摘要： 电力变压器是发电厂和变电站的主要电气设备之一，对电力系统的安全稳定运行至关重要，尤其是大型高压、超高压电力变压器造价昂贵、运行责任重大。一旦发生故障遭到损坏，其检修难度大、时间长，要造成很大的经济损失；另外，发生故障后突然切除变压器也会对电力系统造成或大或小的扰动。因此，对继电保护的要求很高。
关键词： 变压器 差动保护 电流互感器 TA 联接组
0 引言
电力变压器是发电厂和变电站的主要电气设备之一，对电力系统的安全稳定运行至关重要，尤其是大型高压、超高压电力变压器造价昂贵、运行责任重大。一旦发生故障遭到损坏，其检修难度大、时间长，要造成很大的经济损失；另外，发生故障后突然切除变压器也会对电力系统造成或大或小的扰动。因此，对继电保护的要求很高。
作为电力变压器的主保护之一的变压器差动保护历来得到广大保护同行们的重视，对其主要保护原理的研究已经相当有成果。但是对于其电流互感器(TA)及其联接组的若干问题尚留有进一步探讨的余地，如：(1) 变压器各侧TA联接组的变比匹配 和相位修正；(2) TA饱和时的对策；(3) TA二次电路断线或短路时的对策；(4) TA的相序、极性和接地问题等。
这些问题处理的不好也会直接影响变压器差动保护的可靠工作，降低保护性能。特别是现在大量采用的微机型变压器差动保护，由于具有了更加强大的数据处理、计算、逻辑判断等软件功能，更应该很好处理和解决这些问题。本文针对这些问题并通过长期在变压器保护方面的研究、设计和应用中的体会，对变压器差动保护中变压器各侧电流互感器 TA及其联接组的若干问题专门作了探讨。
1 电流互感器TA联接组的变比匹配和相位修正
一般来说，在电力变压器中有电流流过时，通过变压器各侧电流互感器TA的二次电流不会正好完全平衡，这是由于变压器的变比和接线组别以及变压器各侧的电流互感器TA的变比和接线等情况有关。因此，变压器差动保护系统设计时必须考虑下列各项因素，使得经过合理匹配的各侧电流才能进行比较。这些因素主要是：1) 变压器各侧的电压等级，包括分接头情况；2) 变压器各侧的电流互感器情况及其接线方法；3) 变压器Y-△接线下造成的电流相位角差；4) 变压器Y接线绕组侧的中性点接地情况；5) 变压器△侧有无接地故障零序电流电源。
常规的变压器差动保护装置，普遍采用合理的选择电流互感器TA的应用接线方式修正相位差，并通过装置内部的器件进行变比匹配或者通过专用的外部辅助电流互感器进行变比匹配，从而解决这些问题，这里不再赘述。目前，微机型变压器差动保护装置普遍利用本身方便的计算条件，通过保护软件单纯地以数学方法来实现匹配各种变压器和其电流互感器TA的变比，以及被保护变压器接线组别形成的相位差。不需要装置内部的器件进行变比匹配或专用的外部辅助电流互感器进行变比匹配。
一般情况下，微机型变压器差动保护装置可以采用如下的数学表达式模拟变压器各侧电流的匹配情况，不再要求电流互感器TA的接线方式。其通常的编程系数矩阵数学表达式如下：
式中：Idset为检查断线或短路差动电流门坎值； k为 检查断线或短路的比率系数。
在以上判据的实际应用中，为了满足不同用户的需要，该判据元件可以设计为通过配置字选择仅仅发出告警信号，或者选择发出告警信号并且闭锁比率差动保护，或者选择不投入此判据元件。在选择了发出告警信号并且闭锁比率差动保护时，在此选择下还可以选择“永久”闭锁比率差动保护或相电流增大超过1.2Ie时自动解除闭锁比率差动保护。
由于以上判据选择了电流量和电压量综合判别，所以对于电流互感器二次电路的各种断线或短路情况都能够很好地判别出来。因此，不仅全面增加了电流互感器二次电路故障情况的判别类型范围，而且对于电流互感器二次电路的各种各样的断线或短路情况判别得更准确、更可靠、更全面。
4 电流互感器TA接线的相序、极性和接地问题
变压器差动保护按照有关的规定在保护投运前要严格检查输入保护装置的电流互感器接线电路的相序和极性，确保变压器差动保护的正确工作。但是工程实践反映，由于各种各样的原因，现场确有接错变压器各侧电流互感器三相电路的接线，导致相序和极性错误的情况发生，造成变压器差动保护不应有的误动。如果保护装置本身可以直观的显示输入的变压器各侧电流量的相角、幅值，那么对于变压器差动保护的各侧电流互感器接线的相序和极性检查会有很大的帮助，对变压器差动保护的安全稳定运行又多了一份保证。基于此考虑，利用微机型保护的较强的人机接口功能，可以直观显示变压器各侧电流量的相对相位角度和幅值，显示差流的幅值等，观察输入电流量的测量情况。因此，在变压器投运后带有轻负荷的情况下，由现场的保护技术人员通过观察变压器差动保护装置测量显示的变压器各侧电流量的情况和差流的情况，绘出变压器各侧电流量的相量图，就可以直接分析验证变压器各侧电流互感器TA电路接线是否正确。如果通过观察分析和得到的相量图确认接入变压器差动保护装置的变压器各侧的相电流电路接线正常，仅仅有显示的差流不正常，那么有可能是保护装置本身的数字化平衡变压器各侧电流量的整定值整定有问题，从而也验证了保护装置的数字化平衡变压器各侧电流量的整定值是否正确。
变压器差动保护的二次电流回路接线的另外一个值得注意的问题是：接地点问题。关于仪用互感器的二次回路必须有可靠的接地的要求，在国内外的相应规程中都有明确的规定。例如，在1983年部颁《继电保护和安全自动装置技术规程》中，就有如下条文： 电流互感器的二次回路应有一个接地点，并在配电装置附近经端子排接地。但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。
工程实践中反映，确有将接入变压器差动保护装置的电流互感器二次回路多点接地的情况发生，造成变压器差动保护装置误动或异常。解决这一问题一方面靠严格执行有关的规程进行施工外，另一方面同样在变压器投运后带有负荷的情况下，由现场的保护技术人员通过观察变压器差动保护装置测量显示的差流的情况分析解决。如果变压器差动保护装置测量显示的差流不正常，在排除了TA相序接线错误和装置本身数字化平衡变压器各侧电流量的整定值错误的情况下，那么可以检查电流互感器TA二次回路是否有多点接地的情况存在。
此外，对于变电站内的地网也要按照有关规程的要求安全可靠的构成一个完整的等电位面的地网，无论主控制室内的地网和开关站的地网都要可靠安全的互连，二次设备的接地点也一定要按照有关规程安全可靠的接在地网上。以免开关站内发生接地故障时串入高压造成二次电缆烧毁和损坏二次的保护控制设备或一些意想不到的事情发生，对保护的正确工作造成影响。
5 结束语
以上的分析，探讨了变压器差动保护中电 流互感器及其联接组的若干问题，这些问题往 往对于变压器差动保护的正确工作影响很大。不能 够很好的解决这些问题，就会直接影响变压器差动 保护的性能，甚至造成变压器差动保护的误动或拒 动。实际应用中，由此引起的变压器差动保护的不正常工作情况也时有发生。
本文介绍的方法已经在实际装置中得到了很好的应用，RTDS数字仿真试验、动模试验和实际现场应用都取得了满意的效果，很好地解决了这些问题。
参考文献
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