变压器微机差动保护中相位和幅值校正

    变压器变比、电流互感器变比、变压器接线组别、电流互感器特性、有载调压变压器分接头、理论计算的误差等都是影响变压器差动保护的因素。其中变压器变比、电流互感器变比、变压器接线组别是主要因素。

    变压器变比不同，则其各侧电压不同，而高低压侧流过功率不变，造成正常情况下变压器各侧一次电流不同。由于变压器高低压侧一次电流不同，而电流互感器都是按标准变比生产的，变压器变比也是按标准生产的，因此两侧电流互感器变比之间的倍数不可能与变压器两侧的倍数相等，从而导致保护中产生不平衡电流。变压器变比和电流互感器的变比造成的误差都是幅值上的差异，这方面的处理，对于微机保护而言，是非常容易的，即对输入量和相位校正后的中间量乘以相应的某个比例系数即可。目前国内绝大部分厂商（如南自厂等）的微机差动保护，是以一侧为基准，把另一侧的电流值通过一个比例系数换算到基准侧。采取这种方法，装置定值和动作报告都是采用有名值。

    变压器不同的接线组别，除高低压绕组同时采用星形或三角形接线外，都会导致变压器高低压侧电流相位不同，而相位不同又会使差动保护中产生差流。工程中最常见的是Yd11接线的变压器，这种接线组别的变压器，低压侧电流超前高压侧电流30°。此外，如果星形侧为中性点接地运行方式，当高压侧线路发生单相接地故障时，变压器星形侧绕组将流过零序故障电流，该电流将流过高压侧电流互感器，相应地会传变到电流互感器二次侧，而变压器三角形侧绕组中感应出的零序电流仅能在其绕组内部流过，而无法流经低压侧电流互感器。这些都将使差动保护装置中产生差流或不平衡电流。

    在微机保护内，变压器各侧电流存在的相位差通常由软件自动进行校正，而变压器各侧的电流互感器均采用星形接线，各侧电流方向均指向变压器，如图8-5所示。在用软件消除变压器接线方式产生的不平衡电流时，必须同时消除相位误差和零序电流误差，目前大多采用两种方法。

    图8-5    Yd11接线的变压器微机差动保护原理接线

    一种方法是由星形侧向三角形侧归算。对于Yd11接线的变压器，其校正方法如下：

式中：A2、B2、C2为星形侧电流互感器二次电流；′A2、′B2、′C2为星形侧校正后的各相电流；a2、b2、c2为三角形侧电流互感器二次电流；′a2、′b2、′c2为三角形侧校正后的各相电流。经过软件校正后，差动回路两侧电流之间的相位一致，如图8-6(b)所示。其他接线方式的校正方法可以类推。

    图8-6    Yd11变压器电流互感器为Y/Y连接时相位补偿相量图

   (a)电流互感器一次侧电流相量；(b)星形侧向三角形侧调整；(c)三角形侧向星形侧调整

    另一种方法是由三角形侧向星形侧归算（电流互感器一、二次侧均采用星形接线）。星形侧一般为电源侧，会产生励磁涌流，采用传统的星形侧向三角形侧归算方法，星形侧电流两矢量相减调整相角差，就会消掉一部分励磁涌流，采用由三角形侧向星形侧归算后，励磁涌流和故障特征会更加明显，动作速度也能提高，RCS978保护就是采用这种方法。由于考虑到星形侧可能流过的零序电流对差流的影响，RCS978采用对星形侧每相电流都减去零序电流的方式。三角形侧的相位调整，采用矢量相减的方法，同时需除以√3以消除矢量相减对幅值增大的影响。对于Yd11接线的变压器，其校正方法如下：

式中：0为星形侧零序二次电流。经过软件校正后，差动回路两侧电流之间的相位一致，如图8-6 (c)所示。其他接线方式的校正方法可以类推。