电力变压器纵差保护常见问题分析
变压器纵差维护原理及不平衡电流的打败办法
变压器纵差维护原理及不平衡电流的打败办法纵差维护是悉数电气主设备的主维护，它活络度高、挑选性好，在变压器维护上运用较为成功。
可是变压器纵差维护一贯存在励磁涌流难以断定的疑问，尽管现已有几种较为有用的闭锁方案，又因为超高压输电线路长度的添加、接连无功抵偿容量的增大以及变压器硅钢片技能的改善、磁化特性的改善等要素，变压器纵差维护的固有原理性仇视愈加超卓。
1.变压器纵差维护根柢原理纵差维护在发电机上的运用比照简略，可是作为变压器内部缺点的主维护，纵差维护将有很多特征和艰难。
变压用具有两个或更多个电压等级，构成纵差维护所用电流互感器的额外参数各纷歧样，由此发作的纵差维护不平衡电流将比发电机的大得多，纵差维护是运用比照被维护元件各端电流的幅值和相位的原理构成的，依据KCL根柢定理，当被维护设备无缺点时恒有各流入电流之和必等于各流出电流之和。
当被维护设备内部自身发作缺点时，短路点变成一个新的端子，此刻电流大于0，可是实习上在外部发作短路时还存在一个不平衡电流。
实习上，外部发作短路缺点时，因为外部短路电流大，分外是暂态进程中富含非周期重量电流，使电流互感器的励磁电流急剧增大，而呈饱满状况使得变压器两头互感器的传变特性很难坚持一起，而呈现较大的不平衡电流。
因而选用带制动特性的原理，外部短路电流越大，制动电流也越大，继电器可以牢靠制动。
别的，因为纵差维护的构成原理是依据比照变压器各侧电流的巨细和相位，受变压器各侧电流互感器以及很多要素影响，变压器在正常作业和外部缺点时，其动差维护回路中有不平衡电流，使纵差维护处于晦气的作业条件下。
为保证变压器纵差维护的精确活络动作，有必要对其回路中的不平衡电流进行剖析，找启航作的要素，选用办法予以消除。
2.纵差维护不平衡电流剖析2.1稳态状况下的不平衡电流变压器在正常作业时纵差维护回路中不平衡电流首要是由电流互感器、变压器接线办法及变压器带负荷调压致使。
由电流互感器核算变比与实习变比纷歧样而发作。
变压器的纵差动保护原理及整定方法
热电厂主变压器的纵差动保护原理及整定方法浙江旺能环保股份有限公司 作者：周玉彩一、构成变压器纵差动保护的基本原则我们以双绕组变压器为例来说明实现纵差动保护的原理，如图1所示。
由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同，因此，为了保证纵差动保护的正确工作，就必须适当选择两侧电流互感器的变比，使得在正常运行和外部故障时，两个二次电流相等，亦即在正常运行和外部故障时，差动回路的电流等于零。
例如在图1中，应使图1 变压器纵差动保护的原理接线'2I =''2I =1'1l n I =21''l n I 或 12l l n n 1'1''I I =B n 式中：1l n —高压侧电流互感器的变比；2l n —低压侧电流互感器的变比；B n —变压器的变比（即高、低压侧额定电压之比）。
由此可知，要实现变压器的纵差动保护，就必须适当地选择两侧电流互感器的变比，使其比值等于变压器的变比B n ，这是与前述送电线路的纵差动保护不同的。
这个区别是由于线路的纵差动保护可以直接比较两侧电流的幅值和相位，而变压器的纵差动保护则必须考虑变压器变比的影响。
二、变压器纵差动保护的特点变压器的纵差动保护同样需要躲开流过差动回路中的不平衡电流，而且由于İ1′′ n İ1′差动回路中不平衡电流对于变压器纵差动保护的影响很大，因此我们应该对其不平衡电流产生的原因和消除的方法进行认真的研究，现分别讨论如下： 1、由变压器励磁涌流LY I 所产生的不平衡电流变压器的励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不能平衡，在正常运行和外部故障的情况下，励磁电流较小，影响不是很大。
但是当变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时，由于电磁感应的影响，可能出现数值很大的励磁电流（又称为励磁涌流）。
励磁涌流有时可能达到额定电流的6~8倍，这就相当于变压器内部故障时的短路电流。
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。
变压器纵差动保护
6.2 变压器纵差动保护
——基本原理和接线方式 ——减小不平衡电流影响的方法 ——整定计算的基本原则 ——具有制动特性的差动继电器
6.2.1 变压器纵差动保护的基本原理与接线方式
电流差动保护不但能够正确区分区内外故障，而且不需 要与其他元件的保护配合，可以无延时的切除区内故障， 具有独特的优点，因而被广泛的应用于变压器的主保护。 下面具体分析变压器电流差动保护。
nTA1
3
6.2.1 变压器纵差动保护的基本原理与接线方式
4.三绕组变压器的纵联电流差保护
I&1
I&1'
I&3
I& 3'
Id
电力系统常常采用三绕组变
压器。三绕组变压器的纵联
I& 2
差动保护原理与双绕组变压
I
&
' 2
器是一样的。如图所示的变
压器为Yyd11接线方式。
思考：如何构造差动电流？如何选择CT变比？
按相差动
.
.
.
I& B.r (IY'BIY'C)Id'B
.
.
.
I& C.r (IY'CIY'A)Id'C
要使A相的继电器在正常运行及外部故障时不动作，需满足：
I& Y'AI& Y'B Id'A
由于：
I& Y 'AI& Y 'B
3I& Y 'A
3I& YA nTA1
而
即有： 3 I&YA I&dA
由于励磁涌流很大，所以一般很难通过整定值躲过该电流 来避免其影响，需采用其它的措施来处理。
对电力变压器纵联差动保护的问题分析
对电力变压器纵联差动保护的问题分析摘要：变压器纵联差动保护的目的就是保护变压器本体、各侧引线和套管，并躲开励磁涌流、区外故障引起的穿越性电流的影响。
本文笔者对纵联差动保护的原理以及纵联差动保护不平衡电流的原因及其减少的措施进行了探讨。
关键词：纵联差动保护；变压器；不平衡一、变压器纵差保护的基本原理1）变压器纵联差动保护一般情况下指的是，反映了变压器的一次和二次侧的电流之间的差值的一种能够进行快速动作的电力系统保护装置，主要是用来保护电力变压器的内部，或者引出线和绝缘套管等处的相间短路的，还有也可以用来对电力变压器的匝间短路进行保护，其保护区在变压器的一次和二次侧装的电流互感器中间。
2）电力变压器实现差动保护利用的是在保护区内出现短路故障的时候，电力变压器的两侧电流将在差动回路导致出现不平衡的电流，进而进行动作的一种保护措施，这个不平衡的电流可以用IUN表示，IUN=I1′-I2′。
在正常的运行和出现外部k-1点的短路故障的时候，要确保IUN尽量地小，在各方面比较理想的情况之下IUN=0，但是这种情况可以说基本是不可能的，IUN既与变压器和电流互感器之间的接线方式有关，与结构性能等因素也有关，也与变压器的不同的运行方式有着很大关联，所以，必须要设法让它尽量地减少。
二、变压器差动保护动作参数的改进2.1差动保护动作灵敏度的改进根据是GB14285《继电保护和安全自动装置技术规程》(1993) ,规定了变压器差动保护灵敏系数必须大于2,但明确指出是对电磁式继电保护的规定。
随着数字式微机保护的普及,尤其是数字信号处理器DSP (Digitalsignalprocessing) 、高精度A /D芯片及CPLD (复杂可编程逻辑器件)在继电保护中得到应用,进一步提高了数据处理能力和运算速度,所以微机保护都具备了动作离散值小、动作明确的特点。
考虑到互感器的误差,微机变压器差动保护灵敏系数降到1.4～1.6完全可以满足灵敏性的要求。
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
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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
主变纵联差动保护误跳闸几种原因分析
主变纵联差动保护误跳闸几种原因分析误跳闸是指在正常操作条件下，保护装置错误地将电力系统的一部分或全部切除电源。
主变纵联差动保护是一种常用的保护方式，用于保护电力系统的主变压器。
误跳闸的原因可能是多方面的。
以下是几种常见的主变纵联差动保护误跳闸的原因分析：1.外部干扰：当电力系统中存在外部干扰时，可能会导致差动保护误跳闸。
例如，周围环境中的闪电放电、强电磁场干扰等都可能引起保护装置的误动作。
这种情况下，应采取防雷措施或在保护装置周围设置屏蔽装置，以减小外部干扰对保护的影响。
2.信号误差：主变差动保护装置通过测量主变压器的高压侧和低压侧电流，进行差动计算并与设定值进行比较，从而判断系统是否存在故障。
然而，由于测量设备的精度限制、传输线路的质量等原因，测量的电流值可能存在误差。
当这些误差超过设定值时，差动保护可能会误动作。
因此，应定期校准测量设备，检查传输线路的质量并及时更换老化设备，以降低信号误差。
3.被保护设备故障：差动保护的作用是保护主变压器免受内部故障的损害。
然而，在主变压器内部发生故障时，例如主绕组短路、绝缘击穿等，电流分布会发生改变，导致差动保护误判为故障。
因此，在主变压器内部进行定期检查和维护，及时处理潜在的故障，可以减少误动作的概率。
4.设备参数变化：保护装置对电力系统进行保护时，需要设定一些参数，例如差动电流阈值等。
然而，由于主变压器的负载变化、温度变化等原因，电气参数可能会发生变化。
如果设定值与实际值不匹配，保护装置可能会误判为故障并跳闸。
因此，应定期检查和校准保护装置的参数，并根据实际情况进行调整。
5.人为操作错误：人为操作错误也可能导致差动保护误跳闸。
例如，误操作了与差动保护装置相关的设备，或者误操作了与主变压器相关的设备。
此外，对主变压器进行维护或检修时，可能会因为未按规定程序进行操作而引起保护装置的误动作。
因此，在操作保护装置前，应进行必要的培训和演练，并按照操作规程进行操作，以减少人为操作错误。
大型变压器纵向差动保护探讨
由于调压分接头进行有载调压，使变压器纵向差动保护已调整平衡的二次电流又被破坏，不平衡电流增大，这将使变压器纵向差动保护的最小动作电流和制动系数都相应增大。
3.3保护范围更大
对于定子绕组的匝间短路，发电机、电动机纵向差动保护完全没有作用。但变压器各侧绕组的匝间短路，通过变压器铁芯磁路的耦合，改变了各侧电流的大小和相位，使变压器纵差保护对匝间短路有作用。
当变压器内部发生短路故障时，i1+i2≠0,流入差动继电器的电流向量和不为零，差动继电器动作，切断变压器电源。
3、变压器纵向差动保护的特点
3.1变压器纵向差动保护高低压各侧的额定电压和额定电流各不相等
因此各侧电流互感器的型号一定不同，而且各侧三相接线方式不尽相同，所以各侧的电流相位也可能不一致，这将使外部短路不平衡电流增大。所以，变压器纵向差动保护的最大制动系数比发电机、电动机的大，灵敏度相对较低。
Ksen=Is.min/Iop
灵敏度要求Ksen≧2.0
5、变压器纵向差动速断保护的定值整定
为了加速切除变压器严重的内部故障，必须增设差动速断保护，其动作电流整定条件之一是按照躲过变压器空载合闸时励磁涌流电流，即
关键词：变压器、纵向差动保护、比率制动、保护整定、电流互感器二次回路。
1、概述：
大型变压器广泛应用于发电、冶金、化工、送变电等工业领域，是变配电系统中重要的电气设备，保证变压器可靠安全运行，直接关系到变配电系统以及用电设备的安全运行。在变配电系统运行过程中，由于变配电、变压器系统出现短路、接地、等故障，直接危及到变压器系统设备安全。为保证变压器和变配电系统的安全，对大型变压器必须设置变压器纵向差动保护，以便在发生故障时快速切断电源，从而阻止故障进一步扩大，把损失降到最低。下面就大型变压器的纵向差动保护的原理、整定值的计算、安装调试、运行过程中的一些常见问题以及采取的措施、解决的方法，做一些探讨。
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电力变压器纵差保护常见问题分析
（1）首先有必要一提的是最常见的问题便是安装过程中消失的问题；目前常见的电流互感器，出厂时都在外壳上明确标注P1、P2；抽头S1、S2；意思是当CT一次侧的电流由P1流向P2时，二次侧感应电流的方向为S1到S2。
差动装置取的是爱护区域两端的两个CT的二次侧感应电流进行计算，此时就肯定要留意差动爱护装置本身的固有特性：是180度接线还是0度接线。
所谓180度接线要求，就是对两端两个CT进入爱护装置的电流求和，和为零时不动作；0度接线要求就是对两端两个CT进入爱护装置的电流求差值，差值为零时不动作。
安装作业人员甚至一些设计人员经常由于对该原理的模糊导致对于发电机的差动爱护习惯性设置为0接线，对变压器采纳180接线；这就与很有可能与差动爱护装置本身的计算属性要求不符，继而造成差动爱护的误动作。
虽然现在的自适应接线方式的差动爱护装置很好的解决了这个问题，但这种装置电厂普及度不高，极易消失问题，这就要求现场人员在施工过程中要严格校验。
（2）差动继电器的电流回路接线问题，现在电力变压器主要分为干式变压器和油浸式变压器两类，在变压器的规格参数中有一项被称之为联接组标号。
也就是平常说的接线方式。
暂以常规的Dyn11来阐明差动继电器电流回路接线问题。
依据基础电路理论，角型接法的线电压比星型接法的相电压超前30度，所以就变压器自身来说高压侧的电流会超前低压侧30度。
那么假如两侧的CT采纳相同的接线
方式的话，在高压侧CT处产生的二次电流也会比低压侧CT产生的二次电流在相位上相差30度，那么正常运行时也就可能超过爱护定值造成误动。
对此问题现在普遍采纳转变CT二次绕组接线方式的方法来解决。
以Dyn11为例来说明，高压侧采纳三角形接线，那么高压侧对应的CT的二次绕组就采纳星型接线；低压侧采纳星型接线，那么低压侧对应的二次绕组就采纳角型接线；这样一次侧虽然高压侧的感应的线电压虽然会比低压侧感应的相电压超前30度；但由于接线方式，星型接法的CT的感应电流会比角型接法的CT的感应电流滞后30度。
这样流入差动爱护装置的两组电流就刚好可达到相位全都的状态。
（3）励磁涌流的问题，当变压器合闸时或外区域故障时，可能产生很大的电流，然后很快返回到正常的空载电流值，这个冲击电流称之为励磁涌流，励磁涌流对变压器并无危急，由于这个冲击电流存在的时间很短。
解决方法最主要的的是如何识别涌流、利用涌流中的一些特性来构成差动爱护的闭锁条件，找到精确、牢靠的闭锁判据。
间断角原理就是利用短路电流波形是连续变化的，而励磁涌流波形是具有明显的间断角特征作为鉴别涌流的判据。
该方法是以精确测量间断角为基础的，间断角的测量必需考虑电流互感器传变对励磁涌流的影响，尤其当电流互感器饱和后对二次电流波形的影响。
同时还受到采样率、采样精度的影响及硬件的限制，因此这种原理在变压器差动爱护中的应用效果曾不非常抱负。
但是随着人们在这方面的
讨论的深化细致和进行了大量的试验工作，恢复间断角的算法被提出来，改进后应用效果还比较抱负。
关于二次谐波法，目前常采纳二次谐波构成差动爱护的闭锁条件来防止涌流误动。
二次谐波制动目前也有几种方案，最常用的是三相“或”的闭锁方式，只要推断出一相差流中的二次谐波的含量满意涌流制动的条件，即闭锁使爱护指令不能发出。
这种原理的爱护在现场应用的效果还是比较抱负，基本能够有效的区分变压器真正故障和空载合闸或外部故障切除后电压恢复时的涌流。
涌流中的三次谐波成分也比较大，仅次于二次谐波，但是三次谐波不能作为涌流的特征量来组成差动爱护的制动或闭锁部分。
假如以直流重量来构成差动爱护的闭锁条件的话，变压器内部短路时势必会延缓爱护的动作速度，并且三相涌流中往往有一相为周期性电流，即它不含有直流重量，这时还必需增大差动爱护的动作电流来躲过这种周期性涌流，这又使爱护的灵敏度降低。
（4）差动爱护定值的问题，目前的差动爱护装置定值包含差动速段投退定值；差动速断电流定值；比率差动投退定值；比率差动门槛电流定值；拐点1/2电流定值；折线1/2斜率系数定值；CT断线闭锁投退定值；差动平衡系数定值；启动时间定值；差动延时时间定值。
以下主要对差动平衡系数、差动速断定值、比率差动爱护定值进行说明：
①差动平衡系数：用于补偿差动回路电流平衡，以选择的基准值进行折算。
Kphl=In1/In2
其中In为额定电流，计算方法如下：
In=Pn /√3Un*Kl
式中：Pn―额定容量。
Un―各侧额定电压。
Kl―电流互感器变比。
②差动速断定值：整定原则为躲开外部故障时最大不平衡电流即：Isd=Kr*In1
式中：In1为高压侧额定电流；Kr为相对于额定电流的励磁涌流倍数，可依据系统阻抗和CT特性来整定，一般取6～10Ie。
③比率差动爱护定值：包括差动电流门槛定值Icd、第一拐点定值Ir1、其次拐点定值Ir2、比率制动第一段折线斜率K1、其次段折线斜率K2、谐波制动系数Kxb，Icd整定值应能躲过额定负载时差动回路的最大不平衡电流，即Icd=Kk*（Ktx*Fi+）*Ie
In--额定电流Kk―牢靠系数，取1.3～1.5
Ktx―电流互感器同型系数，取1.0
Fi―电流互感器的最大相对误差，取0.1 实际中一般取Icd为0.25～0.5Ie
对于不同型号、容量的变压器的纵联差动爱护，出厂时都配有各自的定值手册，在安装结束调试工作开头前，肯定要留意根据定值手册对差动爱护装置的参数进行核对，选择合适的爱护定值参数是保证变压器爱护装置牢靠动作的关键。