关于变压器差动原理的分析和措施

一、差动原理分析
差动保护被称为具有绝对选择性的快速保护。其原理基于基尔霍夫电流定律。根据基尔霍夫电流定律，电路中任一结点流入与流出的电流相量和为零。将流入元件的电流与流出元件的电流的相量和称为差动电流。当变压器正常运行或发生区外故障时，差动电流为零，差动保护不动作。当发生区内故障时，差动电流不为零，差动保护动作。
差动保护由于电流互感器饱和、变压器变比等因素影响，会产生不平衡电流。针对各种因素引起的不平衡电流，采取引入制动电流，使差动保护不误动作。根据差动电流与制动电流比值大小来判断保护是否动作，称为比率差动。由于主变各侧额定电流大小不等，以及各侧电流互感器变比不相同，差动保护要根据变压器变比及各侧电流互感器变比将各侧二次电流进行折算，使差动电流能真实反应实际一次差动电流。
二、事故分析
唐山小马坊110kV变电站，站内配置有两台主变压器，#1主变运行期间发生两侧断路器跳闸的事故，事故发生前该站运行方式是#1主变在空载运行状态、#2主变在冷备用状态。事故发生后变电站运行人员到现场检查，现场#1主变的两侧断路器在分闸位置，查看主变保护装置，发现#1主变保护装置差动保护动作，装置显示报文“差动保护动作”，显示故障电流A相0.32A，B相 0.35A，C相0.41A;查看#2主变保护装置，装置同样显示“差动保护动作”，故障电流A相0.39A，B相0.35A，C相0.38A;检查故障录波及其它监控装置无故障信息。
【关于变压器差动原理的分析和措施】 差动保护是变压器的主保护，其原理是反应流人和流出被保护变压器各端的电流差。变压器在电力系统中的主要作用是变换电压，以利于电功率的传输和电能的分配，是发电厂、电网、用户之间的桥梁和纽带。为了防止因为变压器产生故障而给电力系统的安全性和可靠性带来影响，对电力变压器采取了多种保护措施，变压器差动保护误动就是其中最为普遍的一种做法。然而，系统运行中发现，因为电流不平衡、励磁涌流等因素经常会导致差动保护发生误动现象，更为重要的是差动保护误动经常影响到整个电力系统的安全可靠运行。所以，关于变压器差动保护误动问题的研究具有十分重要的意义和价值。
三、检查情况及原因分析
针对保护动作情况对现场进行全面检查分析，初步分析有以下几种原因可能会引起差动保护动作：①差动保护范围内的一次设备发生异常;②差动保护装置误动;③电流回路误接线。
根据分析结果进行逐一检查，并结合保护动作前后的系统运行情况分析判断如下：①对差动保护范围内的一次设备进行全面的检查未发现异常，绝缘测试合格，相关试验项目合格，且故障录波及其他监控装置无故障信息，从而可以确认一次设备无异常;②用继电保护测试仪对差动保护装置进行全面的校验，并带断路器传动试验，保护装置正确动作;③检查差动保护CT二次接线、极性正确。以上检查项目均未发现异常。最后将变压器高压侧接线端子箱CT接地点拆除后测量绝缘电阻，结果绝缘值显示为零，从而确定差动电流回路存在两点接地的情况。检查发现差动保护屏柜里处有第二个接地点。按照“继电保护反事故措施”要求电流互感器的二次回路必须分别并且只能有一点接地。独立的、与其他互感器二次回路没有电的联系的电流互感器二次回路，宜在断路器场地实现一点接地。从差动保护两点接地电流流向图看，当电力系统发生接地故障时，有较大的接地电流流人变电站地网，两点间会产生较大的电位差，因为即使接地点处在同一接地网络，也并非是绝对等电位，所以在两点之间会出现电位差。差动保护电流二次回路两点接地时，因电位差产生的电流南高地电势通过差动继电器流向低地电势当此电流值大于差动继电器设定的定值时，无论变压器在何种状态(运行、空载、冷备用、热备用)，都会引起差动保护误动作。所以差动保护电流的二次回路必须只能有一点接地。