈的匝数一般不是整数，但实际上平衡线圈只能按整数进行选择，因此还会有一残余的不平衡电流存在，这在进行纵差保护定值整定计算时应该予以考虑。
2、由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流的克服方法对于由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流可以通过改变LH接线方式的方法(也称相位补偿法)来克服。
对于变压器Y形接线侧，其LH采用△形接线，而变压器△形接线侧，其LH采用Y形接线，则两侧LH二次侧输出电流相位刚好同相。
但当LH采用上述连接方式后，在LH接成△形侧的差动一臂中，电流又增大了3倍，此时为保证在正常运行及外部故障情况下差动回路中没有电流，就必须将该侧LH的变比扩大3倍，以减小二次电流，使之与另一侧的电流相等。
3、由变压器外部故障暂态穿越性短路电流产生的不平衡电流的克服方法在变压器外部故障的暂态过程中，使纵差保护产生不平衡电流的主要原因是一次系统的短路电流所包含的非周期分量，为消除它对变压器纵差保护的影响，广泛采用具有不同特性的差动继电器。
对于采用带速饱和变流器的差动继电器是克服暂态过程中非周期分量影响的有效方法之一。
减小变压器差动保护不平衡电流的方法
减小变压器差动保护不平衡电流的方法哎呀，这变压器差动保护不平衡电流的问题可真是让人头疼啊！你说要是不解决，那万一出了什么事故，可就不得了了。
所以，咱们得想想办法，看看有没有什么好方法来减小这个不平衡电流呢？我们得了解一下这个不平衡电流是怎么来的。
其实，这个不平衡电流就像是变压器里的一股“邪风”，总是想着往外跑。
而这股“邪风”主要是由两个方向的电流不一致引起的。
所以，我们要想减小这个不平衡电流，就得从这两个方向入手。
第一个方向，就是咱们要控制变压器的输入电压。
你要知道，输入电压越高，那么这个不平衡电流就越大。
所以，我们得尽量让输入电压保持在一个稳定的水平，这样才能有效地减小不平衡电流。
这个稳定水平的确定可不是一件容易的事情，需要根据变压器的具体参数来进行调整。
不过，放心吧，只要我们认真研究，肯定能找到一个合适的数值。
第二个方向，就是要控制变压器的输出电压。
同样地，输出电压越高，不平衡电流就越大。
所以，我们得尽量让输出电压保持在一个合适的范围内。
这个范围的确定也同样需要根据变压器的具体参数来进行调整。
不过，这个范围可不能太小，否则会影响到其他设备的正常运行；也不能太大，否则会浪费能源。
所以，咱们得在这之间找到一个最佳的平衡点。
解决了输入电压和输出电压的问题，接下来就是要考虑如何让这两个方向的电流保持一致了。
这可是关键中的关键啊！我们知道，电流是靠磁场来传递的，而磁场的变化又是由电场的变化引起的。
所以，我们就得想办法让这两个方向的电场保持一致。
具体来说，我们可以通过加装一些特殊的线圈来实现这一点。
这些线圈就像是变压器里的“守护神”，时刻关注着输入电压和输出电压的变化，一旦发现它们之间的差异，就会立刻采取措施进行调整。
这样一来，不平衡电流就被有效地减小了。
这还不是全部。
除了上面提到的方法之外，我们还可以采用一些其他的技术手段来减小不平衡电流。
比如说，我们可以利用磁屏蔽的方法来减少磁场的损失；或者利用滤波器的方法来消除电场的波动。
4.电力变压器的纵联差动保护(二)-不平衡电流及相应措施(课件)
3
nT
二、纵差动保护的不平衡电流及相应措施
2.由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流
（2）消除不平衡电流的措施 2）微机保护平衡系数折算法（通过软件实现） 方法是：在微机中，变压器的差动保护利用软件算法对变压
器各侧的相位和幅值进行校正。最常用的算法TA1、TA2全部接成 星形接线，仿照前面所述的常规接线的处理方法，对变压器星型 侧电流按两相电流差处理方式进行相位补偿。
Y A2
I
Y A2
I
BY2－I
Y C2
I
Y B2
I
D c2
I
D a2
I
D b2
I
D c2
I
D a1
a
I
D b1
b
I
D c1
c
I
D a1
I
D a1
变压器△侧：
I
D b1
I
D b1
I
D c1
图3-12 变压器正常运行时 TA一次侧电流向量图
I
D c1
图3-13 变压器正常差流回路 两侧电流向量图
图3-11 YNd11接线变压器纵差动接线图
二、纵差动保护的不平衡电流及相应措施
2.由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流
（2）消除不平衡电流的措施
由于变压器高压侧的TA1是三角形接线，流进差动继电器KD3
的电流为TA1的线电流是TA1相电流的 3 倍，即
ICY2
I
Y A2
3I
Y C2
如果要在正常运行时，流进KD3的差动电流为零，则需满足：
(
I
Y A1
IBY1) / nT
I
D b1
变压器差动保护的不平衡电流及克服方法
变压器差动保护的不平衡电流及克服方法变压器差动保护是一种保护变压器运行安全的重要装置，它主要起到检测变压器绕组电流是否平衡的作用。
当变压器绕组电流出现不平衡时，可能会导致变压器的故障，例如相间短路、绝缘击穿等，严重情况下甚至会造成变压器的烧毁。
因此，对于变压器差动保护的不平衡电流问题，需要进行系统分析，并给出相应的解决方法。
首先，在分析变压器差动保护的不平衡电流问题前，需要了解变压器差动保护的基本原理。
变压器差动保护是基于KCL（Kirchhoff'sCurrent Law）和KVL（Kirchhoff's Voltage Law）原理，通过检测变压器绕组电流的差值来判断电流是否平衡。
当变压器绕组电流平衡时，差动保护电流为零；当发生故障导致电流不平衡时，由于KCL和KVL原理的约束，差动保护电流将出现故障电流。
然而，由于变压器差动保护的实际工作环境较为复杂，存在着一些因素会导致差动保护出现误动或误差的问题。
其中，不平衡电流是导致差动保护误动的主要原因。
其原因主要有以下几个方面：1.系统变动引起的不平衡电流：电力系统中由于突发故障、线路开关操作等因素引起的系统不平衡电流，可能会通过变压器而导致差动保护出现误动。
2.变压器一侧电源不平衡：当变压器一侧电源电压不平衡、相序错位、短暂的负序电压或零序电压的出现时，也会导致变压器差动保护的误动。
3.线路电流与变压器差动保护之间存在误差：由于线路自身的负载不平衡、接触电阻等因素，会导致线路电流与变压器差动保护之间存在一定误差。
针对变压器差动保护的不平衡电流问题，可以通过以下方法进行克服：1.合理设置差动保护的动作特性：对于变压器差动保护，通过合理设置保护元件的灵敏度和延时特性，可以排除部分不平衡电流的干扰，提高差动保护的抗干扰能力。
2.合理设置方向元件：差动保护的方向元件是判断差动电流方向的重要组成部分，通过合理设置方向元件，可以正确判断差动保护的相角关系，避免不平衡电流的干扰。
变压器差动保护不平衡电流产生的原因及解决对策
特性主要是指各种涌流 ， 包括 空载 合闸时的涌流、 外部故障切除时 的涌流 以及和应涌流 ； 可能导致保护 误动作 的电流 互感 器原因主要 是饱和 。现 对这些原 因进行 了分析 ， 并介 绍了 目前采取的解决措施 。 关键词 ： 变压器 ； 差动保护 ； 不平 衡电流： 励磁涌流
０ 引 言 变 压器 是 电力 系 统 中重要 的设备 ， 不但 价格 高 昂 ， 且 重要 性 而 级 及 容量 较 大 、 要性 较 高 的变 压 器 ， 重 一般 配 备 有 电流 差 动 保护 。
次侧 的电压 电流转 变 为二 次侧 的 电压 电流 ， 转变 的特 点与 一 、 其
Ｎ， ｉ ， ｐ
Ｎｌ ＝ ｕＤ Ⅳ２ｌ
■ 次线 圈 的匝 数 Ⅳ有直 接关 系 ， 以简单 表 示为 ： 可
（） １
（ ２）
但 较 大 时也 可能 导致 变 压器 差 动保 护 误动 作 。涌 流 的大 小 与故 障 切除 的 时刻 有关 ， 渡 过程 中 可能 在磁 链 上存 在 一个 直 流偏 移 量 ， 过
理想情 况 。 上 ， 综 变压 器 的磁特 性和 电流互 感器 特性 是 导致 其差 动 保 护产 生 不平 衡 电流 的根本 原 因 。
极高， 因此 为 电力变 压器 配 备适 合 的保 护 是必 要 的 。 对于 高 电压等 ２ 励 磁 原 因 导 致 的 不 平 衡 电 流 励 磁 原 因指 的是 变压 器铁 芯 因 为某种 原因 达 到饱 和 ，无 法 正 电流差 动 保护 被 作 为主 保护 广泛 应 用于 保护 发 电机 、母 线 等 主要 常转 变 电流 而导 致 的差 动保 护 产 生不 平衡 电流 。主要 可 以划 分 为 电力设 备 ， 当今它 在 高压 输 电线 路 中也 获得 了越 来 越 多的 应用 ， 是 合 闸时的励 磁 涌流 、 障切 除 时的励 磁涌 流 、 故 和应 涌流 、 励磁 等 。 过 种优 秀 的保 护形 式 。 动保 护 的原理 是基 于基 尔霍 夫 电流 定律 ， ２． 励 磁 涌 流 差 １
减小变压器差动保护不平衡电流的方法
减小变压器差动保护不平衡电流的方法一、引言大家好，今天我们来聊聊一个很有趣的话题：如何减小变压器差动保护不平衡电流。
我要告诉大家，这个话题可不是什么高深莫测的东西，而是我们日常生活中随处可见的现象。
那么，我们就从头开始吧！二、什么是变压器差动保护不平衡电流？我们要了解什么是变压器差动保护不平衡电流。
简单来说，就是在变压器的两个绕组之间，如果电流过大，就会出现不平衡的现象。
这个现象可能会导致变压器损坏，甚至引发火灾等严重后果。
所以，我们必须要想办法减小这种电流。
三、为什么会产生变压器差动保护不平衡电流？那么，为什么会有这种现象呢？其实，原因很简单：就是因为变压器的两个绕组之间的电阻不同。
当电流通过这两个绕组时，由于电阻的不同，会导致电流分布不均。
这样一来，就会出现不平衡的现象。
四、如何减小变压器差动保护不平衡电流？既然知道了产生这种现象的原因，那么我们就可以采取相应的措施来解决问题了。
下面，我就给大家介绍几种方法：1. 更换合适的导线和接线方式我们可以尝试更换合适的导线和接线方式。
比如，我们可以选择电阻较小的导线，或者改变接线的方式。
这样一来，可以减小电流分布不均的现象，从而降低不平衡电流的大小。
2. 调整变压器的运行参数我们还可以通过调整变压器的运行参数来解决问题。
比如，我们可以适当提高变压器的额定容量，或者调整变压器的输出电压等参数。
这样一来，可以使电流更加均匀地分布在两个绕组之间，从而降低不平衡电流的大小。
3. 采用特殊的补偿装置我们还可以采用特殊的补偿装置来解决问题。
比如，我们可以安装专门用于补偿不平衡电流的电容器或者电感器等设备。
这样一来，可以在一定程度上抵消不平衡电流的影响，从而降低其大小。
五、总结好了，今天我们就来聊到这里。
希望通过这篇文章，大家对变压器差动保护不平衡电流有了更深入的了解。
当然啦，这些方法并不是绝对有效的，具体还需要根据实际情况来进行选择和调整。
但是不管怎样，只要我们用心去尝试，相信总能找到一种适合自己的做法。
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变压器纵差保护中不平衡电流的克服方法
纵差保护是一切电气主设备的主保护，它灵敏度高、选择性好，在变压器保护上运用较为成功。
但是变压器纵差保护一直存在励磁涌流难以鉴定的问题，虽然已经有几种较为有效的闭锁方案，又因为超高压输电线路长度的增加、静止无功补偿容量的增大以及变压器硅钢片工艺的改进、磁化特性的改善等因素，变压器纵差保护的固有原理性矛盾更加突出。
1.变压器纵差保护基本原理
纵差保护在发电机上的应用比较简单，但是作为变压器内部故障的主保护，纵差保护将有许多特点和困难。
变压器具有两个或更多个电压等级，构成纵差保护所用电流互感器的额定参数各不相同，由此产生的纵差保护不平衡电流将比发电机的大得多，纵差保护是利用比较被保护元件各端电流的幅值和相位的原理构成的，根据KCL基本定理，当被保护设备无故障时恒有各流入电流之和必等于各流出电流之和。
当被保护设备内部本身发生故障时，短路点成为一个新的端子，此时电流大于0，但是实际上在外部发生短路时还存在一个不平衡电流。
事实上，外部发生短路故障时，
因为外部短路电流大，非凡是暂态过程中含有非周期分量电流，使电流互感器的励磁电流急剧增大，而呈饱和状态使得变压器两侧互感器的传变特性很难保持一致，而出现较大的不平衡电流。
因此采用带制动特性的原理，外部短路电流越大，制动电流也越大，继电器能够可靠制动。
另外，由于纵差保护的构成原理是基于比较变压器各侧电流的大小和相位，受变压器各侧电流互感器以及诸多因素影响，变压器在正常运行和外部故障时，其动差保护回路中有不平衡电流，使纵差保护处于不利的工作条件下。
为保证变压器纵差保护的正确灵敏动作，必须对其回路中的不平衡电流进行分析，找出产生的原因，采取措施予以消除。
2.纵差保护不平衡电流分析
2.1稳态情况下的不平衡电流
变压器在正常运行时纵差保护回路中不平衡电流主要是由电流互感器、变压器接线方式及变压器带负荷调压引起。
由电流互感器计算变比与实际变比不同而产生。
正常运行时变压器各侧电流的大小是不相等的。
为了满足正常运行或外部短路时流入继电器差动回路的电流为零，则应使高、低压两侧流入继电器的电流相等，即高、低侧电流互感器变比的比值应等于变压器的变比。
但是，实际上由于电流互感器的变比都是根据产品目录选取的标准变比，而变压器的变
比是一定的，因此上述条件是不能得到满足的，因而会产生不平衡电流。
由变压器两侧电流相位不同而产生。
变压器经常采用两侧电流的相位相差30°的接线方式。
此时，假如两侧的电流互感器仍采用通常的接线方式，则二次电流由于相位不同，也会在纵差保护回路产生不平衡电流。
由变压器带负荷调整分接头产生。
在电力系统中，经常采用有载调压变压器，在变压器带负荷运行时利用改变变压器的分接头位置来调整系统的运行电压。
改变变压器的分接头位置，实际上就是改变变压器的变化。
假如纵差保护已经按某一运行方式下的变压器变比调整好，则当变压器带负荷调压时，其变比会改变，此时，纵差保护就得重新进行调整才能满足要求，但这在运行中是不可能的。
因此，变压器分接头位置的改变，就会在差动继电器中产生不平衡电流，它与电压调节范围有关，也随一次电流的增大而增大。
2.2暂态情况下的不平衡电流
由变压器励磁涌流产生
变压器的励磁电流仅流经变压器接通电源的某一侧，对差动回路来说，励磁电流的存在就相当于变压器内部故障时的短路电流。
因此，它必然给纵差保护的正确工作带来不利影响。
正常情况下，变压器的励磁电流很小，故纵差保护回路的不平衡电流也很小。
在外部短路时，由于系统电压降低，
励磁电流也将减小。
因此，在正常运行和外部短路时励磁电流对纵差保护的影响经常可忽略不计。
但是，在电压忽然增加的非凡情况下，比如变压器在空载投入和外部故障切除后恢复供电的情况下，则可能出现很大的励磁电流，这种暂态过程中出现的变压器励磁电流通常称励磁涌流。
由变压器外部故障暂态穿越性短路电流产生
纵差保护是瞬动保护，它是在一次系统短路暂态过程中发出跳闸脉冲。
因此，必须考虑外部故障暂态过程的不平衡电流对它的影响。
在变压器外部故障的暂态过程中，一次系统的短路电流含有非周期分量，它对时间的变化率很小，很难变换到二次侧，而主要成为互感器的励磁电流，从而使互感器的铁心更加饱和。
3.变压器纵差保护中不平衡电流的克服方法
从上面的分析可知，构成纵差保护时，如不采取适当的措施，流入差动继电器的不平衡电流将很大，按躲开变压器外部故障时出现的较大不平衡电流整定的纵差保护定值也将很大，保护的灵敏度会很低。
若再考虑励磁涌流的影响，保护将无法工作。
因此，如何克服不平衡电流，并消除它对保护的影响，提高保护的灵敏度，就成为纵差保护的中心问题。
由电流互感器变比产生的不平衡电流的克服方法
对于由电流互感器计算变比与实际变比不同而产生的
不平衡电流可采用2种方法来克服：一是采用自耦变流器进行补偿。
通常在变压器一侧电流互感器装设自耦变流器，将LH输出端接到变流器的输入端，当改变自耦变流器的变比时，可以使变流器的输出电流等于未装设变流器的LH的二次电流，从而使流入差动继电器的电流为零或接近为零。
二是利用中间变流器的平衡线圈进行磁补偿。
通常在中间变流器的铁心上绕有主线圈即差动线圈，接入差动电流，另外还绕一个平衡线圈和一个二次线圈，接入二次电流较小的一侧。
适当选择平衡线圈的匝数，使平衡线圈产生的磁势能完全抵消差动线圈产生的磁势，则在二次线圈里就不会感应电势，因而差动继电器中也没有电流流过。
采用这种方法时，按公式计算出的平衡线圈的匝数一般不是整数，但实际上平衡线圈只能按整数进行选择，因此还会有一残余的不平衡电流存在，这在进行纵差保护定值整定计算时应该予以考虑。
由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流的克服方法
对于由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流可以通过改变LH接线方式的方法来克服。
对于变压器Y形接线侧，其LH采用△形接线，而变压器△形接线侧，其LH 采用Y形接线，则两侧LH二次侧输出电流相位刚好同相。
但当LH采用上述连接方式后，在LH接成△形侧的差动一臂中，电流又增大了3倍，此时为保证在正常运行及外部故障
情况下差动回路中没有电流，就必须将该侧LH的变比扩大3倍，以减小二次电流，使之与另一侧的电流相等。