繼電保護(hù)測試儀實(shí)現(xiàn)變壓器縱差保護(hù)需要解決的難點(diǎn)

實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)、電動機(jī)及母線的縱差保護(hù)比較容易。這是因?yàn)檫@些主設(shè)備在正常工況下或外部故障時(shí)其流進(jìn)電流等于流出電流，能滿足的條件。而變壓器卻不同。變壓器在正常運(yùn)行、外部故障、變壓器空投及外部故障切除后的暫態(tài)過程中，其流入電流與流出電流分別相差較大或很大。

為此，微機(jī)繼電保護(hù)測試儀要實(shí)現(xiàn)變壓器的縱差保護(hù)，需要解決幾個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。

1、變壓器兩側(cè)電流的大小及相位不同

變壓器正常運(yùn)行時(shí)，若不計(jì)傳輸損耗，則流入功率應(yīng)等于流出功率。但由于兩側(cè)的電壓不同，其兩側(cè)的電流不會相同。

超高壓、大容量變壓器的接線方式，均采用Y0/△方式。因此，流入變壓器電流與流出變壓器電流的相位不可能相同。當(dāng)接線組別為Y0/△-11（或Y0/△-1）時(shí)，變壓器兩側(cè)電流的相位相差300。（根據(jù)負(fù)荷情況，變壓器為三圈變壓器時(shí)，相角可能不同，但電壓始終滿足上條件）

流入變壓器的電流大小和相位與流出電流大小和相位不同，則就不可能等于零或很小。

2、穩(wěn)態(tài)不平衡電流大

與發(fā)電機(jī)、電動機(jī)及母線的縱差保護(hù)相比，即使不考慮正常運(yùn)行時(shí)某種工況下變壓器兩側(cè)電流大小與相位的不同，在正常運(yùn)行時(shí)，變壓器縱差保護(hù)兩側(cè)的不平衡電流也大。其原因是：

（1）變壓器有勵磁電流

變壓器鐵芯中的主磁通是由勵磁電流產(chǎn)生的，而勵磁電流只流過電源側(cè)，在實(shí)現(xiàn)的縱差保護(hù)中將產(chǎn)生不平衡電流。

勵磁電流的大小和波形，受磁路飽和、磁滯及渦流的影響，并由變壓器鐵芯材料及鐵芯的幾何尺寸決定，一般為變壓器額定電流的3[%]～8[%]。大型變壓器的勵磁電流相對較小。

（2）變壓器帶負(fù)荷調(diào)壓

為滿足電力系統(tǒng)及用戶對電壓質(zhì)量的要求，在運(yùn)行中，根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行方式及負(fù)荷工況，要不斷改變變壓器的分接頭。變壓器分接頭的改變，相當(dāng)于變壓器兩側(cè)之間的變比發(fā)生了變化，將使兩側(cè)之間電流的差值發(fā)生了變化，從而增大了其縱差保護(hù)中的不平衡電流。

根據(jù)運(yùn)行實(shí)際情況，變壓器帶負(fù)荷調(diào)壓范圍一般為±5[%]。因此，由于帶負(fù)荷調(diào)壓，在縱差保護(hù)產(chǎn)生的不平衡電流可達(dá)5[%]的變壓器額定電流。

（3）兩側(cè)差動TA的變比與計(jì)算變比不同

變壓器兩側(cè)差動TA的變比，與實(shí)際計(jì)算值不同，將在縱差保護(hù)產(chǎn)生不平衡電流。另外，兩側(cè)TA的型號及變比不一，也將使差動保護(hù)中的不平衡電流增大。由于兩側(cè)TA變比誤差在差動保護(hù)中產(chǎn)生的不平衡電流可取6[%]。

3、暫態(tài)不平衡電流大

（1）兩側(cè)差動TA型號、變比及二次負(fù)載不同

與發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)不同，變壓器兩側(cè)差動TA的變比不同、型號不同；由各側(cè)TA端子箱引至保護(hù)盤TA二次電纜的長度相差很大，即各側(cè)差動TA的二次負(fù)載相差較大。

差動TA型號及變比不同，其暫態(tài)特性就不同；差動TA二次負(fù)載不同，二次回路的暫態(tài)過程就不同。這樣，在外部故障或外部故障切除后的暫態(tài)過程中，由于兩側(cè)電流中的自由分量相差很大，可能使兩側(cè)差動TA二次電流之間的相位發(fā)生變化，從而可能在縱差保護(hù)中產(chǎn)生很大的不平衡電流。

（2）空投變壓器的勵磁涌流

空投變壓器時(shí)產(chǎn)生的勵磁涌流的大小，與變壓器結(jié)構(gòu)有關(guān)，與合閘前變壓器鐵芯中剩磁的大小及方向有關(guān)，與合閘角有關(guān)；此外，尚與變壓器的容量、距大電源的距離（即變壓器與電源之間的阻抗）有關(guān)。

多次測量表明：空投變壓器時(shí)的勵磁涌流通常為其額定電流的2～6倍，大可達(dá)8倍以上。

由于勵磁涌流只由充電側(cè)流入變壓器，對變壓器縱差保護(hù)而言是一很大的不平衡電流。

（3）變壓器過激磁

在運(yùn)行中，由于電源電壓的升高或頻率的降低，可能使變壓器過激磁。變壓器過激磁后，其勵磁電流大大增加。使變壓器縱差保護(hù)中的不平衡電流大大增加。

（4）大電流系統(tǒng)側(cè)接地故障時(shí)變壓器的零序電流

當(dāng)變壓器高壓側(cè)（大電流系統(tǒng)側(cè)）發(fā)生接地故障時(shí)，流入變壓器的零序電流因低壓側(cè)為小電流系統(tǒng)而不流出變壓器。因此，對于變壓器縱差保護(hù)而言，上述零序電流為一很大的不平衡電流。

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