摘 要：文章通过对电磁式、晶体管式、集成电路式和数字式变压器差动维护CT接线方法问题的讨论，剖析了各种型式的变压器差动维护不同的测量原理及其对单相接地故障敏锐度的差别。

要害词：CT接线；变压器差动维护；讨论

近年来，盘算机和数字处置技能在电力体系继电维护范畴取得了非常胜利的利用，基于微处置器的数字式维护装置已经成为各个维护制作厂家的主导产品。微机型装置所带来的绝不只是在元件品格和工艺程度上的提高，而且还使得许多新鲜和完美的维护原理利用于实践成为可能。这一点可以从如下对各种型式变压器差动维护CT接线方法的讨论中得到印证。??

1一次变压器差动维护误动原因的剖析

某电厂启动备用变压器采纳全星形接线（Y0/Y/Y）方法，220 kV侧中性点直接接地，低压侧双绕组中性点经高阻接地，体系接线如图1所示。该变压器配置集成电路差动维护装置，由于变压器各侧电流同相位，无需相位补偿，所以变压器三侧的差动维护CT二次接线均为星形。

该变压器在投运初期，曾产生高压侧区外单相接地故障时差动维护误动事故。经过对录波数据和事故历程的剖析，误动原因是：变压器高压侧中性点直接接地，在电网产生任何接地故障时，将成为零序故障分量的通路，在变压器零序励磁电抗中发生汲出电流［1］。这一电流在体系产生单相接地短路时，最大可以到达0.46倍变压器额定电流。因为该启备变低压侧是不接地体系，无零序电流通路，所以此零序故障电流仅能在高压侧存在。当变压器三侧差动维护的CT二次电流回路都接成星形时，高压侧的零序电流便整个成为差动维护的不平衡电流，其数值到达差动维护的动作值就会造成误动。

2电磁式维护的测量原理及其对CT接线请求

电磁式变压器差动继电器，无论是带制动绕组的BCH-1型还是带短路线圈的BCH-2型，都是依据中间变流器铁芯“磁通平衡”原理测量变压器各侧电流差值的，并且采纳中间速饱和变流器来防止变压器励磁涌流导致的差动维护误动［1］。该类型继电器应用励磁涌流中较大的具有衰减特征的非周期分量，使中间速饱和变流器的铁芯敏捷饱和，磁感应强度变革量很小，二次感应电压也很低，从而防止变压器空载合闸励磁涌流造成的维护误动。但是变压器三相涌流往往有一相无直流分量，会导致中间速饱和变流器不起作用，所以慈ナ类差动维护必需以捐躯敏锐度为代价，进步维护动作值（通常是1.3～1.5倍的额定电流），以躲开励磁涌流对差动维护的影响。

电磁式变压器差动继电器的CT回路接线，首先必需通过对CT接线情势的选择进行外部的“相位补偿”，打消变压器接线组别不同造成的高、低压侧电流相位差和差动维护回路不平衡电流。例如对于Y/d11接线的变压器，由于三角形侧电流的相位比星形侧同一相电流超前30°，必需将变压器星形侧的CT二次侧接成三角形，而三角形侧的CT接成星形，从而将流入差动继电器的CT二次电流相位校订过来。

而对于Y0/Y全星形接线的变压器，由于高、低压侧对应相的电流相位雷同，无须进行“相位补偿”。但这类差动继电器的敏锐度较低，即使变压器各侧CT均采纳星形接线，高压侧区外接地故障所发生的零序电流不平权衡也不致造成差动维护的误动。由于定值设定太高的原因，电磁式差动继电器对于包含单相接地短路在内的所有类型故障的反映敏锐度都较低，不适于用作大型变压器的主维护。??

3晶体管和集成电路式维护的测量原理及其对CT接线请求

晶体管和集成电路式差动维护的测量原理是采纳中间变换器，得到折算后变压器各侧电流对应的较小的电压量信号，并通过对各电压量的综合对比盘算电流差值的［1］。它应用变压器励磁涌流中包孕的特征分量来避开涌流影响。其差动元件动作定值的整定不用斟酌躲开变压器励磁涌流的影响，一般是0.3～0.5倍的额定电流，敏锐度较高。

这类维护同电磁式一样，必需采纳外部的“相位补偿”打消变压器接线组别对差动维护的影响。而对于Y0/Y全星形变压器，如果其CT二次接线也采纳全星形衔接，当高压侧区外接地故障发生的零序电流进入差回路时，容易到达差动维护定值而造成误动。所以对于Y0/Y接线变压器，须要将差动维护的CT二次接成三角形，使接地故障的零序分量在CT二次线圈内形成环流，不会流入差动维护造成误动。

相对于星形CT接线，采纳三角形接线使用于差动维护的线电流无零序电流分量，下降了变压器内部单相接地故障时差动维护的敏锐度。

尽管静态维护装置的定值较低，相对于电磁式继电器敏锐度进步很多，但仍不能满足现代大型变压器运行可靠性的请求。为补充这一不足，通常须要再装设零序方向过流或零差维护，以进步内部单相接地故障的敏锐度。这样就必需使用另外一组星形衔接CT来测量变压器直接接地侧的零序电流。

采纳三角形CT接线，由于用于差动维护的CT二次电流和变压器各侧的一次电流的相位不一致，无法反映实际负荷和短路电流情形，因此不便利用于变压器负荷监测或故障录波。

4数字式维护的测量原理及其对CT接线请求

数字式维护装置目前在电力体系中得到日益普遍的利用，和传统类型的差动维护相比，数字式差动维护装置集成了差动（包含零差）维护、过流（过负荷）维护、故障录波和网络通信等多项功效，为实现变电站综合主动化建立了条件。

数字式差动维护通过帮助变换器进行交换变换得到恰当的电压量信号，再经滤波、采样和模数转换成为可以由微处置器直接运算的数字信号，所有数据处置、变量运算和维护逻辑功效都可以由软件来实现。??

4.1相位补偿的运算

数字式变压器差动维护的CT回路，对任意接线组别的变压器都可以采纳全星形衔接，其相位补偿可以由维护内部的软件来实现，而无须象传统的差动维护那样依附CT接线方法的选择进行外部的“相位补偿”。这种软件的补偿是应用对称分量法进行“矩阵变换”盘算得到的，各种补偿矩阵见表1。

图2为Y0/d11接线变压器进行相位补偿的矩阵方程。变压器三角形侧三相电流经过矩阵变换后，相位顺时针旋转了30°，与星形侧的三相电流同相一致，以用于相电流差的盘算。实际上，采纳这种矩阵变换的方式，通过使用不同盘算方程可以将变压器某侧的三相电流按任意n×30°（n为整数）旋转，满足各种接线组别变压器相位补偿的须要。

对于变压器星形侧的三相电流，则通过矩阵变换旋转了360°。经过这样的补偿，虽然各相电流相位没有产生变革，却打消了电流中的零序分量。??

4.2对CT接线的请求

如上所述，数字式差动维护对任意接线组别的变压器CT接线均可以采纳全星形衔接，因为通过软件的矩阵变换可进行相位补偿并打消零序电流分量，所以不会在区外接地故障时造成差动维护误动。

采纳全星形的CT接线，维护装置测量到的二次电流相位和实际的变压器一次电流一致，使一台装置集多项维护、录波和测量功效于一体成为可能。??

4.3单相接地故障的敏锐度及办法

采纳软件相位补偿的数字式变压器差动维护，打消了零序电流分量的影响，同样会下降其对内部接地故障的反映敏锐度。作为进步直接接地体系产生单相短路时维护敏锐度的办法，数字式差动维护供应了应用中性点零序电流补偿的方法，相位补偿矩阵如图3所示。??

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当区外故障时，IA为相电流IL??1与1/3中性点零序电流I0的矢量之和，由于此时IL??1的零序分量幅值为I0的1/3，并且方向与I0相反，两者相互抵消，也就打消了零序电流的影响。当区内故障时，相电流的零序分量幅值取决于体系供应的故障电流值，并且方向与I0一致，零序电流不会被抵消，从而不会下降维护的敏锐度。采纳零序电流补偿时应特殊注意变压器中性点零序电流互感器的接线极性。??

5结论

传统的差动维护依附CT二次接线方法的选择，进行不同接线组别变压器各侧电流的相位补偿，即使是对Y0/Y型变压器，为防止区外接地故障时的误动，也必需将差动维护的CT回路接成三角形。数字式差动维护对变压器接线组别的相位补偿由软件实现，采纳对称分量法的矩阵变换打消了零序电流分量的影响，简化了外部的CT回路接线，进步了运行可靠性。??

参考文献

［1］贺家李, 宋从矩. 电力体系继电维护原理［M］.北京: 水利水电出版社, 1985.??

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