变压器差动保护调试分析

变压器差动保护调试分析

武冬冬郭亮石仲伟

（国网晋城供电公司山西晋城048000）

摘要：给出了变压器差动保护的原理，以及不平衡电流产生的原因。通过对变压器保护装置相位补偿和幅值补偿的分析，举例说明，总结了现场工程调试方法。通过综合分析，使运维人员对变压器差动保护原理有了更全面的了解，对日常工作起到积极作用。

关键词：变压器；差动保护；相量

1变压器差动保护原理

差动保护是按比较各侧电流大小和相位而构成的一种保护。虽然变压器各侧电流不等，但可以根据变压器正常运行及发生变压器外部短路故障时流入和流出变压器的功率相等或者各侧电流之和近似为零的条件建立差动保护平衡方程。在变压器发生内部故障时，应有差动电流流过差动回路，差动继电器动作。这里就要说到电路分析里的KCL方程-基尔霍夫定律，ΣI=0，对于一个节点来说，流入的电流等于流出的电流。

2变压器各侧电流相位补偿方法

2.1Y→△补偿方式

以南自PST1200为代表的主变差动保护实际对主变高压侧（Y型侧）二次电流相位校准，算法如下：

图1Y型侧相位补偿相量图

2.2△→Y补偿方式

以南瑞RCS978为代表的主变差动保护实际对主变低压侧（△型侧）二次电流相位校准，算法如下：

其中表示Y型侧去掉零序电流，目的在于去除主变区外接地故障时流入Y型侧的零序电流；因为△型侧不能提供零序电流通路，当发生接地故障时，零序电流在差流回路会产生不平衡电流而引起差动保护误动作。

若N侧有电源，M侧为负荷侧，即MN为单电源线路，则当不计负荷电流时，在M母线上有中性点接地变压器情况下，MN线路上K点A相接地时，没有正序电流和负序电流，只有零序电流，所以M侧三相电流大小相等，相位相同。

与绕组接线方式、中性点接地与否有关指的是：三角形绕组接线、中性点不接地的星形绕组接线，在该侧施加零序电压时零序电流不能流通，相当于开路；只有中性点接地的星形绕组接地，该侧施加零序电压，零序电流才可能流通，因此才有相应的零序等值电路。

图2△型侧相位补偿相量图

3差动保护试验方法举例

（2）相间法

上述单相法，B、C相都会受到影响。为了避免此影响，以使检验更容易进行，Ⅰ、Ⅱ侧采用的接线方式为：电流从A相极性端进入，流出后进入B相非极性端，由B相极性端流回试验装置。这样：

Ⅰ、Ⅱ加入的电流相相角为180度，大小为I*，装置应无差流。

在Ⅰ、Ⅲ侧检验，Ⅰ侧采用接线方式如上，Ⅲ侧电流从A相极性端进入，由A相非极性端流回试验仪器。

Ⅰ、Ⅲ加入的电流相角为180度，Ⅰ侧大小I*，Ⅲ侧大小为，装置应为差流。

图4RCS-978稳态比率差动保护动作特性

以北义城为例，图1中K1=0.2，K2=Kb1（可整定），K3=0.75，其特性方程为：

表2C、D、E三点对应电流

假设差动电流启动定值为为0.4（标幺值），比率制动系数为0.5，加入高压侧的电流为I1，加入低压侧的电流为I3，代入上述方程组得：

任取图4折线K2上C（3，yc）、D（1，yd）、E（5，ye）三点进行验证，将xc=Ir=3代入不等式组（2）可得yc=Id=1.75；

注：折线1斜率K1=0.2，取点（0，0.4差动启动电流），推导出y=0.2x+0.4，当x=0.5时，y=0.5；折线2的斜率为0.5，y=0.5（x-0.5）+0.5，当x=3时，y=1.75=Id，I1=3.875，I3=2.125

I1有名值=3.875*I1e=3.875*0.786=3.046

I3有名值=2.125*I3e=2.125*1.414=3.005，I3有名值*=5.205，同理可求D、e两点对应电流值如下表：

参考文献：

[1]丁泠允，胡晶晶.变压器比率差动保护原理及校验方法[J].继电器，2007，35（12）：67-70.

[2]南瑞继保，RCS-978系列变压器成套保护装置调试大纲.2007

作者简介：

武冬冬（1978-），男，工学学士，毕业于山西财经大学计算机科学与技术专业，技师，从事厂站自动化及继电保护运行和维护工作。

郭亮（1982-），男，陕西西安人，工学硕士，2012毕业于西安理工大学电力系统及其自动化专业，工程师，从事继电保护运行和维护工作。

石仲伟（1985-），男，工学学士，毕业于山西大学电气工程及其自动哈专业，技师，从事继电保护运行和维护工作。