1、問題的提出
按差動(dòng)原理構(gòu)成的繼電保護(hù)裝置具有動(dòng)作速度快，靈敏度高，不受外部短路影響，不受系統(tǒng)振蕩影響等優(yōu)點(diǎn)。因而差動(dòng)原理在構(gòu)成繼電保護(hù)裝置上，得到了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)差動(dòng)原理用于保護(hù)變壓器時(shí)，需要解決在構(gòu)成其他設(shè)備差動(dòng)保護(hù)時(shí)，所未遇到的如下特殊問題。
（1） 必須采取措施，平衡被保護(hù)變壓器各側(cè)電流互感器二次電流在數(shù)值和相位上的差異。
（2） 必須采取措施，防止在變壓器空載投入或短路切除后電壓恢復(fù)時(shí)，產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。
（3） 在變壓器裝有調(diào)壓設(shè)備的情況下，變壓器的變比經(jīng)常變化，差動(dòng)保護(hù)也必須適應(yīng)于這種情況。
（4） 差動(dòng)保護(hù)還應(yīng)采取措施，防止在變壓器過勵(lì)磁情況下誤動(dòng)作。
針對(duì)上述四點(diǎn)，在變壓器差動(dòng)保護(hù)的接線設(shè)計(jì)中和差動(dòng)裝置的內(nèi)部構(gòu)成上，采取了相應(yīng)的措施，來防止差動(dòng)保護(hù)在各種預(yù)想情況下誤動(dòng)作。這就不可避免地導(dǎo)致變壓器差動(dòng)保護(hù)的復(fù)雜化，其結(jié)果降低了差動(dòng)保護(hù)的可靠性。大量的統(tǒng)計(jì)資料表明，變壓器差動(dòng)保護(hù)的正確動(dòng)作率低于其他設(shè)備（如發(fā)電機(jī)）差動(dòng)保護(hù)的正確動(dòng)作率。根據(jù)近年來繼電保護(hù)動(dòng)作情況的統(tǒng)計(jì)資料表明，變壓器差動(dòng)保護(hù)的平均正確動(dòng)作率只有60％，而發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)的平均正確動(dòng)作率高于90％。
在近代變壓器差動(dòng)保護(hù)中，廣泛采用了諧波制動(dòng)原理來防止在變壓器出線勵(lì)磁涌流時(shí)，差動(dòng)繼電器誤動(dòng)作。由于大量采用電力電容器作為無功功率補(bǔ)償裝置以及高壓電力電纜線路的增加，使得在變壓器內(nèi)部短路時(shí)，短路電流中的諧波分量增加。當(dāng)短路電流中的諧波分量進(jìn)入差動(dòng)回路時(shí)，如不采取措施，諧波制動(dòng)的差動(dòng)繼電器有延遲動(dòng)作或拒動(dòng)的危險(xiǎn)。所以，在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，特別是220kv以上系統(tǒng)中，對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)提出了更高的要求，迫切需要研制出性能更加完善的變壓器差動(dòng)保護(hù)。
2、分側(cè)差動(dòng)保護(hù)的構(gòu)成方式及應(yīng)用特點(diǎn)
分側(cè)差動(dòng)保護(hù)，就是從改變變壓器差動(dòng)保護(hù)的構(gòu)成方式上，來解決變壓器差動(dòng)保護(hù)存在的若干問題，其接線如圖一所示。變壓器分側(cè)差動(dòng)保護(hù)方案的出發(fā)點(diǎn)，就是把多繞組變壓器的各側(cè)繞組及其引線，分別看作是一個(gè)獨(dú)立的單元，如同發(fā)電機(jī)的定子繞組及引線一樣。對(duì)變壓器的各側(cè)繞組和引線分別采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。這樣就可以用接線簡(jiǎn)單、可靠性較高的發(fā)電機(jī)型縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)來保護(hù)變壓器，這一新的概念可以解決在設(shè)計(jì)變壓器差動(dòng)保護(hù)時(shí)，所遇到的若干問題。
顯然，分側(cè)差動(dòng)保護(hù)具有以下特點(diǎn)。
（1） 因?yàn)椴徽搧碜宰儔浩髂囊粋?cè)的勵(lì)磁涌流，都要流過該側(cè)差動(dòng)保護(hù)的兩組電流互感器，并得到平衡，而不會(huì)流到差回路。所以，分側(cè)差動(dòng)保護(hù)可不考慮勵(lì)磁涌流的影響。
（2） 在變壓器過勵(lì)磁時(shí)，過勵(lì)磁電流只存在于變壓器的某一側(cè)，在該側(cè)的差動(dòng)回路中也是平衡的。所以，可以不考慮過勵(lì)磁引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作的問題。
（3） 各側(cè)差動(dòng)保護(hù)在該側(cè)內(nèi)達(dá)到電流平衡。當(dāng)由于變壓器調(diào)壓而引起各側(cè)之間的電流變化時(shí)，不會(huì)有不平衡電流流入差回路，因而可以不考慮變壓器調(diào)壓的影響。
各側(cè)差動(dòng)保護(hù)的電流互感器二次側(cè)可以采用星形接線，能提高對(duì)變壓器繞組及引線單相接地短路故障的靈敏度。當(dāng)被保護(hù)的繞組中性點(diǎn)直接接地時(shí)，保護(hù)的靈敏度與繞組的接地點(diǎn)位置無關(guān)，保護(hù)區(qū)間為繞組的100％。圖二示出了在變壓器繞組中性點(diǎn)直接接地電流的標(biāo)么值；橫坐標(biāo)為故障點(diǎn)離開中性點(diǎn)的距離百分?jǐn)?shù)a(n點(diǎn)為0，a點(diǎn)為100％)。不難看出，在繞組上任何一點(diǎn)短路時(shí)，都可以保證足夠的靈敏度。
在500kv電力變壓器的高壓側(cè)中性點(diǎn)接有調(diào)壓變壓器的情況下，該側(cè)的分側(cè)差動(dòng)保護(hù)對(duì)調(diào)壓繞組的接地故障有較高的靈敏度，可使調(diào)壓變壓器的保護(hù)適當(dāng)簡(jiǎn)化。
（1） 由于采用了接線簡(jiǎn)單，正確動(dòng)作率高的發(fā)電機(jī)型縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，而提高了差動(dòng)保護(hù)的可靠性。另外，由于差動(dòng)回路的計(jì)算不平衡電流小，保護(hù)的動(dòng)作電流可以整定的較低（可低于變壓器額定電流的20％）。因而擴(kuò)大了對(duì)變壓器繞組接地及相同故障的保護(hù)范圍。
（2） 分側(cè)差動(dòng)保護(hù)中不反應(yīng)繞組不接地的匝間短路故障。某些型號(hào)的變壓器型差動(dòng)保護(hù)，在理論上可以反應(yīng)匝間的短路故障，但由于保護(hù)的動(dòng)作值比較高，匝間短路時(shí)反應(yīng)到繞組端的電流變化比較小，并且和短路匝數(shù)的多少、短路匝的位置、短路回路的阻抗等多種因素有關(guān)。所以，縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)對(duì)匝間短路故障的靈敏度很難定量計(jì)算，難以確定對(duì)多少匝、在什么位置的匝間短路，有多大的靈敏度。實(shí)踐證明，保護(hù)變壓器的匝間短路，主要還是靠瓦斯保護(hù)。
分側(cè)差動(dòng)保護(hù)也可以用來保護(hù)自耦變壓器，其接線方式如圖三。此時(shí)高、中壓側(cè)的分側(cè)差動(dòng)保護(hù)可用一套差動(dòng)繼電器。
3、結(jié)束語(yǔ)
采用分側(cè)差動(dòng)保護(hù)要求在變壓器的每側(cè)繞組的兩端都裝設(shè)電流互感器，這對(duì)于500kv電力變壓器的220kv和500kv側(cè)完全可以做到，但對(duì)于低壓側(cè)繞組，兩端要裝設(shè)電流互感器，有時(shí)由于變壓器結(jié)構(gòu)上的限制，會(huì)遇到某些困難。所以變壓器分側(cè)差動(dòng)保護(hù)應(yīng)用于220kv以上的變電所更為合理。