變壓器組配護衛定理解析及研討

21ic 智能電網：過高的穩態過勵磁工況下，鐵心嚴重飽和，造成勵磁電抗Xe減小、勵磁電流劇增，可高達變壓器額定電流的43%，勢必造成保護的誤動。更為嚴重的是，變壓器在發生勵磁涌流時勵磁電流可高達額定電流的10倍以上，它將流入變壓器保護的差動回路中，變壓器空載合閘或外部故障切除后，當變壓器端電壓突然恢復時，將產生勵磁涌流，此種情況下要求保護不誤動實屬困難。

正常運行的變壓器，根據系統的運行要求，需要調整分接頭，這會帶來不平衡電流。變壓器有兩個或三個電壓等級，構成差動保護的CT的額定參數不同，也將帶來不平衡電流。變壓器差動保護能反映高、低壓繞組的匝間短路，而匝間短路時雖然短路環中的電流很大，但流入差動保護中的電流可能不大;保護能反映高壓側(中性點直接接地系統)經高阻接地的單相短路，此時故障電流較小。

當變壓器繞組匝間短路時，變壓器仍帶負荷。這就是說變壓器內部故障時被保護設備仍流出電流，將影響保護的靈敏度。為降低制造成本，現代大型變壓器的工作磁密都取得很高，通常接近飽和磁密，更加大了勵磁涌流的水平，使差動保護的難度更大。

綜上所述，傳統的變壓器差動保護一方面要躲過由于種種原因產生的很大的不平衡電流，另一方面卻要求能反映輕微的內部匝間短路。而上述兩方面是相矛盾的，也正是由于上述原因造成電力系統的規模不斷擴大，與此同時，變壓器保護雖有一定程度的提高，但與線路、發電機保護相比，提高的速度太慢，遠遠落后于電力系統變壓器的發展。

對于提高勵磁涌流判別方法的探索在當前的實際應用和研究中，對勵磁涌流的判別方法主要有：二次諧波制動法、間斷角原理、電壓制動原理、磁通特性原理和等值電路法等。

波形對稱原理是一種基于波形識別原理的保護方法，其理論基礎認為故障下的電流波形是基本對稱的，而涌流下波形是不對稱的。由于故障波形的千差萬別，這一假設是否成立還有待檢驗。

如果把變壓器看作是一個線性的電氣元件，則電壓制動原理和電流制動原理(包括二次諧波制動和間斷角原理)是完全等價的，二次諧波電流制動可以等價地表示為二次諧波電壓制動。由于變壓器的非線性勵磁特性，電壓和電流并非是線性相關的，而是系統中獨立的變量，因此一個變壓器的運行狀態，應同時包括電壓、電流的信息才能完全表征。雖然，變壓器保護的目的只是正確區分出各種故障，未必需要變壓器全部的狀態量，但由于電力系統日趨龐大，變壓器運行方式日趨復雜，應用較少的信息量已難以滿足鑒別的需要。