中心議題：

• 主變差動保護原理分析

解決方案：

• 采用措施減少不平衡電流
• 選帶有氣隙的D級鐵芯互感器
• 適當增大電流互感器變比

1　引言

主變差動保護是變壓器的(de)主(zhu)要(yao)保(bao)護(hu)手(shou)段(duan)，基(ji)本(ben)原(yuan)理(li)是(shi)反(fan)應(ying)被(bei)保(bao)護(hu)變(bian)壓(ya)器(qi)各(ge)端(duan)流(liu)入(ru)和(he)流(liu)出(chu)電(dian)流(liu)的(de)差(cha)，在(zai)保(bao)護(hu)區(qu)內(nei)故(gu)障(zhang)，差(cha)動(dong)回(hui)路(lu)中(zhong)的(de)電(dian)流(liu)值(zhi)大(da)於(yu)整(zheng)定(ding)值(zhi)，差(cha)動(dong)保(bao)護(hu)瞬(shun)時(shi)動(dong)作(zuo)，而(er)在(zai)保(bao)護(hu)區(qu)外(wai)故(gu)障(zhang)

，主(zhu)變(bian)差(cha)動(dong)保(bao)護(hu)則(ze)不(bu)應(ying)動(dong)作(zuo)。受(shou)變(bian)壓(ya)器(qi)勵(li)磁(ci)電(dian)流(liu)
、接線方式、電dian流liu互hu感gan器qi誤wu差cha等deng因yin素su的de影ying響xiang，使shi差cha動dong回hui路lu中zhong產chan生sheng不bu平ping衡heng電dian流liu

，而er不bu平ping衡heng電dian流liu中zhong勵li磁ci湧yong流liu的de存cun在zai，常chang可ke導dao致zhi變bian壓ya器qi差cha動dong保bao護hu誤wu動dong

，給gei變bian壓ya器qi差cha動dong保bao護hu的de實shi現xian帶dai來lai困kun難nan，因yin此ci采cai用yong措cuo施shi減jian少shao不bu平ping衡heng電dian流liu及ji其qi對dui保bao護hu的de影ying響xiang是shi實shi現xian主zhu變bian差cha動dong保bao護hu需xu要yao解jie決jue的de主zhu要yao矛mao盾dun。

2　主變差動保護分析

在主變差動保護所用電流互感器選擇時
，除應選帶有氣隙的D級(ji)鐵(tie)芯(xin)互(hu)感(gan)器(qi)外(wai)
，還(hai)應(ying)適(shi)當(dang)地(di)增(zeng)大(da)電(dian)流(liu)互(hu)感(gan)器(qi)變(bian)比(bi)，以(yi)降(jiang)低(di)短(duan)路(lu)電(dian)流(liu)倍(bei)數(shu)
，這(zhe)樣(yang)可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)削(xue)弱(ruo)勵(li)磁(ci)湧(yong)流(liu)，減(jian)少(shao)差(cha)動(dong)回(hui)路(lu)中(zhong)產(chan)生(sheng)的(de)不(bu)平(ping)衡(heng)電(dian)流(liu)，提(ti)高(gao)差(cha)動(dong)保(bao)護(hu)的(de)靈(ling)敏(min)度(du)。這(zhe)對(dui)避(bi)免(mian)保(bao)護(hu)區(qu)外(wai)故(gu)障(zhang)，尤(you)其(qi)是(shi)最(zui)嚴(yan)重(zhong)的(de)三(san)相(xiang)金(jin)屬(shu)性(xing)短(duan)路(lu)而(er)導(dao)致(zhi)的(de)主(zhu)變(bian)差(cha)動(dong)保(bao)護(hu)誤(wu)動(dong)作(zuo)尤(you)為(wei)有(you)效(xiao)。下(xia)麵(mian)將(jiang)通(tong)過(guo)實(shi)例(li)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)：

實例：一台三相三繞組降壓變壓器，容量Se=40.5MVA，電壓110±2×2.5%kV/385±2×2.5%kV/11kV，接線方式：Ydd11-11，變壓器額定電流：213A/608A/2130A。主變差動保護采用BCH-2型差動繼電器。基本計算如表1所示，已確定110kV側為基本側。

主變差動保護部分整定值如下(計算過程略)：

差動線圈的計算匝數：Wcd.js=6.3匝
，實際匝數向下取整
，取Wcd.js=6匝
；

繼電器的實際動作電流：Idz=10A；

靈敏度K1m=2.1。

該變電所曾發生10kV線路出線處因外力破壞導致三相金屬性短路，10kV線xian路lu電dian流liu速su斷duan動dong作zuo，相xiang繼ji引yin起qi主zhu變bian差cha動dong保bao護hu誤wu動dong作zuo。我wo們men初chu步bu分fen析xi因yin短duan路lu點dian離li保bao護hu太tai近jin，又you是shi最zui嚴yan重zhong的de三san相xiang金jin屬shu性xing短duan路lu，短duan路lu電dian流liu極ji大da
，當dang外wai部bu故gu障zhang切qie除chu，電dian壓ya恢hui複fu時shi，出chu現xian數shu值zhi很hen大da的de勵li磁ci湧yong流liu
，從cong而er使shi差cha動dong回hui路lu產chan生sheng的de不bu平ping衡heng電dian流liu大da於yu整zheng定ding電dian流liu值zhi而er導dao致zhi主zhu變bian差cha動dong保bao護hu誤wu動dong作zuo。但dan如ru果guo提ti高gao保bao護hu定ding值zhi

，如ru保bao護hu定ding值zhi增zeng大da為wei11A，則靈敏度變小K1m=1.91＜2，不能滿足靈敏度的要求。

表1 

項目	高壓側	中壓側	低壓側
額定電壓(kV)	110	35	11
額定電流(A)	213	608	2130
電流互感器接線	D	Y	Y
電流互感器計算變比		608/5	2130/5
電流互感器選擇變比	400/5	750/5	3000/5
流入差動回路中的電流(A)	213/(400/5)×3=4.6	608/(750/5)=4.05	2130/(3000/5)=3.55
不平衡電流(A)	0	4.6-4.05=0.55	4.6-3.55=1.05

後經綜合分析

，認為采用BCH-2型(xing)具(ju)有(you)速(su)飽(bao)和(he)變(bian)流(liu)差(cha)動(dong)繼(ji)電(dian)器(qi)來(lai)避(bi)免(mian)勵(li)磁(ci)湧(yong)流(liu)存(cun)在(zai)一(yi)定(ding)缺(que)陷(xian)。從(cong)勵(li)磁(ci)湧(yong)流(liu)的(de)特(te)性(xing)看(kan)
，對(dui)三(san)相(xiang)變(bian)壓(ya)器(qi)
，電(dian)壓(ya)恢(hui)複(fu)時(shi)
，至(zhi)少(shao)有(you)兩(liang)相(xiang)出(chu)現(xian)程(cheng)度(du)不(bu)同(tong)的(de)勵(li)磁(ci)湧(yong)流(liu)
，即(ji)三(san)相(xiang)勵(li)磁(ci)湧(yong)流(liu)中(zhong)可(ke)能(neng)有(you)一(yi)相(xiang)沒(mei)有(you)非(fei)周(zhou)期(qi)分(fen)量(liang)，這(zhe)時(shi)速(su)飽(bao)和(he)變(bian)流(liu)器(qi)將(jiang)失(shi)去(qu)作(zuo)用(yong)。分(fen)析(xi)保(bao)護(hu)定(ding)值(zhi)，差(cha)動(dong)保(bao)護(hu)電(dian)流(liu)互(hu)感(gan)器(qi)變(bian)比(bi)選(xuan)得(de)有(you)些(xie)偏(pian)低(di)

，且(qie)趨(qu)於(yu)飽(bao)和(he)。這(zhe)樣(yang)當(dang)發(fa)生(sheng)最(zui)嚴(yan)重(zhong)的(de)三(san)相(xiang)金(jin)屬(shu)性(xing)短(duan)路(lu)時(shi)，電(dian)流(liu)互(hu)感(gan)器(qi)因(yin)飽(bao)和(he)其(qi)誤(wu)差(cha)增(zeng)大(da)，不(bu)但(dan)增(zeng)大(da)不(bu)平(ping)衡(heng)電(dian)流(liu)
，而(er)且(qie)使(shi)電(dian)流(liu)互(hu)感(gan)器(qi)嚴(yan)重(zhong)過(guo)載(zai)。而(er)增(zeng)大(da)電(dian)流(liu)互(hu)感(gan)器(qi)變(bian)比(bi)，可(ke)降(jiang)低(di)短(duan)路(lu)電(dian)流(liu)倍(bei)數(shu)
，減(jian)少(shao)差(cha)動(dong)回(hui)路(lu)中(zhong)的(de)不(bu)平(ping)衡(heng)電(dian)流(liu)，因(yin)而(er)能(neng)有(you)效(xiao)地(di)削(xue)弱(ruo)勵(li)磁(ci)湧(yong)流(liu)和(he)區(qu)外(wai)故(gu)障(zhang)產(chan)生(sheng)的(de)不(bu)平(ping)衡(heng)電(dian)流(liu)。

根據以上分析

，采用增大電流互感器變比的方法，其數據如表2所示(與表1相同部分略)。

表2

項目	高壓側	中壓側	低壓側
電流互感器選擇變比	500/5	900/5	4000/5
流入差回路中的電流(A)		608(900/5)=3.38	2130/(4000/5)=2.66
不平衡電流(A)	0	3.69-3.38=0.31	3.69-2.66=1.03

主變差動保護部分整定值如下(計算過程略)：

差動線圈的計算匝數：Wcd.js=8.1匝，實際匝數向下取整，取Wcd.js=8匝
；

繼電器的實際動作電流：Idz=9A；

靈敏度K1m=2.44。

由表1、2及部分整定數據可知：電流互感器變比增加後，其二次電流110kV側由4.6A減為3.69A，35kV側由4.05A減為3.38A，10kV側由3.55A減為2.66A
；差動回路中的不平衡電流：35kV側由0.55A減為0.31A，10kV側由1.05A減為1.03A；靈敏度由2.1增為2.44。即ji減jian少shao了le電dian流liu互hu感gan器qi二er次ci回hui路lu電dian流liu和he差cha動dong回hui路lu中zhong的de不bu平ping衡heng電dian流liu，提ti高gao了le保bao護hu裝zhuang置zhi的de靈ling敏min度du，使shi主zhu變bian差cha動dong保bao護hu區qu外wai發fa生sheng最zui嚴yan重zhong的de三san相xiang金jin屬shu性xing短duan路lu時shi
，電dian流liu互hu感gan器qi不bu致zhi於yu嚴yan重zhong過guo載zai而er使shi誤wu差cha增zeng大da，有you效xiao地di削xue弱ruo勵li磁ci湧yong流liu和he區qu外wai故gu障zhang產chan生sheng的de不bu平ping衡heng電dian流liu。該gai所suo自zi增zeng大da電dian流liu互hu感gan器qi變bian比bi後hou，10kV線路再發生類似短路故障時
，主變差動保護再未誤動過。

3　結論

為防止主變差動保護因不平衡電流的影響造成的保護誤動作，在選擇保護用電流互感器時

，除應選帶有氣隙的D級ji鐵tie芯xin互hu感gan器qi外wai，適shi當dang增zeng大da電dian流liu互hu感gan器qi變bian比bi，這zhe樣yang可ke以yi降jiang低di短duan路lu電dian流liu倍bei數shu，減jian少shao差cha動dong回hui路lu中zhong產chan生sheng的de不bu平ping衡heng電dian流liu
，有you效xiao削xue弱ruo勵li磁ci湧yong流liu，提ti高gao差cha動dong保bao護hu的de靈ling敏min度du。這zhe對dui避bi免mian保bao護hu區qu外wai故gu障zhang，尤you其qi是shi最zui嚴yan重zhong的de三san相xiang金jin屬shu性xing短duan路lu而er導dao致zhi的de主zhu變bian差cha動dong保bao護hu誤wu動dong作zuo不bu失shi為wei有you效xiao的de方fang法fa之zhi一yi。