1、变压器差动保护中电流互感器 TA及其联接组的若干问题探讨 【摘要】本文阐述了变压器差动保护中电流互感器 TA及其联接组的若干技术问题的重要性。对这些问题给出了所采用的解决方法：利用数学方法解决 TA联接组的匹配；针对 TA饱和的附加稳定区判别法；电流电压量综合判别法识别 TA 二次电路断线或短路问题；加强保护的人机接口功能避免 TA的相序、极性和接地问题。 【关键词】电流互感器 TA， TA联接组， TA 饱和，断线或短路 1 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
2、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）变压器各侧电流互感器 TA 联接组的变比匹配和相位修正； 2）电流互感器 TA 饱和时的对策； 3） .电流互感器 TA 二次电路断线或短路时的对策； 4）电流互感器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
3、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。 2 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； 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
4、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。 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
5、 数学表达式如下： IOUT = Kn?A?IIN （ 2-1） 式中： IOUT?D 匹配后的该侧电流 Ia、 Ib、 Ic 的矩阵； Kn ?D 该侧变比平衡系数； A ?D 该侧相位平衡系数的矩阵； IIN?D 该侧输入装置的电流IA、 IB、 IC的矩阵 如果采用零序电流补偿方式，其通常的编程系数矩阵数学表达式如下： IOUT = Kn?A?IIN+K0?I0 （ 2-2） 式中： I0?D 该侧零序电流的矩阵； K0 ?D 该侧零序变比平衡系数 保护装置电流互感器 TA联接组的变比匹配和相位修正方式可以采用如下两种方式： 方式一，变比匹配和相位修正按照无零序补偿的常规方式。按照式（
6、2-1）确定的各侧编程矩阵方程如下： 方式二，有零序补偿的方式。它的各侧编程矩阵方程按照式（ 2-2）和式（ 2-1）确定如下： 通过以上分析和在实际应用中的体会，采用纯数学方法依靠软件实现电流互感器 TA 联接组的变比匹配和相位修正方式带来的好处是：可靠性高、方式灵活、不受环境影响、经济性好、修改方便等。但是，在应用中一定要注意选择的变比平 衡系数的限制范围，避免变比平衡系数本身放大保护的采样值影响保护工作。 对于发生在被保护变压器区外的故障引起的电流互感器 TA饱和，利用故障发生的最初的 1/4T 1/2T时间内，可以通过高值的初始制动电流（ ITA ）检测出来，此制动电流会将工作点短暂的
7、移至附加稳定特性区内。反之，当变压器区内故障时，由于差动电流很大，其与制动电流的比值引发的工作点会立即进入比率差动保护的动作特性区内。因此，保护通过测量的电流量值引发的工作点是否在附加稳定特性区内，在半个周期内由此判别作出决定。一旦检查出外部故障引起电 流互感器 TA饱和，可以选择差动保护自动闭锁了比率差动保护，并按照整定的时间（ TTA）内一直有效闭锁比率差动保护，直到整定的时间到时才解除闭锁。 在外部故障引起的电力互感器 TA饱和闭锁了比率差动保护期间，如果发生故障变化在变压器保护区内也发生了故障，其引发的工作点稳定地连续两个周期工作在高定值的动作区内，那么电流互感器 TA 饱和闭锁会被立即解除。由此可靠地检查出被保护变压器发展中的故障而迅速动作。 3 结束语。本文以上的分析，探讨了变压器差动保护中电流互感器 TA 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。
