摘要：本文对变压器差动保护原理进行了介绍，分析了变压器差动保护在实际工作中需考虑的特殊问题及采取的有效解决措施。最后通过实例，应用本文所介绍的内容对石家庄鹿泉35kV白鹿泉站1号主变差动保护告警故障进行了分析。
关键词：变压器保护 差动保护 励磁涌流 不平衡电流 星角接线
1引言
电力变压器保护是保护系统中很普遍的一种保护。差动保护是变压器保护的主保护，能反映变压器内部相间短路故障、高压侧单相接地短路及匝间层间短路故障，已成功地应用了多年。
2变压器差动保护原理
2.1、变压器差动保护原理介绍
变压器的差动保护是变压器的主保护，是按循环电流原理装设的。主要用来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。由于两侧电流互感器的特性不可能完全一致等原因，在正常运行和外部短路时，差动回路中仍有不平衡点流过，但尽量的小，以确保继电器不会误动。
变压器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。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保护区外相邻元件保护在动作值和动作时限上相互配合，所以在区内故障时，可以瞬时动作。
2.2、电流互感器的极性与相序
变压器差动保护按照有关规定在保护投运前要严格检查电流互感器的极性、相序和连接，确保变压器差动保护的正确性。变压器差动继电器动作的条件就是变压器一次电流与二次电流向量之和，电流互感器的极性决定瞬时电流的方向，因此对电流互感器的极性应引起重视，只有保证了电流互感器的极性正确，才能保证继电器的正确动作。由于各种原因，现场确有电流互感器三相电路的错误接线，导致相序和极性的错误，造成变压器差动保护告警或动作。
3变压器差动保护需考虑的特殊问题及其解决方案
3.1、变压器励磁涌流的特点及减小其对差动保护影响的措施
3.1.1、励磁涌流的特点
（1）励磁电流数值很大，含有明显的非周期分量，其波形明显偏于时间轴的一侧。
（2）励磁涌流中含有高次谐波，其中以2次谐波为主。
（3）励磁涌流的波形出现间断角。
3.1.2、克服励磁涌流对变压器差动保护影响的措施：
（1）利用延时动作或提高保护动作值来躲过励磁涌流，但前者失去速动的优点，后者降低了保护动作的灵敏度。
（2）采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护；
（3）利用二次谐波制动原理构成的差动保护；
（4）利用间断角原理构成的变压器差动保护；
3.2、变压器两侧接线组别不同引起的不平衡电流及消除措施
电力系统中常用的Y/d11接线的变压器，由于三角形侧的线电流比星形侧的同一相线电流相位超前30°，因此如果两侧电流互感器都按通常接线方式接成星形，则即使变压器两侧电流互感器二次电流的数值相等，在差动保护回路中也会出现不平衡电流。为了消除此不平衡电流，可采用相位补偿法。即将变压器星形侧的电流互感器的二次侧接成三角形，而将变压器三角形侧的电流互感器二次侧接成星形，从而将电流互感器二次测的电流相位校正过来。
3.3、电流互感器实际变比与计算变比不等引起的不平衡电流及减小影响的措施
由于变比的标准化使得其实际变比与计算变比不一致，从而产生不平衡电流。此时差动回路就有不平衡电流流过使保护装置误动。所以通常利用差动继电器的平衡线圈来消除或减小这个差值。即用平衡线圈弥补实际变比与理想值之间的差，使两臂电流差接近零，从而消除或尽量减小不平衡电流。
3.4、两侧互感器型号不同产生的不平衡电流及采取的措施
此不平衡电流是由两侧互感器的相对误差引起的，型号相同的相对误差较小，型号不同则相对误差就会较大，不平衡电流就较大，它将影响保护的动作，所以应采用电流互感器的同型系数为1的互感器。
3.5、变压器调压分接头改变产生的不平衡电流及解决的方法
带负荷调压的变压器在运行中常常需要改变分接头来调电压，这样就改变了变压器的变比．原已调整平衡的差动保护又会出现新的不平衡电流。此不平衡电流采用提高动作电流来解决。
4实例分析
35kV白鹿泉站主变压器差动保护接线图如下图1所示。35kV白鹿泉站现运行方式是由获电白鹿泉T接线供电，经分段301开关到1#主变，1#主变提供全站负荷；2#主变没有运行。2014年5月22日该变电站35kV 1#主变差动保护报警。
问题分析：1#主变的差动保护是由CT1、CT3、CT5三个电流互感器构成的差动回路提供保护的。经过检查、测量、分析未发现变压器有故障，而是由于CT5的线圈极性接反所引起，导致流过差动保护装置的电流差动量成为流过一次侧（或二次侧）电流互感器的2倍左右。
解决措施：为了保证用户对供电可靠性的要求，我们需要在不停电的情况下进行故障处理。于是在做好各项安全措施后，我们决定在CT5端子排上对其极性进行调换，调换后经测量无误，然后拆除所做的安全措施，恢复起原来的运行状态，最后顺利的完成故障的处理。
图1
5、结束语
变压器差动保护是变压器的主保护，要求有很高的可靠性，而变压器结构复杂，所以必须严格按规程要求认真分析各个细节，了解变压器差动保护的特点，采用相应措施，杜绝事故发生，保证保护能快速、可靠、灵敏并有选择性地动作。
参考文献：
[1] 电气主设备继电保护原理与应用. 北京：中国电力出版社，1998.
[2] 电气设备故障检测手册.北京：水利电力出版社，1984年6月.
[3] 35kV白鹿泉站设计图.
论文作者:黄凯
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/12/6
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