主变压器差动继电器保护原理与故障分析

摘 要：主变压器差动继电器保护是变压器的主保护，是电力系统中不可缺少的主要设备，在保障电力系统的稳定运行中有着非常关键的作用。主变压器差动继电器能够在变压器内部发生故障时，快速、准确地切断变压器与电力系统的联系，已达到对电力系统保护的目的。笔者在电力系统工作多年，根据大量的工作实践，对主变压器差动继电器保护原理与故障进行了分析，提出了自己的看法与意见，在主变压器差动继电器的发展上进行了有意义的探索。

关键词：差动继电器；保护；原理；故障分析

随着我国现代化建设的不断加快，电力系统的发展也越来越迅速。电力系统的保护问题一直是我们关心的课题，主变压器差动继电器做为变压器的主保护，是电力系统安全的关键，对它的研究更显得至关重要。本文从主变压器差动继电器保护原理与故障出发，对主变压器差动继电器进行了系统的研究和介绍。

1 主变压器差动继电器保护原理

主变压器差动继电器是一种保护型的继电器，它的主要作用就是保护发电机、点攻击和变压器等。在电力系统的使用中非常广泛，基本上所有的大型电气设备，都是采用差动继电器的保护装置。一般分为BCH型的差动继电器、JCD型的差动继电器、LCD-16型的差动继电器等构成的变压器差动保护。主要原理还是在当变压器内部出现严重的故障时，在任意的一相差动电流大于差速断整定值的时候，差动速断保护就会瞬时动作，跳开高低压各侧开关完成对变压器的保护。

1.1 BCH型的差动继电器构成的变压器保护原理

目前在我国，BCH型的差动继电器构成的变压器保护应用非常广泛，对于35kV及以下的系统，大多选用BCH型带速饱和变流器的差动保护。在我们的实际使用过程中，大多采用速饱和中间变流器的差动继电器来构成差动保护，从而减小励磁涌流对差动保护。BCH型的差动继电器一般分为BCH-1型的差动继电器和BCH-2型的差动继电器两种。

其中BCH-2型的差动继电器的主要工作原理是，由两个平衡线圈WPh1和WPh2，分别接在差动继电器保护的两个手臂上，其中的一个差动线圈Wcd，接在差动回路中，Wcd和WPh都有抽头可以进行调节。在使用过程中，一般情况下，BCH-2型的差动继电器的保护灵敏度会相对较差，很少适用于大容量的变压器。

BCH-1型的差动继电器主要工作原理是，它没有短路线圈但是增加了一个制动绕组，当被保护变压器外部短路时，短路电流就会流过制动线圈，导致铁芯饱和，磁阻增大，使工作线圈和二次线圈之间的传变作用变坏，增大保护装置的动作电流，最终起到保护的作用，在较大容量的变压器中效果会更明显，所以在电力系统中相对于较大容量的变压器，BCH-1型的差动继电器保护装置应用比较广泛。

1.2 JCD型的差动继电器构成的变压器差动保护原理

JCD型的差动继电器一般分为两种4A和2A，差动部分都是使用鉴别波形间断角和二次谐波制动原理构成的，其中内部设有专用的闭锁元件和整流型差动速断元件。JCD型的差动继电器中，保护装置中的差动原件元件是利用波形判别间断角大小原理构成的。并且每相每侧都装有一个电抗互感器，它的作用分别是滤去非周期分量并起到平衡作用。

1.3 LCD-16型的差动继电器的工作原理

LCD-16型的差动继电器的保护原来主要是差电流原理。在工作中把变压器每侧的CT二次电流直接引入到继电器中，在变电器发生故障时，流入与流出设备的电流大小、相位不同，产生差电流使继电器完成保护。LCD-16型的差动继电器的灵敏度比较高，与调试BCH型的差动继电器和JCD型的差动继电器相比调试更加简单。

2 主变压器差动继电器故障分析

在主变压器差动继电器保护工作中，有很多原因会导致差动继电器产生故障，下面我们从差动继电器的使用、差压、定值等几个方面，对JCD型的差动继电器和LCD-16型的差动继电器的工作故障进行分析。

2.1 JCD的差动继电器的故障分析

JCD的差动继电器是通过制动滤波回路中的电感线圈断线，使继电器失去了制动的电压，当时使用的断角低于65°，由此可见在穿越事故发生时，差动电压就会到了一定数值，而出现保护误动作。这时，我们首先要从继电器的本身分析，继电器薄弱环节是制动回路，里面的原件损坏导致装置不能发出警报，导致出现可能误动的事故隐患。晶体管在保护运行的过程中，由于时间过长导致元件老化和部分位置绝缘性降低，也是导致继电器故障的一个不可忽视的原因。

2.2 LCD-16型的差动继电器保护故障分析

LCD-16型的差动继电器当在差压偏高、定值偏低、调试方法不成熟时都会产生故障。如LCD-16型的差动继电器在运行过程中，尤其是达到满负荷的时候，压差就会偏高，在继电器上不一定会有合适的抽头与之匹配，我们只能取比较接近的抽头来进行整定，并且没有可以调整的合适地方，必然会出现压差偏高。或LCD-16型的差动继电器工作时，继电器的动作值通常选变压器各侧电流及CT变化来计算出数值，从而选择较为接近的电抗器抽头。这样做虽然对保护灵敏度有好处，但是会导致动作值偏低，当出口故障时，继电器理论上虽然能有制动作用，但定值偏低必然会引起误动的可能，所以在使用过程中要适当地加大一些动作定值，才能大大降低保护误动的可能性。另外，一个好的继电器，正确的调试方法是必须的，如果调试方法不成熟也会引起LCD-16型的差动继电器的故障。

3 结束语

主变压器差动继电器在保护变压器方面的良好功能，使其在电力系统中的地位越来越重要。对主变压器差动继电器保护原理与故障进行深入的研究，是促进电力系统发展的一个重要方法。本文从实际出发，根据笔者大量的工作实践，对主变压器差动继电器保护原理与故障进行了分析和探讨，提出了有建设性的意见，在我国主变压器差动继电器的发展道路上进行了有意义的探索。

参考文献

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