主变差动保护不平衡电流产生及措施
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
不平衡电流产生的原因
不平衡电流产生的原因1励磁涌流的影响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。
2绕组连接方式不同的影响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。
3实际变比与计算变比不同的影响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。
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。
浅议主变差动保护误动的成因及解决办法
浅议主变差动保护误动的成因及解决办法摘要:介绍了主变差动保护原理,从新建变电站、运行中变电站、改造变电站三个方面进行说明分析了主变差动保护误动的成因,并提出了相应的解决办法。
关键词:差动保护主变压器成因对策由于各种类型的差动继电器结构简单、动作可靠,所以广泛地应用在变压器差动保护上,但由于某些原因将会导致差动保护在外部故障时误动,在内部故障时拒动或灵敏度降低,给电力系统安全运行造成威胁。
分析主变差动保护误动成因,探讨解决措施,是保障电力系统安全运行的有力措施。
1.主变差动保护原理简介主变差动保护一般包括:差动速断保护、比率差动保护、二次谐波制动的比率差动保护,不管哪种保护功能的差动保护,其差动电流都是通过主变各侧电流的矢量和得到。
1.1比率差动的原理及动作特性(见图1)。
比率差动动作特性方程:式中:Iqd为差动电流起动定值;Id为差动电流动作值,I1、I2的矢量和;Izd为制动电流、K为比率制动系数;Ie为变压器的额定电流。
即:当IzdIe时,比率差动有较大的制动作用。
1.2差动速断的作用差动速断是在较严重的区内故障情况下,快速跳开变压器各侧断路器,切除故障点。
2.主变差动保护误动作原因分析下面按新建变电站、运行中变电站、改造变电站三个方面进行说明,这种分类方法并不是绝对相互区别,只是为了便于同行在分析问题时优先考虑现实问题。
2.1新建变电站主变差动误动作原因分析新建变电站的主变差动保护误动在主变差动保护误动中占了较大的比例,但这种情况的误动作绝大多数在主变投运带负荷试运行的72小时就会被发现。
根据现场经验大概可以总结为以下几个方面。
2.1.1定值的不合理造成主变差动保护误动作,具体包括以下几个方面。
(1)定值选择不正确造成误动作差动速断是取变压器的励磁涌流和最大运行方式下穿越性故障引起的不平衡电流两者中的较大者。
定值计算部门往往根据运行经验将差动速断定值取为5～6Ie。
这样,就会造成主变在空载合闸时出现误跳闸。
主变差动保护误动原因及对策
主变差动保护误动原因及对策作者：董春林来源：《数字化用户》2013年第26期【摘要】通过从设备选型、安装、调试、整定等方面对主变差动保护误动的原因进行分析，并提出了防止主变差动误动的对策。
【关键词】主变差动保护误动原因分析对策一、主变差动保护简述主变差动保护一般包括：差动速断保护、比率差动保护、二次（五次）谐波制动的比率差动保护。
不管哪种保护功能的差动保护，基本原理是反应被保护变压器各端流入和流出电流的差，在保护区内故障，差动回路中的电流值大于整定值，差动保护瞬时动作，而在保护区外故障，主变差动保护则不应动作。
（一）比率差动保护比率差动保护在变压器轻微故障时，例如匝间短路的圈数很少时，不带制动量，使保护在变压器轻微故障时具有较高的灵敏度。
而在较严重的区外故障时，有较大的制动量，提高保护的可靠性。
二次谐波制动主要区别是故障电流还是励磁涌流，因为主变空载投运时会产生比较大的励磁涌流，并伴随有二次谐波分量，为了使主变不误动，采用谐波制动原理。
通过判断二次谐波分量，是否达到设定值来确定是主变故障还是主变空载投运，从而决定比率差动保护是否动作。
二次谐波制动比一般取0.12～0.18。
对于有些大型的变压器，为了增加保护的可靠性，也有采用五次谐波的制动原理。
（二）差动速断保护差动速断是在较严重的区内故障情况下，快速跳开变压器各侧断路器，切除故障点。
差动速断的定值是按躲过变压器的励磁涌流，和最大运行方式下穿越性故障引起的不平衡电流，两者中的较大者。
定值一般取（4～14）Ie。
二、主变差动保护误动作的原因和分析主变差动保护误动作的原因，主要是因为设备选型、安装、调试、整定等不符合变压器实际运行需求造成的，下面就逐一列举、分析：（一）设备选型不合理造成主变差动保护误动作1.保护装置选型不满足运行需求。
保护原理落后，性能较差。
如大型变压器应采用谐波制动原理的而未采用，在变压器空载投入和故障恢复时励磁电流引起比率差动误动作。
变压器差动保护
变压器差动保护一、引言：电力变压器对电力系统的安全稳定运行至关重要。
一旦发生故障遭到损坏，将会造成很大的经济损失，因此，对继电保护的要求很高，差动保护是变压器主保护之一，动作迅速、灵敏而且可靠。
该保护也是我们继电保护调试人员在工作中经常接触到的设备。
下面将介绍一些有关于差动保护方面的一些知识。
二、差动保护的作用：差动保护是防止变压器内部故障的主保护，在35KV及以上变电站中普遍采用，主要用于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。
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。
简单地讲，就是输入的两端TA之间的设备。
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区外相邻元件保护在动作值和动作时限上相互配合，发生区内故障时，可以整定为瞬时动作。
差动保护原理简单、使用电气量单纯、保护范围明确、动作不需延时，所以用于变压器主保护。
三、差动保护的原理：差动保护是利用基尔霍夫电流定律中“在任意时刻，对电路中的任一节点，流经该节点的电流代数和恒为零”的原理工作的。
差动保护把被保护的变压器看成是一个节点，在变压器的各侧均装设电流互感器，把变压器各侧电流互感器副边按差接线法接线，即各侧电流互感器的同极性端都朝向母线侧，将同极性端子相连，并联接入差动继电器。
在继电器线圈中流过的电流是各侧电流互感器的副边电流之差，也就是说差动继电器是接在差动回路的，从理论上讲，正常情况下或外部故障时，流入变压器的电流和流出的电流（折算后的电流）相等，差回路中的电流为零。
当变压器正常运行或区外故障（流过穿越性电流）时，各侧电流互感器的副边电流流入保护装置，通过微机保护程序运行，各侧电流存在的相位差由软件自动进行校正，自动计算出各侧电流IH-(IM-IL)接近为零（IH为高压侧电流，IM为中压侧电流，IL为低压侧电流）则保护不动作。
不平衡电流对差动保护的影响
变压器空载投人和外 部故障切除电压恢复 时，
能有效地制动。
从上面的分析可以看出， 变压器的差动 保
护的突出问题是不平衡电流大。因此， 现 实
变压器差动保护需要解 决的主 要矛盾是:采 取
各种措施来躲过这些不平衡电流的影响 同时
衡电 流的影响， 在整定 保护的动 流时应给 作电
里的二次谐波分蚤， 故此， 利用差流中二次谐
回 路的磁势达到了 平衡， 有载调 压的变压器在
运行中往往需要根据系统电压的要求而改变
波所占 率作为制动系 可以鉴别变压器 的比 数，
空载合闸时的励磁涌流， 从而保证保护装置在
调压抽头。改变变 压器分接头， 改变了 也就 变 器的变比. 这样就打破了 原来的 磁势平 衡， 流互感器变比 和计算变比不相同， 荷调分 压 带负 产 生了 新的不 平衡电 流Ibp , Ibp 与 一次电 流 接头引起变压器变比的改变。 Idmax 成正比， 即:Ibp 二士 -Idmax/ Kn, dU 1.2 暂态情况下不平衡的电 流 额定 抽头 变压器空载投入电 源时或外部故障切除， 式中 士d U- 调压分接头相对于 置的最大变化范M. Idmax - 通过调压 电压恢复时产生的励磁涌流， 短路电 流的非周 位 期分量主要为电流互感器的励磁涌流， 使其铁 侧的最大外部故 障电流。为了 消除这 一不平
社.
会 超过额定电 流的3%一 在这种 5%. 情况 下可
次电流 的数值 相等， 在差动保护回 也会出 路中 现不平衡电 消除由 流。 变压器Ydl I 接线而引
起的不平衡电流的拮施， 采用相位补偿法， 也
以 不考虑不平衡电流对差动保护的影响。当
变压器 空载合闸 或外部故障切除后端电 压恢 复 它将受到一个阶跃电压的作用， 时， 该电压 将 建立一个工作磁通 使变压器 最终能稳定运 行‘ 在磁通的建立 过程中.除非合闸角 为900, 通一 合成磁通 致， 将会周 期性地超越饱和磁通 门 从而令铁芯 槛， 饱和。 一旦铁芯工 作特性从
主变差动保护动作处理步骤
主变差动保护动作处理步骤一、引言主变差动保护是电力系统中重要的保护之一，能够对电力系统中的故障进行快速定位和处理，保证电力系统的稳定运行。
在主变差动保护动作处理过程中，需要遵循一定的步骤和流程，以确保处理结果准确可靠。
本文将详细介绍主变差动保护动作处理步骤。
二、主变差动保护概述主变差动保护是指通过对主变压器两侧电流和电压进行比较，检测电力系统中发生故障时产生的不平衡信号，并对故障进行快速定位和处理。
主变差动保护通常由微机型数字式继电器实现，具有高精度、高可靠性等优点。
三、主变差动保护动作原因分析当电力系统中发生故障时，主变差动保护会产生相应的不平衡信号，并通过检测这些信号来判断故障类型和位置。
常见的导致主变差动保护动作的原因包括：1. 主变压器内部故障：例如短路、接地等；2. 主变压器两侧线路故障：例如短路、接地等；3. 主变压器两侧线路负载不平衡；4. 主变差动保护本身故障。
四、主变差动保护动作处理步骤当主变差动保护发生动作时，需要进行相应的处理步骤，以确保电力系统的稳定运行。
主要的处理步骤包括：1. 确认主变差动保护是否存在故障：首先需要确认主变差动保护是否存在故障，例如继电器本身损坏等情况。
可以通过检查继电器状态和参数设置等方式来判断。
2. 确认故障类型和位置：根据主变差动保护发出的报警信号，可以初步判断故障类型和位置。
例如，如果是主变压器内部故障，则可能是短路或接地等；如果是线路故障，则可能是短路或接地等。
3. 验证故障信息：在确定了故障类型和位置后，需要进一步验证故障信息。
可以通过现场检查、测试仪器等方式来确认。
4. 切除故障部分：根据验证结果，需要对发生故障的部分进行切除。
例如，在发生线路短路时，需要切除故障部分，以避免对电力系统造成更大的影响。
5. 恢复电力系统：在切除故障部分后，需要恢复电力系统的正常运行。
例如，可以通过切换备用线路、更换设备等方式来实现。
五、主变差动保护动作处理注意事项在进行主变差动保护动作处理时，需要注意以下几点：1. 确认故障类型和位置：在进行处理前，一定要准确确认故障类型和位置。
变压器纵差动保护不平衡电流产生的原因
变压器纵差动保护不平衡电流产生的原因
变压器纵差动保护是一种重要的保护装置，用于检测和保护变压器主绕组的不平衡电流。
不平衡电流产生的原因有以下几个方面：
1. 负载不平衡：当变压器的负载不均匀分布在各相上时，会导致不平衡电流的产生。
例如，当负载过于集中在一相上，而其他相的负载较轻时，就会出现不平衡电流。
2. 接地故障：当变压器的绝缘系统存在接地故障时，会导致绕组发生短路，从而产生不平衡电流。
3. 相间短路：当变压器的两个相之间发生短路时，会导致电流在相间流动，引起不平衡电流的产生。
4. 绕组接触不良：变压器的绕组接触不良或电气连接故障，如接线头松动、腐蚀等，会导致不平衡电流的产生。
5. 电源故障：当供电系统出现相间电压偏差、频率偏差等问题时，也会导致变压器的不平衡电流。
为了防止不平衡电流引发变压器损坏或事故，我们使用变压器纵差动保护系统来监测和保护变压器的运行。
该保护系统通过检测主绕组上的电流差异来判断是否有不平衡电流产生，并在必要时切断电流。
总之，变压器纵差动保护不平衡电流产生的原因主要包括负载不平衡、接地故障、相间短路、绕组接触不良和电源故障等。
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主变差动保护不平衡电流产生及措施
主变的差动保护是主变的主保护之一。它的可靠性对主变安全运行和系统供电可靠性
起 着极为重要的作用。变压器的差动保护与其它差动保护一样,都是利用比较被保护原件各
端 电流的幅值和相位的原理构成。它在正常情况下，归算到同等级电压的电流差值极小，
保护 不动作，而被保护范围内发生故障时，差值很大，即能灵敏地动作。但由于变压器空
载合闸 时有很大的励磁涌流出现；变压器各侧绕组接线方式不同,各侧电流相应也不同；且
在电 源一侧有励磁电流存在等原因，因此，变压器的差动保护回路中，就会产生许多非故
障性质 的不平衡电流，直接影响该保护的动作性能。
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。