干式变压器差动保护的基本原理和逻辑框图

干式变压器每侧电流互感器的型号不同由于干式变压器每侧的电压等级和额定电流不同，干式变压器每侧电流互感器的型号也不同，其饱和特性和励磁电流(降低到同一侧)也不同，导致差动回路不平衡电流较大。干式变压器有载调压分接头是电力系统电压调节的一种方法，改变分接头就是改变干式变压器的比例。在整定计算中，差动保护只能按一定比例整定，选择合适的平衡线圈来减小或消除不平衡电流的影响。差动保护投入运行时，调压分接头发生变化，一般不可能对差动保护的电流回路进行再操作，因此会出现新的不平衡电流。不平衡电流的大小与调压范围有关。(2)暂态不平衡电流特性：暂态不平衡电流含有大量非周期分量，偏离时间轴的一侧。较大暂态不平衡电流出现的时间滞后于一次侧较大电流出现的时间(根据这一特性，通过保护延时来避免暂态不平衡电流必然会影响保护的快速性，甚至使干式变压器差动保护不可接受)。8.3.3减少不平衡电流的措施(1)减少稳态不平衡电流；干式变压器差动保护选用D级电流互感器；当外部较大稳态短路电流通过时，差动保护电路的二次负载应满足10%误差的要求。(2)降低电流互感器的二次负荷，实际上相当于降低二次侧的端电压，相应地降低电流互感器的励磁电流。降低二次负荷的常用方法有：减小控制电缆的电阻(适当增加导线的截面，尽可能缩短控制电缆的长度)；采用电流互感器进行弱电控制(额定二次电流为lA)等。(3)气隙小的电流互感器剩磁小，一次侧电流大时不易饱和。所以励磁电流小，有利于减小不平衡电流。同时，电流互感器的暂态特性得到改善。(4)为减少干式变压器两侧电流相位不同引起的不平衡电流，采用相位补偿

采用适当的接线进行相位补偿。

图8-10 y8-10y，d11接线干式变压器差动保护接线图和相量图

如果干式变压器为Y型，d11接线的相位补偿方法是将干式变压器星形侧的电流互感器接成三角形，将干式变压器三角形侧的电流互感器接成星形，如图8-10(a)所示，补偿30的相位差。该图显示了星形侧的初级电流。

它是三角形边上的一次电流，其相位关系如图8-10(b)所示。采用相位补偿接线后，干式变压器星形侧电流互感器二次回路差动臂中的电流分别与三角形侧电流互感器二次回路中的电流同相，如图8-10(c)所示。这样，差动回路两侧的电流相位相同。(2)干式变压器星形侧电流互感器变比的数值补偿

干式变压器三角形侧电流互感器的变比

(3)微机保护中用软件进行相位校正(5)通过数值补偿减小电流互感器不同计算比和标准比引起的不平衡电流(1)采用自耦变换器。使用BCH差动继电器中的平衡线圈。干式变压器微机保护软件采用补偿系数，使差动回路不平衡电流较小。 #p#分页标题#e#

(6)干式变压器两侧不同类型的电流互感器引起的不平衡电流应为c

(8)减小瞬态过程中非周期分量电流的影响。差动保护采用具有快速饱和特性的中间变换器。利用具有制动特性的差动继电器或不连续角原理的差动继电器，通过其他方法解决暂态过程中非周期分量电流的影响。

8.3.4和差比制动差动保护原理

1.双绕组干式变压器比率制动差动保护原理(1)和差比制动动作判据(1)差动电流：

制动电流：

(3)差动保护动作的较好判据：

制动比系数：

外部故障时，保护不可靠。应满足以下标准：

差动保护动作的第二个判据

2.比率制动特性的设置(1)较小起动电流Iact0

(2)可以选择拐点制动电流Ibrk0

(3)较大制动系数Kbrk.max和制动特性斜率S

较大制动系数

比率制动特性曲线如下

铌

  当Ibrk0《Ibrk.max和Iact0《Ibrk.max， 则上式可得

  即比率制动特性的折线BC过坐标原点，在任何制动电流下有相同的制动系数。 （4）内部故障灵敏度校验  在系统较小运行方式下，计算干式变压器出口金属性短路的较小短路电流（周期分量），同时计算相应的制动电流，由相应的比率制动特性查出对应与的起动电流则灵敏系数

  要求Ksen 2.0

3.三绕组干式变压器比率制动的差动保护原理。 对于三绕组干式变压器，其差动保护的原理与双绕组干式变压器的差动保护原理相同，但差动电流和制动电流及较大不平衡电流应做相应的更改。差动电流和制动电流分别为

  在有的干式变压器差动保护直接取三侧中较大电流为制动电流，即

  较大不平衡电流的计算公式如下：

  在微机保护中，考虑采用数值补偿系数后误差非常小Δm≈0，则上式为

4.励磁涌流闭锁原理  采用二次谐波制动原理  在干式变压器励磁涌流中含有大量的二次谐波分量，一般约占基波分量的40％以上。利用差电流中二次谐波所占的比率作为制动系数，可以鉴别干式变压器空载合闸时的励磁涌流，从而防止干式变压器空载合闸时保护的误动。  在差动保护中差电流的二次谐波幅值用表示，差电流中二次谐波所占的比率可表示为如下式：

  如选二次谐波制动系数为定值D3，那么只要大于定值D3，就可以认为是励磁涌流出现，保护不应动作。在值小于D3，同时满足比率差动其他判据时才允许保护动作。  ∴比率差动保护的第三判据应满足下式#p#分页标题#e#

  二次谐波制动系数D3，有0.15、0.2、0.25三种系数可选 。 5.差动速断保护 （1）采用差动速断保护的原因一般情况下比率制动原理的差动保护能作为电力干式变压器主保护，但是在严重内部故障时，短路电流很大的情况下，TA严重饱和使交流暂态传变严重恶化，TA的二次侧基波电流为零，高次谐波分量增大，反应二次谐波的判据误将比率制动原理的差动保护闭琐，无法反映区内短路故障，只有当暂态过程经一定时间TA退出暂态饱和比率制动原理的差动保护才动作，从而影响了比率差动保护的快速动作，所以干式变压器比率制动原理的差动保护还应配有差动速断保护，作为辅助保护以加快保护在内部严重故障时的动作速度。差动速断保护是差动电流过电流瞬时速动保护。（2）差动速断的整定值按躲过较大不平衡电流和励磁涌流来整定 

6.干式变压器比率差动保护程序逻辑框图 （1）干式变压器差动保护程序逻辑框图

（2）干式变压器差动保护程序逻辑原理  在程序逻辑框图中D1=Iact0、D2=KrelId/Ibrk为比率制动系数 整定值，D3为二次谐波制动系数整定值。可见比率差动保护动作的三个判据是“与”的关系(图8-14中的与门Y2)，必须同时满足才能动作于跳闸。而差动速断保护是作为比率差动保护的辅助保护。其定值为D4=Iact.s，在比率差动保护不能快速反映严重区内故障时，差动速断保护应无时延地快速出口跳闸。因此这两种保护是“或”的逻辑关系(图8-14中 的或门H3)。比率差动保护在TA二次回路断线时会产生很大的差电流而误动作，所以必须经TA断线闭锁的否门再经与门Y3才能出口动作。当TA断线时 与门Y3被闭锁住，不能出口动作。