变压器空投差动动作,分析原因对不?

变压器的差动保护是反应变压器各端电流互感器二次电流流入差动继电器的电流差而动作的。在保护范围内无故障时，差动继电器内不平衡电流应接近于零。但在某些情况下，保护范围内无故障时差动继电器内仍有较大的不平衡电流。本次对变压器差动保护的这个特点进行介绍，并简单分析了此次变压器差动保护动作的原因。
差动保护是用某种通信通道将电气设备两端的保护装置纵向联接起来，并将两端的电气量进行比较，从而判断保护是否动作。正常状态下保护范围内流入与流出的电流应该相等，当保护范围内发生故障时，其流入与流出的电流就不相等了。差动保护就是根据这个不平衡电流动作的。因此，这种保护方法有很高的动作选择性和灵敏度，适用于保护大容量、强电流、高电压及对灵敏度要求高的电气设备。所以，这种方法广泛用于保护大容量、高电压的变压器，并以其优越的保护性能成为大容量、高电压变压器的主要保护方法。然而值得注意的是，由于变压器在结构和运行上具有一些特点，因此在实际运行中保护范围内无故障时，差动保护装置也具有较大的不平衡电流，这种不平衡电流可能引起差动保护装置的保护动作。现在将就这次变压器差动保护动作的原因加以简单的分析。
1、 变压器励磁涌流的存在
变压器励磁电流 （激磁电流）仅流经变压器的某一侧，因此通过电流互感器反应到差动回路中将形成不平衡电流。稳态运行时，变压器的励磁电流不大，只有额定电流的2-5%。在差动范围外发生故障时，由于电压降低，励磁电流减小。所以这两种情况下所形成的不平衡电流都很小，对变压器的差动保护影响不大。
但是，当变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复的情况下，则可能出现很大的励磁电流即励磁涌流。这个现象的存在是由于变压器铁心饱和及剩磁的存在引起的，具体分析如下：
当二次侧开路而一次侧接入电网时（指主变合闸，低压分闸状态），一次电路的方程为

u1=umcos(wt+α)=i1R1+N1dφ/dt (1)
u1：一次电压，
um：一次电压的峰值，
α：合闸瞬间的电压初相角，
R1：变压器一次绕组的电阻，
N1：变压器一次绕组的匝数，
φ： 变压器一次侧磁通。 （由于i1R1相对比较小，在分析瞬态过程初始阶段可以忽略不计） 所以
umcos(wt+α)= N1dφ/dt
dφ= ( um/ N1) cos(wt+α) dt
积分，得
φ=( um/ N1) sin(wt+α)+c
φ=φm sin(wt+α)+c （φm为主磁通峰值，c为积分常数。）
设铁芯无剩磁当t=0时，φ=0 所以c=-φmsinα
所以空载合闸磁通为
φ=φm sin(wt+α) -φmsinα （2）
由（2）式可得空载合闸磁通的大小与电压的初相角α有关考虑最不利情况
当α=90度时，电压过零
φ=φm sin(wt+90°) -φm=φmcoswt-φm
电压过零点时变压器主磁通的变化 磁通有两个分量，周期分量φmcoswt与非周期分量φm，此时磁通的最大值为稳态时磁通的2倍。如果同时考虑剩磁的影响这个值还要更大些。
我们知道变压器正常情况下是工作在铁芯磁化曲线的膝点附近，此时铁芯已 近或略微饱和了。当磁通达到2倍φm以上时，铁芯就高度饱和了。

可知此时变压器的励磁电流大幅度增加，可达额定电流的6~8倍。由于励磁电流只在变压器的一侧出现所以在差动继电器中会产生很大的不平衡电流，此后由于R1的存在，非周期分量衰减，φ值将减小。
综上所述，励磁涌流的大小和衰减时间与外加电压，铁芯的剩磁大小、方向，回路阻抗，变压器的容量和铁芯的性质有关。对于三相交流变压器由于三相之间的相差120度,所以任何瞬间合闸至少有两相出现不同的励磁涌流。