穩(wěn)態(tài)不平衡電流與暫態(tài)不平衡電流產(chǎn)生的原因、影響及防范措施
配電變壓器差動(dòng)保護(hù)是按照循環(huán)電流原理構(gòu)成的。雙繞組變壓器，在其兩側(cè)裝設(shè)電流互感器。當(dāng)兩側(cè)電流互感器的同極性在同一方向，則將兩側(cè)電流互感器不同極性的二次端子相連接（如果同極性端子均置于靠近母線一側(cè)，二次側(cè)為同極相連），差動(dòng)繼電器的工作線圈并聯(lián)在電流互感器的二次端子上。在正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，兩側(cè)的二次電流大小相等，方向相反，在繼電器中電流等于零，因此差動(dòng)保護(hù)不動(dòng)作。然而，由于變壓器實(shí)際運(yùn)行中引起的種種不平衡電流，使得差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流增大，從而降低了保護(hù)的靈敏度。
不平衡電流產(chǎn)生的原因
不平衡電流的產(chǎn)生有穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)二方面。穩(wěn)態(tài)不平衡電流產(chǎn)生的原因:（1）變壓器高低壓側(cè)繞組接線方式不同;（2）變壓器各側(cè)電流互感器的型號(hào)和變比不相同;（3）帶負(fù)荷調(diào)分接頭引起變壓器變比的改變。暫態(tài)不平衡電流主要是由于變壓器空載投入電源或外部故障切除，電壓恢復(fù)時(shí)產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流。
變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流產(chǎn)生原因和防范措施
3.1變壓器高低壓側(cè)繞組接線方式不同的影響和防范措施:
3.1.1變壓器接線組別對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響
對(duì)于Y，y0接線的變壓器，由于一、二次繞組對(duì)應(yīng)相的電壓同相位，故一、二次兩側(cè)對(duì)應(yīng)相的相位幾乎完全相同。而常用的Y，d11接線的變壓器，由于三角形側(cè)的線電壓，在相位上相差30°，故其相應(yīng)相的電流相位關(guān)系也相差30°，即三角形側(cè)電流比星形側(cè)的同一相電流，在相位上超前30°，因此即使變壓器兩側(cè)電流互感器二次電流的數(shù)值相等，在差動(dòng)保護(hù)回路中也會(huì)出現(xiàn)不平衡電流。
3.1.2變壓器接線組別影響的防范措施
為了消除由于變壓器Y，d11接線而引起的不平衡電流的影響，可采用相位補(bǔ)償法，即將變壓器星形側(cè)的電流互感器二次側(cè)接成三角形，而將變壓器三角形側(cè)的電流互感器二次側(cè)接成星形,從而把電流互感器二次電流的相位校正過(guò)來(lái)。相位補(bǔ)償后，為了使每相兩差動(dòng)臂的電流數(shù)值近似相等，在選擇電流互感器的變比nTA時(shí)，應(yīng)考慮電流互感器的接線系數(shù)KC后，即差動(dòng)臂的電流為KCI1/nTA。其中，I1為一次電流，電流互感器按星形接線時(shí)則KC=1，按三角形接線時(shí)KC=√3，如電流互感器的二次電流為5A時(shí)，則兩側(cè)電流互感器的變比按以下兩式選擇。
變壓器星形側(cè)的電流互感器變比為:
nTA(Y)=√3In(Y)/5
變壓器三角形側(cè)的電流互感器變比為:
nTA(△)=In(△)/5
式中In(Y)變壓器繞組接成星形側(cè)的額定電流; In(△)變壓器繞組接成三角形側(cè)的額定電流。
實(shí)際上選擇電流互感器時(shí)，是根據(jù)電流互感器定型產(chǎn)品變比確定一個(gè)接近并稍大于計(jì)算值的標(biāo)準(zhǔn)變比（下表所列一臺(tái)15MVA38.5kV/6.3kV主變的計(jì)算）。
3.2變壓器各側(cè)電流互感器型號(hào)和變比的影響和防范措施
變壓器兩側(cè)額定電壓不同，裝設(shè)在兩側(cè)的電流互感器型號(hào)就不相同，致使他們的飽和特性和勵(lì)磁電流（歸算到同一側(cè)）也不相同。因而在外部短路時(shí)將引起較大的不平衡電流，對(duì)此只有采用適當(dāng)增大保護(hù)動(dòng)作電流的辦法予以考慮。由于電流互感器都是標(biāo)準(zhǔn)化的定型產(chǎn)品，所以實(shí)際選用的變比，一般均與計(jì)算變比不完全一致，而且各變壓器的變比也不可能完全相同，因此在差動(dòng)保護(hù)回路又會(huì)引起不平衡電流。這種由于變比選擇不完全合適而引起的不平衡電流，可利用磁平衡原理在差動(dòng)繼電器中設(shè)置平衡線圈加以消除，一般平衡線圈接于保護(hù)臂電流小的一側(cè)，因?yàn)槠胶饩€圈和差動(dòng)線圈共同繞在繼電器的中間磁柱上，適當(dāng)選擇平衡線圈的匝數(shù)，使它產(chǎn)生的磁勢(shì)與差流在差動(dòng)線圈中產(chǎn)生的磁勢(shì)相抵消，這樣，在二次繞阻就不會(huì)感應(yīng)電勢(shì)了，其差動(dòng)繼電器的執(zhí)行元件也就無(wú)電流。但接線時(shí)要注意極性，應(yīng)使小電流側(cè)在平衡線圈與差流在差動(dòng)線圈產(chǎn)生的磁勢(shì)相反。
3.3帶負(fù)荷調(diào)壓在運(yùn)行中改變分接頭的影響和防范措施
電力系統(tǒng)中，通常利用調(diào)節(jié)變壓器分接頭的方法來(lái)維持一定的電壓水平（由于分接頭的改變，使變壓器的變比也跟著改變）。但差動(dòng)保護(hù)中電流互感器變比的選擇，差動(dòng)繼電器平衡線圈的確定，都只能根據(jù)一定的變壓器變比計(jì)算和調(diào)整，使差動(dòng)回路達(dá)到平衡。當(dāng)變壓器分接頭改變時(shí)，就破壞了平衡，并出現(xiàn)了新的不平衡電流，這一不平衡電流與一次電流成正比,其數(shù)值為
Ibp＝±△UID.max/nTA
式中±△U――調(diào)壓分接頭相對(duì)于額定抽頭位置的最大變化范圍
ID.max――通過(guò)調(diào)壓側(cè)的最大外部故障電流。
為了避免不平衡電流的影響，在整定保護(hù)的動(dòng)作電流時(shí)應(yīng)給予相應(yīng)的考慮，即提高保護(hù)的動(dòng)作整定值。
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不平衡電流產(chǎn)生的原因
不平衡電流的產(chǎn)生有穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)二方面。穩(wěn)態(tài)不平衡電流產(chǎn)生的原因:（1）變壓器高低壓側(cè)繞組接線方式不同;（2）變壓器各側(cè)電流互感器的型號(hào)和變比不相同;（3）帶負(fù)荷調(diào)分接頭引起變壓器變比的改變。暫態(tài)不平衡電流主要是由于變壓器空載投入電源或外部故障切除，電壓恢復(fù)時(shí)產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流。
變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流產(chǎn)生原因和防范措施
3.1變壓器高低壓側(cè)繞組接線方式不同的影響和防范措施:
3.1.1變壓器接線組別對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響
對(duì)于Y，y0接線的變壓器，由于一、二次繞組對(duì)應(yīng)相的電壓同相位，故一、二次兩側(cè)對(duì)應(yīng)相的相位幾乎完全相同。而常用的Y，d11接線的變壓器，由于三角形側(cè)的線電壓，在相位上相差30°，故其相應(yīng)相的電流相位關(guān)系也相差30°，即三角形側(cè)電流比星形側(cè)的同一相電流，在相位上超前30°，因此即使變壓器兩側(cè)電流互感器二次電流的數(shù)值相等，在差動(dòng)保護(hù)回路中也會(huì)出現(xiàn)不平衡電流。
3.1.2變壓器接線組別影響的防范措施
為了消除由于變壓器Y，d11接線而引起的不平衡電流的影響，可采用相位補(bǔ)償法，即將變壓器星形側(cè)的電流互感器二次側(cè)接成三角形，而將變壓器三角形側(cè)的電流互感器二次側(cè)接成星形,從而把電流互感器二次電流的相位校正過(guò)來(lái)。相位補(bǔ)償后，為了使每相兩差動(dòng)臂的電流數(shù)值近似相等，在選擇電流互感器的變比nTA時(shí)，應(yīng)考慮電流互感器的接線系數(shù)KC后，即差動(dòng)臂的電流為KCI1/nTA。其中，I1為一次電流，電流互感器按星形接線時(shí)則KC=1，按三角形接線時(shí)KC=√3，如電流互感器的二次電流為5A時(shí)，則兩側(cè)電流互感器的變比按以下兩式選擇。
變壓器星形側(cè)的電流互感器變比為:
nTA(Y)=√3In(Y)/5
變壓器三角形側(cè)的電流互感器變比為:
nTA(△)=In(△)/5
式中In(Y)變壓器繞組接成星形側(cè)的額定電流; In(△)變壓器繞組接成三角形側(cè)的額定電流。
實(shí)際上選擇電流互感器時(shí)，是根據(jù)電流互感器定型產(chǎn)品變比確定一個(gè)接近并稍大于計(jì)算值的標(biāo)準(zhǔn)變比（下表所列一臺(tái)15MVA38.5kV/6.3kV主變的計(jì)算）。
3.2變壓器各側(cè)電流互感器型號(hào)和變比的影響和防范措施
變壓器兩側(cè)額定電壓不同，裝設(shè)在兩側(cè)的電流互感器型號(hào)就不相同，致使他們的飽和特性和勵(lì)磁電流（歸算到同一側(cè)）也不相同。因而在外部短路時(shí)將引起較大的不平衡電流，對(duì)此只有采用適當(dāng)增大保護(hù)動(dòng)作電流的辦法予以考慮。由于電流互感器都是標(biāo)準(zhǔn)化的定型產(chǎn)品，所以實(shí)際選用的變比，一般均與計(jì)算變比不完全一致，而且各變壓器的變比也不可能完全相同，因此在差動(dòng)保護(hù)回路又會(huì)引起不平衡電流。這種由于變比選擇不完全合適而引起的不平衡電流，可利用磁平衡原理在差動(dòng)繼電器中設(shè)置平衡線圈加以消除，一般平衡線圈接于保護(hù)臂電流小的一側(cè)，因?yàn)槠胶饩€圈和差動(dòng)線圈共同繞在繼電器的中間磁柱上，適當(dāng)選擇平衡線圈的匝數(shù)，使它產(chǎn)生的磁勢(shì)與差流在差動(dòng)線圈中產(chǎn)生的磁勢(shì)相抵消，這樣，在二次繞阻就不會(huì)感應(yīng)電勢(shì)了，其差動(dòng)繼電器的執(zhí)行元件也就無(wú)電流。但接線時(shí)要注意極性，應(yīng)使小電流側(cè)在平衡線圈與差流在差動(dòng)線圈產(chǎn)生的磁勢(shì)相反。
3.3帶負(fù)荷調(diào)壓在運(yùn)行中改變分接頭的影響和防范措施
電力系統(tǒng)中，通常利用調(diào)節(jié)變壓器分接頭的方法來(lái)維持一定的電壓水平（由于分接頭的改變，使變壓器的變比也跟著改變）。但差動(dòng)保護(hù)中電流互感器變比的選擇，差動(dòng)繼電器平衡線圈的確定，都只能根據(jù)一定的變壓器變比計(jì)算和調(diào)整，使差動(dòng)回路達(dá)到平衡。當(dāng)變壓器分接頭改變時(shí)，就破壞了平衡，并出現(xiàn)了新的不平衡電流，這一不平衡電流與一次電流成正比,其數(shù)值為
Ibp＝±△UID.max/nTA
式中±△U――調(diào)壓分接頭相對(duì)于額定抽頭位置的最大變化范圍
ID.max――通過(guò)調(diào)壓側(cè)的最大外部故障電流。
為了避免不平衡電流的影響，在整定保護(hù)的動(dòng)作電流時(shí)應(yīng)給予相應(yīng)的考慮，即提高保護(hù)的動(dòng)作整定值。
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