水暖之家讯：摘 要：介绍了变压器微机差动保护中电流互感器TA二次回路相位的校正、不平衡电流、极性、现场接线和TA饱和判据原理及现场TA断线测试等技术知识，具有实用价值。
关键词：电流互感器；微机差动保护；相位校正；不平衡电流
引言
变压器差动保护和线路纵差保护一样，把元件两侧的电流互感器TA按差接法接线，在正常和外部故障时，流入继电器的电流接近于零，继电器不动作。内部故障时，流入继电器的电流为短路电流，继电器动作。其物理原理都是基于“基尔霍夫电流定律”。而对于变压器差动保护来说，不完全满足该定律，因为变压器不是一个理想的电路元件，其接点的各端点不仅存在电的联系，还存在着磁的联系，以及内部的各种损耗。因此，变压器差动保护原理较为复杂。
1 电流互感器TA二次回路相位的校正
由于电力系统中变压器常常采用Y/△-11的接线方式，变压器两侧的电流相位差为30°，此时，如果变压器两侧TA仍采用通常的接线方式，则TA二次电流由于相位不同会产生一个不平衡电流流入保护装置。如果不平衡电流太大，就将降低内部故障时保护的灵敏度，因此需要进行相位校正。常见的校正方法有两种：a.常规方式：将变压器Y形侧TA接成△形，而将变压器△形TA接成Y形，此方式适用常规保护。b.微机保护方式：变压器各侧TA二次侧都接成Y形，通过保护装置内部的软件进行相位调整。如变压器Y侧TA接成Y形后，二次侧三相电流采样值Ia、Ib、Ic由软件求得用作差动计算的三相IA、IB、IC，实现Y/△的转变。
2 电流互感器饱和判据的原理
电流互感器在大电流及系统时间常数大的情况下会引起饱和，对保护装置产生不利的影响，特别是对变压器差动保护，应采用相应的识别方法区分，避免发生误动。
对于发生在被保护变压器区内的故障，它引起的TA饱和不易区分。因为差动电流和制动电流的测量值的失真情况一样。这时比率差动电流保护的动作特性还是有效的，故障特征满足比率差动电流保护的动作条件。
对于发生在被保护变压器区外的故障，其穿越性短路电流引起的TA饱和会产生很大的虚假差动电流，这在各侧的TA饱和情况不同时更为严重。如果由此产生的量值引发的工作点落在了比率差动电流保护的动作特性区内，如不采取措施，保护会误动。
针对上述情况，装置内应设有一个TA饱和判据，以区分变压器内外故障情况，其工作特性如图1。对发生在被保护变压器外的故障，它引起的TA饱和，可以通过高值的初始制动电流检测出来，此电流会将工作点短暂的移至附加稳定特性区内。反之，当变压器区内故障时，由于制动电流几乎不可能大于差动电流，其工作点会立即进入动作区。因此，可利用故障发生的最初半个周期内，测量值引发的工作点是否在附加稳定特性区内来作出决定。一经检查出外部引起的TA饱和，装置自动闭锁了比率差动电流保护，并会在整定时间 （TCT）内一直有效闭锁，直到整定时间到时才解除闭锁。工作点稳定地连续两个周期工作在动作区内，诸会被立即解除，可靠地检查出被保护变压器发展中的故障而迅速动作。
检查出变压器区外故障引起TA饱和闭锁了比率差动电流保护的叛据公式如下：
Izd≥ICT
Icd≤(KB1/2)Izd
T≤TCT
式中：ICT—为检查TA饱和制动电流门坎值；
TCT—为TA饱和闭锁时间。
3 现场电流互感器TA试验测试方法
电流互感器断线判据：在只有一侧相电流减小到零，其它各侧不变的情况下，判为TA断线。在下面情况下不进行TA断线判别：a.启动前某一侧最大电流小于0.1IcTe,则不判该TA断线；b.启动后任一侧相流增加时，不判该侧TA断线；c.启动后相电流大于1.2IcTe时，不进行TA断线判别（IcTe为二次侧TA的额定电流）。
由于差动保护的特殊性，差动电流的形成与各侧电流都有关，并且由于相位校正的关系，使得TA断线试验变得比较复杂，鉴于现场条件，我们可用变压器差动保护中相位校正功能来实现此功能：a.修改配置将TA断线判据投入，修改定值，整定变压器接线型式。如高压侧和低压侧全部转角和整定差动定值Icd=2A。b.高压侧试验：将测试仪三相电流分别加到装置的高压侧A、B、C三相中，低压侧没有电流输入，测试仪输出设置为：IA=5A∠=0，IB=5A∠=0，IC=5A∠=0输出，由于高压侧转角关系，IcdA=IHA-IHB=0, IcdB=IHB-IHC=0, IcdC=IHC-IHA=0,三相差流值为零，停止输出测试仪三相输出中的一相，此时满足TA断线的判据，装置报TA断线，且告警灯亮，试验完毕。c.低压侧试验方法和高压侧相同。
4 电流互感器极性
TA一、二次绕组有同一符号的两端子称为同名端或是同极性端。同名端现端子同时注入电流时，铁芯中所产生的磁通相互增强，所以同名端表示的是在某一瞬间能同时达到最高或最低电位的两端子，用“*”或“· ”表示，常用L1、L2表示一次绕组长的两端子，用K1、K2表示二次绕组的肉端子，L1和K1、L2和K2分别为同名端。我国规定，同名端按减极性法原则标注，即一次电流K1由L1端流入，从L2端流出，二次电流I2由K2端流入，从K1端流出。即一、二次绕组中电流的正方向相反，铁芯中感应磁通想减（方向相反）。按减极性法原则标注同名端的优点是电流互感器的外特性与原系统相同，从外观上看好象是直接通过的。现场TA极性的判定常用直流法，简单易行。而变压器差动保护与TA极性有关，即与二次电流的流向有关，因此变压器差动保护TA极性必须准确，而一般规定变压器三侧或两侧的TA是以各侧的母线为正，当变压器正常运行或外部故障时，流过变压器差动保护装置的电流很小，保护装置不应动作，而当变压器内部故障时，流过变压器差动保护装置的电流很大，保护装置应可靠动作。另外在检查TA极性时，一定要注意TA的接线方式，以免发生极性错误。
5 电流互感器二次线现场接线要求
根据电力《反事故措施要点》的规定：“用于集成电路型、微机型保护的电流、电压和信号输入线，应采用屏蔽电缆，屏蔽层在开关场和主控室同时接地”。因此变压器微机保护装置的二次电缆也应按此要求接线，以防外界电磁场对系统的干扰。另外还需做到以下几点：a.电流输入线中各相电流线及中性线应分别置于同一电缆内；b.交流回路不得与直流回睡共用一根电缆；c.电流互感器的二次回路就有1个接地点，并在配电装置附近经端子排可靠接地；对于有几组电流互感器联接在一起的保护装置，则应在保护屏上经端子排接地。如果有多点接地将会造成不同地点的电位差窜入二次回路，使保护装置检测到的数据不准确，波形畸变，保护不能准确动作。对于差动保护，天正常情况下多点接地带来的影响并不明显，通过差流及相量检查不易发现，但是在有接地故障发生时可能会导致差动保护不正确动作。因此在安装或检修过程中要专门检查，确保符合要求。d.电流互感器的二次回路不行开路，否则在二次回路中将产生很高的电压，危及人身安全和烧坏二次设备，还可能造成变压器保护误动或拒动，影响电网平稳运行。
结束语
电流互感器及二次回路中各种技术要求是否符合生产实际，直接关系到变压器微机差动保护能否可靠工作。上述关于电流互感器在变压器微机差动保护装置中的几个技术问题的讨论是对解决生产问题具有现实意义的。
参考文献
[1]能源部.电力工程设计手册.
[2]继电保护原理及应用[M].北京：电力出版社.水暖之家是专注于电气,电气工程,水暖,电气设备等装饰材料的各种新闻资讯和电气,电气工程,水暖,电气设备各十大品牌的装修效果图与网络营销服务,敬请登陆水暖之家http://m.ju31.com/