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微机型变压器差动保护技术的先进性
〔摘要〕：微机型变压器差动保护是在常规差动保护技术的基础上发展起来的。保护的基本原理是相同的,但实现这些原理的方法各异，后者靠模拟电路来完成,前者则通过设计不同的程序算法来工作。本文就此进行了比较分析。〔关键词〕：主变压器 微机保护 技术先进性
实现变压器差动保护需要解决的主要矛盾:一是如何避越不平衡电流的影响,使区外故障时保护获得最大制动作用,区内故障时制动作用最小;二是如何防止变压器空投时励磁涌流导致变压器差动保护的误动;三则是内部出现轻微故障时(如匝数很小的匝间短路、靠近中性点的匝间短路)保护的正确判断;最后还要特别考虑内部故障大短路电流TA严重饱和装置的拒动问题。实际上这也是电力系统对继电保护的基本要求,而对变压器尤其是电网中一些大型主变压器而言变压器故障时保护的可靠性、灵敏性、选择性及速动性问题,就更加突出了。微机型变压器保护差动电流的获取方式
在微机差动保护中，差动电流的获取方式与传统保护相比存在较大差异，主要表现在：
．
(1)．在微机保护中，变压器各侧的电流信号均作为独立通道信号送入计算机，通过对各通道电流信号采样值进行数字差计算来取得差动电流。由于TA二次侧电流不再进行并联差接，因此，较传统方式相比，可进一步减小因TA变比不匹配、特性不一致以及二次负担不平衡而产生的不平衡电流。此外，也有利于对各侧电流信号采样值分别进行补偿计算，消除由于TA变比标准化所带来的误差。这种补偿方法较常规采用的平衡线圈补偿方法更为精确有效。
(2)可通过数字计算进行电流相位调整。在传统保护中，当变压器采用〃Y／Δ联接方式时，需将Y侧三相TA副边接成Δ形，以保证变压器两侧同相电流在区外故障时相位一致。这种方式容易造成运行现场接线错误，也给TA断线的检测造成了很大困难。此外，当变压器Y侧区外发生不对称故障时，故障相与非故障相流过的电流大小悬殊，各相TA的工作点存在较大差异，因而会在Δ形相连的TA副边回路中引起额外的不平衡环流，导致差动回路不平衡电流增大。即使不对称短路发生在变压器Δ侧区外，因y-Δ的变换作用，这种影响会减轻一些，但此现象仍然存在。对于计算机差动保护，Y／Δ变压器的Y侧TA仍然可以采用Y形接线，通过数值计算来完成Y／Δ变换，从而可以消除这类不平衡环流的影响，同时也为TA断线的检测判断提供了有利条件。
可以看出，即使采用传统的保护原理，借助计算机所具有的技术优势，在保护原理的具体实现方面进行调整和改进,可以使得计算机保护的总体性能得到明显改善。微机型变压器保护的励磁涌流识别
在微机保护中，一般通过计算差动电流中的2次谐波电流与基波电流的幅值之比来判断是否存在励磁涌流。当出现励磁涌流时应有
id2kd id1
式中
人id1、id2——分别为基波和2次谐波电流模值；
Kd2——2次谐波制动比(可整定)。
传统的同类装置中，通常将2次谐波电流看成制动量而将它与比率制动量相加作为综合制动量，但因内部故障时差电流中多少也会包含一些2次谐波分量，从而会对灵敏度产生不利影响，所以计算机保护中通常直接用上式独立判定励磁涌流的存在与否，以便决定是否闭锁差动保护。
分析和实践表明，根据2次谐波与基波差流的比值来鉴别励磁涌流，只要比值选择合适，是很可靠的，但是在变压器内部某些不对称故障情况下，尤其是当变压器接于超高压长距离输电线路或变压器附近装有无功补偿设备时，亦会在故障电流中产生较大的2次谐波分量，使差动保护被制动，直到2次谐波分量衰减后才能动作，从而延误了故障切除时间。目前已提出了多种加速措施来改善变压器差动保护的速动性，几种典型方法如下:。
(1)差动速断。这种方法与常规保护相类似，即当差动电流大于最大可能的励磁涌流时立即出口跳闸。其判据为
Id>KRIN
式中，IN为额定电流；KR，为相对额定电流的励磁涌流倍数，可根据系统阻抗、变压器和TA特性来整定，大约在5～10之间。
(2)低压加速。励磁涌流是因变压器铁芯严重饱和产生的，禹现励磁涌流时变压器端电压比较高，而发生内部短路时，变压器端部残压较低，据此可建立下列判据
U
式中，U为变压器端电压；Un为额定电压；Ku为加速系数。即可根据不产生涌流的电压值来确定，U通常取为o．65～o．7左右。当式U
(3)记忆相电流加速。变压器的励磁涌流一般只会在空载投入和外部严重短路切除后端电压恢复过程中产生。利用计算机特有的长记忆功能记录新的扰动发生前的信息，可以确定是否需要进行励磁涌流判别。微机型变压器差动保护灵敏度提高的方法
微机型变压器差动保护是在传统的变电器差动保护技术的基础上发展起来的。BCH-1型继电器是具有比率制动雏形的差动继电器，但其比率制动的特性曲线仅有一小段直线，比率制动的特性不很理想。且因BCH-1型继电器内部有一个速饱和变流器，恶化了内部故障短路暂态电流的传变，从而使保护的动作延缓及灵敏度下降。其次由于区内故障时制动绕组中还流过部分短路电流对应二次值，显然这时存在制动量，其灵敏度是不会高的。
微机保护的特点，使得保护装置不必通过模拟电路来构成比率制动量特性，只需通过正确的程序算法设计，就可以获得理想的比率制动特性，并能做到内部轻微故障时不带制动量灵敏地动作。应该指出: 微机型变压器保护中比率制动式差动保护与采用和差式比率制动原理的差动保护，在区内故障时保护仍带制动量动作，其灵敏度仍不会很高，尤其无法检测出变压器内部匝数很少的匝间故障或靠中性点侧的短路故障。复式比率制动的差动保护则克服了上述保护的局限。其“核心”是该种保护的制动电流Ir中复合了差动电流Id和含制动因素的电流ΣІ Ii І,复合制动电流定义式:
Ir= І
Id-Σ І Ii І
І 公式输入法输入
4结语
目前广泛应用于电网的有WBH-100型、LFP-970型、CST100型、CST200型等变压器成套保护装置，其中每类型中又以防止励磁涌流误动的不同方式分为A、B、C三种，A型的比率差动保护采用二次谐波制动原理；B型采用间断角闭锁原理；C型采用对称识别原理。A型主保护中还包含有工频变化量比率差动元件，用于提高变压器小电流故障检测灵敏度。与工频变化量比率差动元件相配合，A型还采用浮动门坎技术，相应增设了相电流工频变化量起动元件。因此A型的保护灵敏度较高，而B型和C型在克服励磁涌流误动方面各自都有特色，尤其是C型克服了变压器空投内部故障时保护因健全相涌流的制动而拒动的问题，提高了保护的可靠性。
应当指出采用二次谐波制动原理的差动保护，在原理上存在着缺陷：三相电力变压器由于剩磁的离散性，三相合闸角的不同以及Y-△变换等原因使得变压器产生涌流时，会有某一相的二次谐波含量很小，使得在励磁涌流出现时闭锁不成立，从而使保护误动。在变压器剩磁较大的情况下, 励磁涌流二次谐波分量的比率占基波分量的比例,有时会小于0.15,尽管这种情况出现的机会很少。间断角制动原理的差动保护，在铁芯剩磁较大时，动作正确率也不高，另外这种原理对硬件要求高，实现方法较困难。
波型对称识别原理比率制动的差动保护在技术上克服了上述两种波形判据原理存在的缺陷。对励磁涌流波形的深入研究试验，发现在内部故障时，各侧电流经电抗互感器TK变换后，差电流的波形是基本对称的，而励磁涌流经TK变换后，有大量的谐波分量存在，波形是间断不对称的。因此鉴别经TK变换后的波形对称性,就可区分励磁涌流和内部故障，于是波型对称识别制动原理的算法就应运而生，并用微机实现了这种新原理的差动保护。这种新原理的算法的实质是将变压器在空载合闸时产生的励磁涌流和故障电流的波形区分出来，这种波形识别是按相实现的，从而解决了变压器空投内部故障时因某一健全相励磁涌流出现保护可能拒动的问题。
微机保护解决“内部故障大短路电流TA严重饱和装置的拒动问题”没有写，开头已提出问题，后面没有写上？
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