变压器差动保护励磁涌流误动分析及解决方案_马刚

科技创新DOI:10.13751/j.cnki.kjyqy.2015.24.170

变压器差动保护励磁涌流误动分析及解决方案

马刚

变压器在运行的过程中，很容易受到励磁涌流的影响而出现差动保护误动的问题，这样就会使得变压器的运行质量下降，变压器的电压调节作用就会大打折扣。因此，就需要采取有效的解决方案，针对出现误动的变压器进行有效的整改，从而保障变压器运行的有效性，使得其不会因为励磁涌流的影响，而出现误动的问题。下面本文就主要针对变压器差动保护励磁涌流误动进行深入的分析，并提出相应的解决方案。

高压侧三相电流呈现励磁涌流特征，二次谐波百分比分别为66％、17％、75％。CST231A型保护装置励磁涌流的判据采用的是“或”制动原理。早期的CST231A装置，因为采样精度不高，为避免误闭锁保护，当某相差流小于icd门槛值后就不再参与谐波闭锁的计算，所以虽然A、C两相的谐波含量很高，但因为差流小于icd，所以没有闭锁保护；而B相的谐波含量为17％小于保护装置整定的20％闭锁定值，且处于动作区内，所以变压器差动保护动作。

1、变压器差动保护动作情况分析

以某220KV变电站1.1某220KV变压器差动保护动作原因分析。

为例，针对其在充电的过程中，因为励磁涌流的影响，而使得变压器出现差动保护误动的情况进行分析。在励磁涌流的影响下，使得该变电站的2号主变出现了差动保护动作，从而使得变压器的三个

侧面的断路器均出现了跳开的问题。具体可见图1。

从上述图中就可以了解到，当220KV变电站2号主变在充电的过程中，出现了空冲的情况，那么会使得C相差电流二次谐波量在9%上下波动。而这时候断路器所出现的跳

图1 差电流中二次谐波含量闸电流也会随之消失一

段时间，在这一时间段内，C相差电流二次谐波量会出现一定的增长，会增长到14%。在220KV变电站的2号主变中，主要采用的保护装置就是RCS-978型保护装置，该装置受到励磁涌流影响的主要判断依据就是分相制动原理。这种保护装置中采用的保护程序主要是利用的最早的一个版本，该保护装置中的相关软件在受到励磁涌流的影响下，虽然已经采用了浮动门槛进行保护，但是也使得C相差电流二次谐波量相应的减少，只占到整个装置二次谐波量的15%左右。如果继续维持这样的状况，那么就会使得二次谐波的闭锁性能被影响，从而使得该功能被大大的放开，这样就会使得变压器出现误动的问题。

下面以某110KV变压器为1.2110KV良村变差动保护动作原因。

研究实例，针对该110KV变压器的差动保护动作出现的原因进行分析。110KV变压器的望良线6号杆中的B相在接地上出现了故障问题，导致114断路器无法进行接地保护，与接地之间的距离为1个动作，在出现接地故障后，114断路器的27ms范围内出现了严重的三相跳闸问题。同时导致了在1358ms范围内出现了重合闸口，使得144断路器能够实现有效的重合。另外，该变压器中的1号主变在受到励磁涌流的影响下，使得其比率制动的动作出现了迟缓，无法有效的避

开励磁涌流的冲击，导致在1358ms路段上，1号主变器三个侧面的断路器的跳动动作均受到了影响，从而就会形成误动问题。详情可见图2。

从图2可以看出，110kV变在区外故障切除及恢复过程中，1号主变 图2 1号主变110kV侧电流录波图

2、励磁涌流造成差动保护动作的原因分析

根据相关的定律可以了解懂啊，在没有受到励磁涌流的影响

下，或者是在没有出现差动保护动作的时候，如果变压器出现故障等问题，那么电流的和也只会表现为0。也就是说，无论电流波形是否出现变化，当输入电流与输出电流相等的情况下，差动保护电流都会是0，并不会出现误动的问题。通常而言，变压器保护都是由保护绕组以及铁芯所构成的。在变压器出现空载合闸情况的时候，或者是其出现了短路问题的时候，就会使得变压器的励磁电流相应的增大，而这样的励磁电流就可以被称作是励磁涌流。励磁涌流在流入到变压器中后，就会使得变压器出现差动保护动作，在一些特殊条件下，变压器就会出现误动的情况。所以，在对励磁涌流导致的差动保护动作进行有效的解决的过程中，就需要从保护定制以及保护原理这两个角度来制定相应的对策，从而防止误动问题的出现。

3、变压器差动保护二次谐波制动门槛整定值

影响三相变压器空载合闸励磁3.1影响励磁涌流大小的因素。涌流的因素很多。根据实践经验，在变压器进行变压器绕组变形和绕组直流电阻试验时，由于向变压器绕组注入了直流分量，其衰减时间较长，也会造成励磁涌流中二次谐波分量的减少。

现场和动模大量数据表明，一些正常3.2整定时应考虑的问题。

变压器励磁涌流情况下的二次谐波分量往往比空投到变压器内部故障情况下的差电流中的二次谐波分量还要低。因此，需要从防误动和防拒动两方面综合考虑二次谐波制动门槛值的问题。

4、提高变压器差动保护躲避励磁涌流能力的措施

要想使得变压器在受到励磁涌流影响4.1差动保护定值整定。下，能够保持保护动作不变，就需要将差动保护的二次谐波制定定值设定为15%。而针对一些较为特殊的变压器，可以利用空充的方式来对变压器的二次谐波进行判明，在将变压器中的录波图二次谐波控制在15%以下的时候，则需要将变压器的差动保护二次谐波系数控制在12%左右，这样可以防止误动问题的出现。

为了能够减少变压器差动4.2RCS-978型保护装置的整改措施。

保护误动的出现，就需要合理的对相关的保护软件进行升级处理。在对变压器进行空冲的时候，需要合理的利用保护装置来对将上下浮动的励磁涌流谐波所定到具体的值上，然后在空充开始的一段时间内到二次谐波系数降低到设定的值后，在时间逐步推移的过程中，使得二次谐波值尽可能的接近整定值，另外，要针对二次谐波定值的变化进行合理的分析，并且要采取辅助性的手段来对励磁涌流的影响进行判断，从而使得变压器的差动保护躲避能力可以相应的得到提升。

对保护软件进行升级：将4.3CST231A型保护装置的整改措施。

原设计中当某相差流小于icd门槛值后就不再参与谐波闭锁的逻辑修改为分3个不同的二次谐波制动区域，并参与谐波闭锁的计算，以增强躲避励磁涌流的能力。

(>>下转第191页）

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DOI:10.13751/j.cnki.kjyqy.2015.24.171

电子产品电磁兼容与防护技术应用研究

王慧 秦清松 陈乃阔 耿士华

一、前言

伴随我们国家经济迅速发展以及居民生活水平不断提高，我们的生活中已经有愈加繁多的电气设备和电子产品的参与，人们生存空间里面存在的电磁能量也在持续增加，而电磁对我们生活所造成的影响也日益增大。怎样在如此复杂的电磁环境里面，解决各种设备之间正常运行同恶劣的电磁环境对人们生活造成的影响，成为现如今迫切需要解决的问题。

来切断电磁噪音得以传递的途径，它的特点是把两部分电路地线系统进行分离，使得共阻抗耦合被限制。滤波则是在频率里面解决这一问题的技术，选用滤波器能够为其提供一条低阻抗道路，提高产品抗扰度以及降低产品EMI噪声。

线路接地其实是为了泄防电荷以及构建电路基准电平而开设的。在电子产品里面，这样做可以使得电路噪音受到抑制以及避免干扰。电路中地线不但可以为其提供点位基准，并且在某些地方还可以作为各级电路间信号传输的返回通路以及其供电通路。结构越是繁杂，该系统设计越发显得重要。通常在制造出的东西里面，部件以及装置里的地线还能够作为信号回流线。另外，系统、分系统和设备间地线只是能够提供电位基准电平，地线上下不通电流。所以在其中的信号传输都要使用双线以及双绞线。在电子产品里，接地体设计、地线的布置和接地线在各种不同频率下阻抗等等不但和产品以及系统电气安全有关，并且和其性能好坏也有联系。

4.2 传播途径

电磁干扰现象出现的时候，最为简单的模型即为逻辑上串联关系的三要素所组成，首先肯定会有着电磁干扰源。其次肯定有着电磁干扰受体，当电磁干扰强度超过准许界限时候，被干扰设备性能将出现混乱。最后一定要在干扰源同干扰受体间井盖耦合通道来传输有害电磁能量。

二、电磁兼容设计概述

依照电磁兼容三要素，降低电磁干扰影响需要通过屏蔽、滤波、接地、隔离等等方法配合才能实现。从源头控制EMI干扰的产生是设计之根本，降低EMI干扰源电磁发射可以通过研究电磁噪声幅值技术以及对扰源如何进行屏蔽、滤波以及接地处理等。屏蔽技术是通过导电材料把干扰源同外界分隔开，原理等同法拉第电磁笼，以此避免干扰源对外界造成电磁干扰；滤波是通过在干扰源输出端搭建滤波电路，为噪声电流提供低阻返回路径，降低环路干扰对外界的影响；接地的本质是为信号设置低阻抗返回路径，如静电泄放、安全保护以及信号参考等。

三、常见电磁干扰源和特性

如果想要解决电磁干扰这一问题，那么就很有必要去认识常见的电磁干扰源。电磁干扰按照形成机理可从自然因素以及人为因素划分成两类。大气放电是我们经常能够见到自然干扰源，大气放电主要以雷电形式表现，在雷电放电过程中，会产生强大的电磁场，这种电磁场会对电子设备产生干扰，轻者导致数据错误，重者导致硬件损坏。此外，太阳系还经常出现强烈电磁现象，这种情况下它以及太阳系附近行星都将发出辐射对电子设备、电子产品造成强烈电磁干扰。情况严重的时候太阳黑子可能将使得电力系统全面停电并且会让全球无线通信失效。地球自身磁场还可能因为种种原因而使得出现大幅度波动，而这样的波动将让电力以及通信系统出现电磁干扰。

日常生活中人为所造成的电磁干扰强度远大于自然干扰源所产生的，对于电磁环境造成的影响也更大。通常，产生人为电磁干扰存在两种情况，首先是由于电子产品运行时候，其电路中交变电流流动。交变电流还能够经过辐射以及传导方式向空间以及周围设备辐射或是传输电磁能，并使得设备受到电磁干扰。另外，运行中的设备其用电量处是一直变化的，这类变化就能够使得电路里电流出现瞬态过程，而这一过程具有很宽广频谱，其所产生电磁波向周围空间散出，并且还能够通过电源电源电路、接地电路以及其他方式往外传播。

五、结束语

通过上文叙述可以知道，电磁干扰普遍的存在于我们生产以及生活里，对其检测和抑制等研究也吸引越来越多的人对其关注。对其进行检测务必得依照电磁检测标准以及规范来开展，要求被测试设备有关参数不能超过相关标准规定的数值。该项检测步骤相对繁杂而且测试项目繁多，所以测试结果不会太理想。因此迫切需要建立自动化电磁兼容检测系统以及探究更优良的测试方法。

（作者单位：山东超越数控电子有限公司；山东省特种计算机重点实验室)

四、电磁污染防护简述

4.1 防护方法与技术

如果想要彻底解决电磁兼容这一问题，那么就要从产品研发时候开始，以及将其贯穿在整个产品以及系统开发等过程里面。通过对国内外一些实际案例能够分析得出，在产品研发生产的时候越是很早注意到这一问题，往往越是能够节约人力物力等。电磁兼容技术其关键之处就在于对于电磁干扰源进行分析研究，并从电磁干扰源头进行控制才是最根本方法。如果想要控制干扰源发射，不但要从干扰源产生机理入手，分析其电磁噪音产生的原因，而且还要广泛使用屏蔽等技术。屏蔽技术主要是使用各式导电原料制造出各种各样壳体使其同大地相连，这样能够切断经过空间的静电耦合等所形成的电磁噪声。隔离其实是通过使用继电器、变压器隔离等方法

(>>上接第190页）

5、结语

本文针对2起变压器励磁涌流引起差动保护误动作的原因进行

了分析，提出了提高变压器躲励磁涌流能力的相应措施，实施结果证明措施是有效的，明显降低了由于受变压器励磁涌流的影响造成变压器差动保护动作情况的发生。

（作者单位：黑龙江省绥化供电公司）

科技与企业 191