本文闡述了變壓器差動保護中電流互感器(TA)及其聯(lián)接組的若干技術(shù)問題的重要性。對這些問題給出了 所采用的解決方法：利用數(shù)學方法解決TA聯(lián)接組的匹配；針對TA飽和的附加穩(wěn)定區(qū)判別法；電流電壓量綜 合判別法識別TA二次電路斷線或短路問題；加強保護的人機接口功能避免TA的相序、極性和接地問題。
關(guān)鍵詞：電流互感器TA；TA聯(lián)接組；TA飽和

Discussion of several questions of the current transformer (TA) and connection group of its secondary circuit in the transformer differential protection

QUAN Xian-jun

(Yantai Dongfang Electronics Information Industtry Co.,Ltd,Yantai 264000,China)

Abstract: This paper proposes the important of several questions of the current transformer (TA) and connect group of it's secondary circuit in the transformer differential relay.The solution about them is introduced:adopt math method to solve the mismatch of TA connect group;the method of add-on stabilization area distinguish TA saturation; the integration method of current and voltage distinguish the break and short of TA secondary circuit; The question of phase sequence and polarity and earth are avoided by stronger HMI.
Key words: current transformer(TA);TA connect group;TA saturation;break and short

0 引言
電力變壓器是發(fā)電廠和變電站的主要電氣設(shè)備之一，對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行至關(guān)重要，尤其是大型高壓、超高壓電力變壓器造價昂貴、運行責任重大。一旦發(fā)生故障遭到損壞，其檢修難度大、時間長，要造成很大的經(jīng)濟損失；另外，發(fā)生故障后突然切除變壓器也會對電力系統(tǒng)造成或大或小的擾動。因此，對繼電保護的要求很高。
作為電力變壓器的主保護之一的變壓器差動保護歷來得到廣大保護同行們的重視，對其主要保護原理的研究已經(jīng)相當有成果。但是對于其電流互感器(TA)及其聯(lián)接組的若干問題尚留有進一步探討的余地，如：(1) 變壓器各側(cè)TA聯(lián)接組的變比匹配 和相位修正；(2) TA飽和時的對策；(3) TA二次電路斷線或短路時的對策；(4) TA的相序、極性和接地問題等。
這些問題處理的不好也會直接影響變壓器差動保護的可靠工作，降低保護性能。特別是現(xiàn)在大量采用的微機型變壓器差動保護，由于具有了更加強大的數(shù)據(jù)處理、計算、邏輯判斷等軟件功能，更應(yīng)該很好處理和解決這些問題。本文針對這些問題并通過長期在變壓器保護方面的研究、設(shè)計和應(yīng)用中的體會，對變壓器差動保護中變壓器各側(cè)電流互感器 TA及其聯(lián)接組的若干問題專門作了探討。

1 電流互感器TA聯(lián)接組的變比匹配和相位修正
一般來說，在電力變壓器中有電流流過時，通過變壓器各側(cè)電流互感器TA的二次電流不會正好完全平衡，這是由于變壓器的變比和接線組別以及變壓器各側(cè)的電流互感器TA的變比和接線等情況有關(guān)。因此，變壓器差動保護系統(tǒng)設(shè)計時必須考慮下列各項因素，使得經(jīng)過合理匹配的各側(cè)電流才能進行比較。這些因素主要是：1) 變壓器各側(cè)的電壓等級，包括分接頭情況；2) 變壓器各側(cè)的電流互感器情況及其接線方法；3) 變壓器Y-△接線下造成的電流相位角差；4) 變壓器Y接線繞組側(cè)的中性點接地情況；5) 變壓器△側(cè)有無接地故障零序電流電源。
常規(guī)的變壓器差動保護裝置，普遍采用合理的選擇電流互感器TA的應(yīng)用接線方式修正相位差，并通過裝置內(nèi)部的器件進行變比匹配或者通過專用的外部輔助電流互感器進行變比匹配，從而解決這些問題，這里不再贅述。目前，微機型變壓器差動保護裝置普遍利用本身方便的計算條件，通過保護軟件單純地以數(shù)學方法來實現(xiàn)匹配各種變壓器和其電流互感器TA的變比，以及被保護變壓器接線組別形成的相位差。不需要裝置內(nèi)部的器件進行變比匹配或?qū)Ｓ玫耐獠枯o助電流互感器進行變比匹配。
一般情況下，微機型變壓器差動保護裝置可以采用如下的數(shù)學表達式模擬變壓器各側(cè)電流的匹配情況，不再要求電流互感器TA的接線方式。其通常的編程系數(shù)矩陣數(shù)學表達式如下：

式中： [IOUT]為匹配后的該側(cè)電流I_a、I_b、I_c的矩陣；K_n為該側(cè)變比平衡系數(shù)； [A]為該側(cè)相位平衡系數(shù)的矩陣； [I_IN]為該側(cè)輸入裝置的電流I_A、I_B、I_C的矩陣；
如果采用零序電流補償方式，其通常的編程系數(shù)矩陣數(shù)學表達式如下：

式中：[I₀]為該側(cè)零序電流的矩陣；K₀為該側(cè)零序變比平衡系數(shù)。
例如，對于如圖1所示的變壓器接線情況，如果設(shè)定輸入微機型變壓器差動保護裝置的變壓器主一次和主二次電流的各側(cè)電流互感器 TA均為星形接法，且同名端均在變壓器的外側(cè)，那么保護裝置電流互感器TA聯(lián)接組的變比匹配和相位修正方式可以采用如下兩種方式：

方式一，變比匹配和相位修正按照無零序補償?shù)某Ｒ?guī)方式。按照式(1)確定的各側(cè)編程矩陣方程如下：

方式二，有零序補償?shù)姆绞健Ｋ母鱾?cè)編程矩陣方程按照式(2)和式(1)確定如下：

它們之間的區(qū)別主要是：方式一符合常規(guī)使用方式，應(yīng)用經(jīng)驗豐富；方式二對于變壓器一次側(cè)的接地故障靈敏度較方式一好；方式二由于對于變壓器一次側(cè)電流互感器輸入的電流沒有相關(guān)合成，因此對于變壓器產(chǎn)生的勵磁涌流的原始特征保留情況可能比方式一好些；方式二的缺點是需要輸入保護裝置接地側(cè)的零序電流，應(yīng)用經(jīng)驗不夠豐富。
通過以上分析和在實際應(yīng)用中的體會，采用純數(shù)學方法依靠軟件實現(xiàn)電流互感器TA聯(lián)接組的變比匹配和相位修正方式帶來的好處是：可靠性高、方式靈活、不受環(huán)境影響、經(jīng)濟性好、修改方便等。但是，在應(yīng)用中一定要注意選擇的變比平衡系數(shù)的限制范圍，避免變比平衡系數(shù)本身放大保護的采樣值影響保護工作。