马少华

（山西省晋城煤业集团供电分公司，山西 晋城048000）

0 引言

我公司紧紧依托集团公司的快速发展，逐步形成了具有煤矿供电特色的企业文化，煤矿供电专业化管理模式正在日趋完善。公司变电站分布范围依托集团公司煤炭生产，主要分布在寺河、成庄、赵庄、老区矿四个区域。因此，当变电站主变压器出现故障时，将会造成大面积或全站供电中断，对于集团公司煤炭生产中的高负荷、瓦斯突出矿井来说，势必会造成风机主扇停风、部分生产工作面瓦斯超限事故，从而严重影响煤炭生产和矿工生命安全。

主变压器（以下简称主变）是变电站供电系统的中枢神经，为确保主变的安全可靠运行，必须装设性能良好、满足安全可靠运行要求的主保护装置。通常主变差动保护采用的是差流速断保护，而由于主变差动保护CT会导致主变产生差动电流，从而影响主变的安全运行，因此通常情况下要将主变的差动保护设为主变的主保护之一，故差动继电器的可靠性对主变安全运行和系统可靠供电起着极为重要的作用。在运行中观察主变差流变化是发现差动回路是否存在异常的有效手段，在详细分析变电站主变差动保护正常运行中产生差流的影响因素后，对正常运行中因主变差动回路CT而引起的差流进行分析，对整定中应注意的问题进行计算和探讨，并根据主变差动电流回路差流值分析在主变运行中是否存在不平衡电流，从而及时发现主变差动电流回路异常情况，可消除因整定不当、电流回路异常引起的保护装置误动跳闸现象。主变故障轻则引起变压器绝缘套管炸裂，重则烧毁线圈，甚至变压器。因此，主变故障将严重影响电力系统的安全、可靠、稳定运行。

1 变压器差动保护原理

变压器的差动保护是变压器内部故障（变压器绕组和引出线相间短路、中性点直接接地系统绕组和引出线的单相接地短路及绕组匝间短路等故障）的主保护，其可对变压器的内部故障（包括三侧或者两侧CT之间的电缆）作出反应，其原理是对变压器两侧（或三侧）电流的幅值和相位（角度）进行比较。正常情况下，根据节点电流法，流入变压器的电流等于流出变压器的电流，即差流为0；如果变压器发生内部故障，肯定有一侧电流比较大，从而导致差流大于0，差动回路有不平衡电流流过，从而使差动保护装置可靠动作。如果是外部故障，流入变压器的电流必然等于流出变压器的电流，差动保护装置不动作。

2 变电站差动保护差流补偿方法

2.1 差流的影响因素

对于35kV供电系统通常使用的SFZ型变压器而言，在正常运行中产生差流的外在因素有很多，比如差流回路CT接线方式、CT本身特性、励磁电流以及变压器带负荷调节分接头位置等。然而，对于现在变电站所通用的微机保护装置来说，要实现主变的差动保护，即习惯上要满足继电保护装置的可靠性，就要使主变高、低压侧差流接近于0或为0。

2.2 通常所采用的差流补偿方式及其存在的局限性

在三相正弦交流电流表达式i＝Asin（ωt＋φ）中，ω为角频率，是反映交流电随时间变化快慢的物理量，通常角频率ω＝2πf＝2π/T（其中f为50 Hz）。变压器差流i主要与相位角φ和幅值A有关。所以，通常使用的差流补偿方法就是利用角度补偿或幅值补偿。但是随着技术的进步，它们的局限性愈来愈明显地暴露出来。

2.2.1 差动保护CT角度补偿

以Y/D11接线的变压器为例，副边电压（电流）相位超前原边相应相电压（电流）30°。根据差动保护原理的要求，要纠正这30°的相位差，用于差动保护一次侧的电流互感器二次绕组就要接成三角形。三角形接线要特别注意其准确性，这是因为CT二次角接线（角度补偿）不好接、易接错。

2.2.2 差动保护CT幅值补偿

差动保护CT制作工艺复杂且造价昂贵，CT变比定制（幅值补偿）麻烦，如果CT坏了，则更换周期长。

2.3 微机保护采用整定平衡系数实现差流补偿

平衡系数是相对于不平衡系数而言的，用来补偿主变差动保护CT产生的差流的系数，称为差动平衡系数。现在的微机保护中，一般通过CPU处理，采用整定平衡系数实现差流补偿（即设定主变高压侧平衡系数为1，用主变低压侧补偿高压侧）。差动平衡系数取值若合适，可使变压器正常运行时差流最小，系统最平衡，且满足继电保护装置的可靠性要求。现以我公司35kV变电站（主变采用Y/D11接线方式）为例，主变高、低压侧CT相应参数更换前后变化如表1所示，据此分析差动平衡系数的取值。

现利用站内SD主保护平衡系数整定计算方法对新旧平衡系数计算分析如下：

原平衡系数整定计算公式：

表1 主变高、低压侧差动保护CT参数更换前后比较

式中，Uhe、Ule分别为高、低压侧额定电压；Kh、Kl分别为高、低压侧电流比。

将表中数据代入公式中可得原平衡系数：

∴满足要求。

将更换后参数代入可得现平衡系数：

∴不满足要求。经试验中心试验验证，取1.98为现在的平衡系数，可使差流最小，系统最平衡，且继电保护满足要求。

3 结语

在实际的安全生产中，变电站差动保护装置可靠、灵敏动作与否是决定该站能否安全运行的重要因素。要保证供电系统安全平稳运行，首要任务就是要保证变电站内主变的安全平稳运行，了解主变差动保护CT产生差流的原因及补偿差流的方式，通过现阶段先进的微机保护技术，合理调整主变差动保护回路差流平衡系数，使主变正常运行时差动保护回路差流为0，是保证变电站长期安全运行的有效手段。

［1］国家经贸委安全生产局.电工作业［M］.气象出版社，2004

［2］杨新民，杨隽琳.电力系统微机保护培训教材［M］.中国电力出版社，2000

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［4］DL400—91 继电保护和安全自动装置技术规程［S］

［5］詹伟红.主变压器差动保护差流增大原因及改进措施［J］.安徽电力，2010（4）