变压器纵差保护原理及不平衡电流的克服方法_变压器三相电流不平衡
变压器差动保护的不平衡电流及减小不平衡电流的方法基础知识讲解
Iop.r (Iunb )
无制动
3
a
2
Kres tg
1
(一般取0.3~0.4)
I unb . max
Ik.max Ires (Ik )
2. 微机纵差动保护的比率制动特性
I set.r
I set. max
aC
IA set.min
动作判据
B
Ires
I I res.g
res.max
I I set.r
set.min
Iset.r Iset.min K (Ires I ) res.g
当Ires Ires.g 当Ires Ires.g
定值整定：
➢ 最小动作电流：按躲过变压器在正常运行条 件下产生的不平衡电流整定
Iset.min Krel (fza U 0.1Kst )IN
Iset.min 很小时，取 Iset.min (0.2 ~ 0.5)IN
5. 带负荷调整变压器分接头产生的不平衡电流ຫໍສະໝຸດ nTA2 nTA1nT
或
nTA2 nT
nTA1
3
Iunb UIk.max
6.2.3 具有制动特性的差动继电器
(Differential relay with restraint characteristic)
1. BCH-1型差动继电器的制动特性
铁芯中剩磁的大小和方向 变压器铁芯的饱和磁通
防止励磁涌流影响的方法
采用具有速饱和铁芯的差动继电器 采用间断角原理的差动保护 利用二次谐波制动 利用波形对称原理的差动保护
2. 三相变压器接线产生的不平衡电流
.
nTA1
.
I
A
2
.
.
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。
变压器纵差保护原理及不平衡电流分析
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 ， 会 在差 动继 电器 中产 生 不 平 衡 电 流 ， 与 电 就 它
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 ，因 此 受 到 变 压器 各 侧 电流 互 感 器 以 及 诸
不平 衡 电 流 的克 服 方 法 。
［ 键 词］变压 器 ； 差 保 护 ； 平衡 电流 关 纵 不
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， 在大的变压器保护 ｌ － ． 运用纵差保护较 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
压调节范围有关 ， 也随一次 电流的增大而增大。
２２ 暂 态 情 况 下 的 不 平衡 电流 ． ２２１ 由 变 压器 励 磁 涌 流产 生 ， ．
多因素 的影响 ， 变压器在 正常运行和外部发生故 障时 ， 其动差 保护回路 中有不平衡电流 ， 纵差保护处于不利的条件下工作 。 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 ， 出产生的原 因， 找 采取措施予以消除 。
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１ 作带来不利影 二
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 ， 部 短 路 电流 越 大 ， 动 电流 也 越 外 制 大 ， 电器 能够 可 靠 制 动 ： 继
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 ， 时 ， 差保护就得重新进行调整 此 纵
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
变压器差动保护工作原理和不平衡电流产生原因
变压器差动保护工作原理和不平衡电流产生原因变压器差动保护工作的基本原理是比较变压器的输入和输出侧电流的差值。
在正常运行时，变压器的输入侧电流等于输出侧电流，差值为零。
如果发生内部短路或开路等故障，会导致输入侧电流和输出侧电流的差值增大。
差动保护系统通过采集输入侧和输出侧电流的信号，并进行比较，如果差值超过预定的阈值，系统会判断为故障，触发动作信号，将变压器切除，从而避免故障进一步发展。
差动保护系统一般由保护元件、CT（电流互感器）、继电器和切断装置等组成。
在正常运行时，每个相位的CT会输出输入侧和输出侧的电流信号，并经过继电器进行比较。
当差流超过设定值时，继电器会输出动作信号，触发切断装置切除故障的电路。
不平衡电流产生原因：不平衡电流是指三相电路中，三相电流不相等的状态。
其主要原因有以下几点：1.负载不平衡：当电力负荷分布不均匀时，每个相位所承担的负载不同，导致电流不平衡。
例如，三相不均匀分布的单相负载或者不同负载之间的功率因数不同，都会引起不平衡电流。
2.供电网电压不平衡：当供电网的相电压不同，例如电压幅值不同、相位差异或频率偏差时，会导致三相电路中的电流不平衡。
3.动态负载变化：当大功率设备启动或停止，或者存在突发负载波动时，会引起瞬时电流的不平衡。
因为电动机等设备在启动时需要较高的起动电流，而在停止时会产生反向电流。
4.系统故障：电力系统中的故障，如接地故障、短路故障或设备故障等，都可能导致电流不平衡。
不平衡电流可能会引起以下问题：1.电力设备热损耗增加：不平衡电流会导致负载电流不均匀分布，部分回路的电流较大，使得设备负荷过载，进而导致热损耗增加。
2.电力设备寿命缩短：不平衡电流会导致电力设备中的线圈和导线产生过大的电流，从而加剧线圈和导线的电磁热损伤，使得设备的寿命大大减少。
3.系统能效降低：不平衡电流会导致电力系统中电压降低、线路功率因数下降等问题，进而降低系统整体的能效。
因此，为了保护电力设备和提高电力系统的运行质量，需要针对不平衡电流进行监测和处理。
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。
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变压器纵差保护原理及不平衡电流的克服方法_变压器三相电流不平衡
1.变压器纵差保护基本原理
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。
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
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产生。
变压器经常采用两侧电流相位相差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。
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。
在外部短路时，由于系统电压降低，励磁电流也将减小。
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。
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。
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最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。
二是利用中间变流器的平衡线圈进行磁补偿。
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。
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。
根据速饱和变流器的磁化曲线可以看出，周期分量很轻易通过速饱和变流器变换到二次侧，而非周期分量不轻易通过速饱和变流器变换到二次侧。
因此，当一次线圈中通过暂态不平衡电流时，它在二次侧感应的电势很小，此时流入差动继电器的电流很小，差动继电器不会动作。
由于励磁涌流产生的不平衡电流仍然是纵差保护的重点，不平衡电流的影响导致纵差保护方案的设计也不尽相同。
因此，在实践的变压器差动保护中，应结合不同方案进行具体的设计。