变压器差动保护的不平衡电流及克服方法

纵差动保护动作电流的整定原则

原则一 躲过外部故障时的最大不平衡电流 原则二 躲过变压器最大励磁涌流

原则三 躲过电流互感器二次回路断线不平衡电流

按着三个原则计算纵差动保护的动作电流，并选取最大者

一、计算变比与实际变比不一致产生的不平衡电流

变压器两侧的电流互感器都是根据产品目录选取的标准变比，其规格种类是有限的。变压器的变比也是有标准的，三者的关系很难完全满足

nTA2nT式1

nTA1

变比差系数为 nnfzo1TA1T式2 nTA2

根据     可得

nTI1I2fzoI1nTI1I2nTA1nTI1I式4式3Ir1 unbnTA2nTA2nTA1nTA2nTA1

 fzo穿越电流——如果将变压器两侧的电流都折算到电流互感器的二次侧，并忽略

不为零的影响，则区外故障时变压器两侧电流大小相等，即

II2nTI1

但方向相反，I为区外故障时变压器的穿越电流。

由式4可知，电流互感器和变压器变比不一致产生的最大不平衡电流为：

I k .m ax ——区外故障时最大的穿越电流



二、由变压器带负荷调节分接头而产生的不平衡电流

改变分接头的位置，实际上就是改变变压器的变比。电流互感器的变比选定后不可能根据运行方式进行调整，只能根据变压器分接头为调整时的变比进行选择。因此，由于改变分接头的位置产生的最大不平衡电流为：  U ——变压器分接头改变引起的相对误差，考虑到电压可以正负两个方向进行调整，

一般可取调整范围的一半。

三、电流互感器传变误差产生的不平衡电流

电流互感器等效电路

励磁回路等效电感 二次负载的等效阻抗

励磁电流，也就是电流互感器的传变误差

包括了电流互感器的漏抗和二次负载阻抗，一般电阻分量占优，在定性分析时可以当作纯电阻处理。

电流互感器的二次电流为

励磁电流为

区外故障时变压器两侧的一次电流为I2=-I1（折算到二次侧），故由电流互感器传变误差引起的不平衡电流为：

引入同型系数表示互感器型号对不平衡电流的影响

当两个电流互感器型号相同时，取KST=0.5;否则取1。

四、变压器励磁电流产生的不平衡电流

双绕组单相变压器等效电路

将变压器参数折算到二次侧后，单相变压器等效电路如图所示。显然，励磁回路相当于变压器内部故障的故障支路。励磁电流全部流入差动继电器中，形成不平衡电流，即

正常运行和外部故障时：变压器不会饱和，励磁电流一般不会超过额定电流的2%~5%，对纵差动保护的影响常常略去不计：

变压器空载投入或外部故障切除电压恢复时：变压器电压从零或很小的数值突然上升到运行电压。在这个电压上升的暂态过程中，变压器可能会严重饱和，产生很大的暂态励磁电流。这个暂态励磁电流称为励磁涌流。

五、减小不平衡电流的主要措施

1 计算变比与实际变比不一致产生的不平衡电流的补偿 nIInnI121设 根据 式3IrT1TA1TnnnTA2TA2TA1

由计算变比与实际变比不一致产生的不平衡电流为 。可以用 将这个不平衡电流补偿掉。此时引入差动继电器的电流为

在正常运行和外部故障时，只要满足

则中间变流器内总磁通等于零，在二次线圈上就没有感应电势，从而没有电流流入继电器。

2 减少因电流互感器性能不同引起的稳态不平衡电流

（1）应尽可能使用型号、性能完全相同的D级电流互感器，使得两侧电流互感器的磁化曲线相同，以减小不平衡电流。

（2）减小电流互感器的二次负载并使各侧二次负载相同，能够减少铁芯的饱和程度，相应地也减少了不平衡电流。

减小二次负载的方法，除了减小二次电缆的电阻外，可以增大电流互感器的变比nTA。二次阻抗Z2折算到一次侧的等效阻抗为Z2/nTA。若采用二次侧额定电流为1安的电流互感

器，等效阻抗只有额定电流为5安时的1/25。

3 减少电流互感器的暂态不平衡电流 措施：在差动回路中接入具有速饱和特性的中间变流器。速饱和中间变流器采用很容易饱和的铁芯，当差动电流中含有较大的非周期分量并完全偏离时间轴一侧时，铁芯迅速饱和，一个周波内的变化量很小，非周期分量不易传变到变流器的二次侧。当差动电流中只流过周期分量时，变化量为很大，很容易传变到二次侧。

附：

流入差动继电器的差动电流为：

纵差动保护的动作判据：

设变压器高、低压侧的变比为

为变压器纵差动保护中电流互感器变比选择的依据