变压器差动保护回路中的不平衡电流

一、两侧电流互感器不同产生的不平衡电流

1、产生原因

由于变压器高、低压侧的额定电流不同，为了保证差动保护正确工作，必须适当选择两侧电流互感器的变比，使得在正常和外部故障时，差动两个臂中的电流接近，流入差动继电器的电流近似为零，保护不动作。两侧电流互感器变比的比值应等于变压器的变比，即nTA1/nTA2=nT。由于变压器的变比和电流互感器的变比都是标准的，很难满足上述等式成立，因此将会产生不平衡电流。

2、消除方法

减小或消除不平衡电流常采用数值补偿的方法。

1）在变压器一侧电流互感器的二次装设自耦变流器进行补偿。

2）采用带速饱和变流器的差动继电器（BCH）时，利用其平衡线圈来减少不平衡电流。

3）微机保护中利用软件系数使不平衡电流为最小。

二、变压器两侧绕组连接方式不同产生的不平衡电流

1、产生原因

电力变压器广泛采用Y，d11接线方式，由于d侧线电流超前Y侧同一相线电流30°，若两侧电流互感器二次采用相同的接线方式，则差动回路两臂上的电流也会有30°相位差，这样即使两臂上的电流大小相等，差动回路中也会产生不平衡电流。

2、消除方法

1）对变压器采用相位补偿，即将变压器Y侧的三个电流互感器二次接成三角形，而将d侧的三个电流互感器二次接成星形，从而将电流互感器二次侧的电流相位校正过来，这种接线称为相位补偿接线。采用上述相位补偿接线后，在电流互感器的二次接成三角形的一侧流入差动臂的电流增大√3倍，为保证正常运行时差动回路两臂的电流相等，必须将该侧电流互感器的变比增大√3倍。

2）在微机保护中，变压器各侧电流互感器都采用丫形接线，通过软件来实现变压器Y，d连接的相位校正。

三、变压器的励磁涌流产生的不平衡电流

1、产生原因

变压器的励磁电流只流过变压器的电源侧，反应到差动回路中不能被平衡。正常运行时励磁电流很小，仅为变压器额定电流的2%～10%，发生外部短路时，电压降低，励磁电流更小，因此这些情况对差动保护影响不大，一般不考虑。

当变压器空载投入或外部故障切除电压恢复过程中，由于变压器铁芯中磁通量的突变使铁芯瞬间饱和，这时可能出现数值很大的励磁电流，称为励磁涌流。励磁涌流有如下特点：

1）数值很大，可达额定电流的6~8倍或更大；

2）含有大量非周期分量，致使励磁涌流波形偏于时间轴的一侧，衰减很快；

3）含有大量的高次谐波，以2次谐波为主，而内部短路电流中的2次谐波电流分量却很少；

4）相邻波形之间存在间断角，而短路电流在非周期分量电流衰减后波形连续，没有间断角。

2、消除方法

根据励磁涌流的特点，在变压器差动保护中防止励磁涌流引起差动保护误动的措施有：

1）利用励磁涌流中的非周期分量，采用带速饱和变流器的差动继电器构成差动保护；

2）利用二次谐波制动原理构成变压器差动保护；

3）利用间断角原理构成变压器差动保护；

4）利用延时动作或提高动作值来躲过励磁涌流。

四、运行中变压器调整分接头产生的不平衡电流

1、产生原因

变压器在运行中改变分接头的位置就改变了变压器的变比，原已调平衡的差动保护就会出现新的不平衡电流，其大小与调压范围有关。

2、消除方法

改变分接头引起的不平衡电流，实际上是不可能消除的，一般采用提高动作电流值来解决，即在整定动作电流值中考虑躲过。