摘要：电力在任何国家都是一项基础产业，它是国家经济发展的必要保证，同时还是人们生活的基础条件，笔者基于这种背景，重点的分析介绍了变压器差动保护活动的相关内容，目的是为了确保电力发展安稳，带动国家经济进步。
关键词：变压器差动保护；空载励磁
1 前言
变压器作为电力网络中重要的电压变换设备，变压器故障对于电力供电的影响十分巨大，对于变压器的保护也有很多，其中《继电保护和安全自动装置技术规范GB14285-2006》要求电压在10kV以上、容量在10MVA及以上的变压器，采用纵差保护。对于电压为10kV的重要变压器，当电流速断保护灵敏度不符合要求时也可采用纵差保护。差动保护作为变压器保护的主保护应用十分广泛，且灵敏度高，动作快速。
2变压器差动保护
变压器差动保护是变压器的主保护，主要保护变压器两侧电流互感器区间内的相间短路故障，也可以保护区间内单相绕组匝间短路故障，但是对于少数匝间短路的反应灵敏度不如瓦斯保护。
图1 典型微机变压器差动保护原理图
变压器差动保护电流互感器二次侧按照环流法接线，比较各侧电流的相位和幅值大小，差动保护是保护范围在输入的两端CT之间，正常情况流进的电流和流出的电流在保护内大小相等，方向相反，相位相同，两者刚好抵消，差动电流等于零；故障时两端电流向故障点流，在保护内电流叠加，差动电流大于零。驱动保护出口继电器动作，跳开两侧的断路器，使故障设备断开电源。
3 变压器空载励磁对差动保护的影响
变压器依靠两侧依靠铁心中交变的磁场交换能量，一般正常情况下铁心磁场能量损失很小，只有变压器额定电流的2-5%，在变压器外部故障切除后恢复供电或空载投运时则可能会出现很大的励磁电流，此时出现的励磁电流称作为励磁涌流，励磁涌流可达到变压器额定电流的6-8倍。这个现象是由于变压器铁心饱和以及铁心剩磁存在造成的。
主变在送电时会充电，变压器差动保护躲不过主变送电时的励磁涌流，从而导致差动保护动作，跳开变压器各侧断路器。在空在充电时，如果我们对电流进行傅里叶变换分析，会发现二次谐波电流在送电前后含量的变化。理论上对于准确计算出送电时变压器励磁涌流二次谐波分量所含比例是十分困难的，国内大部分二次谐波制动整定按照10%-15%的经验值，但是时常还是会报出送电时差动保护误动作。
二次谐波闭锁采用三相差动电流中二次谐波与基波的比值作为励磁涌流闭锁判据：
Id2>Kxb.2Id
式中，Id2为差动电流中的二次谐波分量，Kxb.2为二次谐波制动系数定值，Id为差动电流中的基波分量。
利用三相电流的二次谐波来防止涌流误动，采用“或”门闭锁方式，即三相差流中某相判为励磁涌流，闭锁比率差动保护。
按照上图分析，在合闸时可能谐波分量低于整定值，造成二次谐波制动判据判定结果为“是”，不会闭锁比例差动，而此时差动电流已经大于差动电流整定值，保护动作。
4变压器带负荷调整分接头对差动保护的影响
变压器有载调压开关是电网系统中调节系统电压的重要工具，然而改变了分接开关的位置其实就是改变了变压器绕组的匝数比，改变了两侧电压变比。以降压变为例分析，分接开关挡位的变化影响着低压侧电压的变化，
以某典型差动保护装置平衡系数的计算为例：
（1）计算各侧一次额定电流
I1n为变压器各侧额定一次电流，Sn为变压器额定容量，U1n为各侧额定电压。
（2）计算各侧二次额定电流
I2n为各侧二次额定电流，nTA为各侧电流互感器TA的变比。
（3）计算平衡系数
以高压侧为基准，计算其他侧平衡系数，以计算低压侧为例
其他侧平衡系数计算和上述过程一样，将各侧各相电流乘以对应的平衡系数就得出补偿后的电流值（电流的相位补偿由软件算法自动计算补偿）。
通过上述计算过程分析我们可以看出，平衡系数受到变压器的各侧额定电压及电流互感器变比的影响。对于电流互感器我们可以尽量采用统一型号及进度的互感器减少这一方面的影响，但是变压器有载调压切换档位以后中低压侧电压发生变化，对应的平衡系数也应该改变。但是通常保护工作人员对于差动保护定值按照各侧额定电压只整定了一套保护定值，有载调压引起变压器实际运行电压的变化，期间平衡系数并没有随之改变，这势必会引起在正常运行时差流的增大，严重时可能会造成差动保护的误动作。
对于有载调压对差动保护的影响是可以消除的，只需要对平衡系数就计算稍微做一下变动。计算的过程不变，只需要将各侧额定电压的数据用实际运行时的电压替换，用各侧的实际运行电压作为计算量，整个计算过程由软件完成，随着对采样电压的变化平衡系数随之改变。
5结束语
变压器差动保护是对于变压器最重要的保护之一，对于差动保护算法和整定计算的改进从来没有间断，通过不断的摸索改进，希望可以降低差动误动作的概率，提高差动保护的准确可靠性
论文作者:马家勇,包璜,章炎,邓鹏飞,方泽宇,汪浩
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/19
标签：变压器论文; 差动论文; 电流论文; 电压论文; 谐波论文; 系数论文; 励磁论文; 《电力设备》2017年第24期论文;