变压器差动维护的不平衡电流发生原因和防备
本文扼要论述变压器差动维护作业原理，剖析差动维护不平衡电流发生的原因，针对不同原因，对症下药。提出相应有用的防备办法，进步差动维护动作的挑选性、速动性、活络性、可靠性，然后确保变压器的安全安稳运转。检查更多精彩资讯
1前语
变压器差动维护是依照循环电流原理构成的。双绕组变压器，在其两边装设电流互感器。当两边电流互感器的同极性在同一方向，则将两边电流互感器不同极性的二次端子相连接（假如同极性端子均置于挨近母线一侧，二次侧为同极相连），差动继电器的作业线圈并联在电流互感器的二次端子上。在正常运转或外部毛病时，两边的二次电流巨细持平，方向相反，在继电器中电流等于零，因而差动维护不动作。但是，因为变压器实践运转中引起的种种不平衡电流，使得差动继电器的动作电流增大，然后下降了维护的活络度。
2发生的原因
不平衡电流的发生有稳态和暂态二方面。稳态不平衡电流发生的原因:（1）变压器高低压侧绕组接线办法不同;（2）变压器各侧电流互感器的类型和变比不相同;（3）带负荷调分接头引起变压器变比的改动。暂态不平衡电流主要是因为变压器空载投入电源或外部毛病切除，电压康复时发生的励磁涌流。
3影响和防备办法
下面就以上几种变压器差动维护的不平衡电流发生原因和防备办法进行论述。
3.1变压器高低压侧绕组接线办法不同的影响和防备办法:
3.1.1变压器接线组别对差动维护的影响
关于Y，y0接线的变压器，因为一、二次绕组对应相的电压同相位，故一、二次两边对应相的相位简直彻底相同。而常用的Y，d11接线的变压器，因为三角形侧的线电压，在相位上相差30°，故其相应相的电流相位联络也相差30°，即三角形侧电流比星形侧的同一相电流，在相位上超前30°，因而即便变压器两边电流互感器二次电流的数值持平，在差动维护回路中也会呈现不平衡电流。
3.1.2变压器接线组别影响的防备办法
为了消除因为变压器Y，d11接线而引起的不平衡电流的影响，可选用相位补偿法，行将变压器星形侧的电流互感器二次侧接成三角形，而将变压器三角形侧的电流互感器二次侧接成星形,然后把电流互感器二次电流的相位校对过来。相位补偿后，为了使每相两差动臂的电流数值近似持平，在挑选电流互感器的变比nTA时，应考虑电流互感器的接线系数KC后，即差动臂的电流为KCI1/nTA。其间，I1为一次电流，电流互感器按星形接线时则KC=1，按三角形接线时KC=√3，如电流互感器的二次电流为5A时，则两边电流互感器的变比按以下两式挑选。
变压器星形侧的电流互感器变比为:
nTA(Y)=√3In(Y)/5
变压器三角形侧的电流互感器变比为:
nTA(△)=In(△)/5
式中In(Y)变压器绕组接成星形侧的额外电流;
In(△)变压器绕组接成三角形侧的额外电流。
实践上挑选电流互感器时，是依据电流互感器定型产品变比确认一个挨近并稍大于核算值的规范变比（下表所列为我厂一台15MVA38.5kV/6.3kV主变的核算）。
3.2变压器各侧电流互感器类型和变比的影响和防备办法
变压器两边额外电压不同，装设在两边的电流互感器类型就不相同，致使他们的饱满特性和励磁电流（归算到同一侧）也不相同。因而在外部短路时将引起较大的不平衡电流，对此只要选用恰当增大维护动作电流的办法予以考虑。因为电流互感器都是规范化的定型产品，所以实践选用的变比，一般均与核算变比不彻底一起，并且各变压器的变比也不可能彻底相同，因而在差动维护回路又会引起不平衡电流。这种因为变比挑选不彻底适宜而引起的不平衡电流，可使用磁平衡原理在差动继电器中设置平衡线圈加以消除，一般平衡线圈接于维护臂电流小的一侧，因为平衡线圈和差动线圈一起绕在继电器的中心磁柱上，恰当挑选平衡线圈的匝数，使它发生的磁势与差流在差动线圈中发生的磁势相抵消，这样，在二次绕阻就不会感应电势了，其差动继电器的履行元件也就无电流。但接线时要注意极性，应使小电流侧在平衡线圈与差流在差动线圈发生的磁势相反。
3.3带负荷调压在运转中改动分接头的影响和防备办法
电力系统中，一般使用调理变压器分接头的办法来保持必定的电压水平（因为分接头的改动，使变压器的变比也跟着改动）。但差动维护中电流互感器变比的挑选，差动继电器平衡线圈的确认，都只能依据必定的变压器变比核算和调整，使差动回路到达平衡。当变压器分接头改动时，就破坏了平衡，并呈现了新的不平衡电流，这一不平衡电流与一次电流成正比,其数值为
Ibp＝±△UID.max/nTＡ
式中±△U——调压分接头相关于额外抽头方位的最大改变规模
ID.max——经过调压侧的最大外部毛病电流。
为了避免不平衡电流的影响，在整定维护的动作电流时应给予相应的考虑，即进步维护的动作整定值。
3.4变压器励磁涌流的影响和防备办法
3.4.1变压器的励磁涌流对差动维护的影响
变压器的高、低压侧是经过电磁联络的，故仅在电源的一侧存在励磁电流，它经过电流互感器构成差回路中不平衡电流的一部分。在正常运转情况下，其值很小，一般不超越变压器额外电流的3％～5％。当外部短路毛病时，因为电源侧母线电压下降，励磁电流更小，因而这些情况下的不平衡电流对差动维护的影响一般能够不用考虑。在变压器空载投入电源或外部毛病切除后电压康复过程中，因为变压器铁芯中的磁通急剧增大，使铁芯瞬间饱满，这时呈现数值很大的冲击励磁电流（可达5～10倍的额外电流），一般称为励磁涌流。励磁涌流的波形如下图:
由图可知，励磁涌流IE中含有很多的非周期重量与高次谐波，因而励磁涌流已不是正弦波，而是尖顶波，且在开始瞬间彻底偏于时刻轴的一侧。励磁涌流的巨细和衰减速度，与合闸瞬间外加电压的相位，铁芯中剩磁的巨细和方向、电源容量、变压器的容量及铁芯资料等要素有关。关于单相的双绕阻变压器，在其它条件相同的情况下，当电压瞬时值为零时合闸，励磁电流最大;假如在电压瞬时值最大时合闸，则不会呈现励磁涌流，而只要正常的励磁电流。关于三相变压器，不管任何瞬间合闸，至少有两相会呈现不同程度的励磁涌流。在开始瞬间，励磁涌流衰减的速度很快，关于一般的中小型变压器，经0.5～1S后其值不超越额外流的0.25～0.5倍;大型电力变压器励磁涌流的衰减速度较慢，衰减到上述值时约2~3S。这就是说，变压器容量越大衰减越慢，彻底衰减要经过几十秒的时刻。依据实验和理论剖析成果得知，励磁涌流中含有很多的高次谐波重量，其间二次谐波重量所占份额最大，约为60％以上。四次以上谐波重量很小，在开始几个周期内，励磁涌流的波形是连续的（即两个波形之间有一连续角），每个周期内有120。～180。的连续角，最小也不低于80。～100。[见左下图（b）]。别的，励磁涌流关于额外电流幅值的倍数，与变压器容量有关，容量越大，变压器的涌流倍数也越小。
3.4.2变压器差动维护中减小励磁涌流影响的办法
避免励磁涌流的影响，选用BCH型具有速饱满变流器的继电器是国内现在广泛选用的一种办法。当外部毛病时，所含非周期重量的最大不平衡电流能使速饱满变流器的铁芯很快地单方面饱满，传变性能变坏，致使不平衡电流难于传变到差动继电器的差动线圈上，确保差动维护不会误动。内部毛病时尽管速饱满变流器一次线圈的电流也含有必定的非周期性重量，但它衰减得快，一般经过1.5～2个周波即衰减结束，尔后速饱满变流器一次线圈中经过的彻底是周期性的短路电流，所以在二次线圈中发生很大的感应电动势，并使履行元件中的相应电流也较大，然后使继电器能活络地动作。速饱满变流器正是使用简单饱满的性能来躲过变压器外部短路不平衡电流和空载合闸励磁涌流的非周期重量影响。
此外，减小励磁涌流还能够选用以下办法:
3.4.3选用内部短路电流和励磁涌流波形的不同（有无连续角）来躲过励磁涌流。
即连续角辨别法，这种办法是将差电流进行微分，再将微分后的电流进行全波整流，使用整流后的波形在动作整定值下存在时刻长短来判别是内部毛病，仍是励磁涌流。
3.4.4使用二次谐波制动。
维护装置在变压器空载投入和外部毛病切除电压康复时，使用二次谐波重量进行制动;内部毛病时，使用基波做;外部毛病时，使用份额制动回路躲过不平衡电流。
4结语
综上所述，为了确保差动维护动作的挑选性，差动继电器的动作电流有必要避越最大不平衡电流。不平衡电流越小，维护装置的活络度越高，然后确保变压器的安全安稳运转。
参考文献
陈曾田:《电力变压器维护》.北京.中国电力出版社.1989年版
