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    220KV電爐變電站安裝一臺220KV/33KV ，70000KVA主變一臺，為70t電爐廠一臺鋼包精煉爐變壓器（33KV， 13000KVA），另一臺冶煉電爐變壓器（33KV，60000KVA）供電。自1999年11月70t電爐廠投產(chǎn)，多次發(fā)生冶煉電爐變合閘時220KV主變 差動保護(hù)動作跳閘，給220KV主變安全運(yùn)行及電爐廠的管式電爐生產(chǎn)帶來很大的影響，為徹底解決這個問題，對220KV主變差動保護(hù)頻繁動作進(jìn)行分析。

    為最終消除不平衡差流，確保主變安全運(yùn)行，提出兩種解決方案：
   （1）.更換35KV側(cè)差動電流互感器，使其鐵心飽和特性盡可能和220KV側(cè)差動電流互感器相同。
   （2）.采用具有快速飽和特性的中間變流器（BLH）接入差動回路。BLH的鐵心極易飽和，非周期分量不易通過BLH變換到二次側(cè)，可以成功的消除不平衡電流中非周期分量的影響。

2.220KV主變差動保護(hù)動作原因探討

    變壓器差動保護(hù)是按照比較變壓器兩側(cè)電流向量的原理構(gòu)成的繼電保護(hù)裝置。其原理接線如。流過差動保護(hù)裝置的不平衡電流為IBP=I21-I22。

    不平衡電流（既流過差動保護(hù)裝置的電流）IBP=（IL1 -IL2 ）/nL  ，其實(shí)質(zhì)是220KV主變兩側(cè)電流互感器勵磁電流的差值。因此凡導(dǎo)致勵磁電流增加的各種因素或兩個電流互感器勵磁特性的差別，是使不平衡電流增大的主要原因。如果220KV主變兩側(cè)電流互感器勵磁特性基本相同，電流互感器及差動保護(hù)裝置二次接線正確 ，則IBP=0。


     通過現(xiàn)場檢查確定，二次接線正確，但兩側(cè)電流互感器的型號及生產(chǎn)廠不同。當(dāng)冶煉電爐正常冶煉時，測量差動保護(hù)裝置回路不平衡電流為零；而當(dāng)冶煉電爐合閘時，通過微機(jī)差動保護(hù)報告可以發(fā)現(xiàn)，差動保護(hù)裝置回路不平衡電流有時很大，箱式電爐達(dá)到保護(hù)動作電流，有時達(dá)不到保護(hù)動作電流，這一結(jié)果和實(shí)際情況相符合。實(shí)際上，冶煉電爐變有時合閘引起主變差動保護(hù)動作，有時不會引起主變差動保護(hù)動作。通過檢查、測量析，認(rèn)為主變差動保護(hù)誤動可能是冶煉電爐變合閘勵磁涌流對主變差動互感器的影響造成的。對變壓器合閘勵磁涌流和電流互感器勵磁特性及電流互感器二次負(fù)荷情況進(jìn)行了分析。

變壓器合閘勵磁涌流的特點(diǎn)

    當(dāng)變壓器空載投入時，可能出現(xiàn)數(shù)值很大的勵磁涌流，最大可達(dá)到變壓器額定電流的6-8倍。對三相變壓器來說，無論任何瞬間合閘，至少有兩相出現(xiàn)程度不同的勵磁涌流，勵磁涌流的特點(diǎn)：（1）勵磁涌流中包含有很大成分的非周期分量，使涌流波形偏于時間軸的一側(cè)；（2）勵磁涌流中包含有大量的高次諧波，以二次諧波為主；（3）勵磁涌流波形之間出現(xiàn)間斷。

    經(jīng)錄波分析可以發(fā)現(xiàn)，冶煉電爐變合閘勵磁涌流大，而且衰減時間長。當(dāng)冶煉電爐變合閘時，其勵磁涌流對220KV主變及其兩側(cè)差動互感器來說相當(dāng)于經(jīng)歷了一個暫態(tài)的過渡過程，特別是勵磁涌流中的非周期分量對主變差動互感器的影響就更大。

過渡過程中非周期分量對電流互感器的影響

    電流互感器的鐵心具有非線性特性，當(dāng)電流互感器一次側(cè)通過大電流而使鐵心飽和時，其勵磁電流大大增加；特別是當(dāng)一次側(cè)電流中包含有很大成分的非周期分量時， 電流互感器的勵磁電流 中也包含有很大成分的非周期分量，使其波形偏于時間軸的一側(cè)。當(dāng)兩個差動電流互感器勵磁特性不一至?xí)r，電流互感器的飽和時間曲線不同

電流互感器二次負(fù)荷對電流互感器特性的影響

    在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，電流互感器二次負(fù)荷應(yīng)滿足10%誤差曲線的要求，只要電流互感器二次實(shí)際負(fù)荷小于10%誤差曲線允許的負(fù)荷，電流互感器的測量誤差即在10%以內(nèi)。二次負(fù)荷越大，電流互感器鐵心就越容易飽和。差動保護(hù)裝置為減少不平衡電流，應(yīng)盡量降低電流互感器二次負(fù)荷。在保護(hù)裝置一定的情況下，增大電流互感器二次側(cè)連接導(dǎo)線截面是降低二次側(cè)負(fù)載阻抗的有效方法。          
    220KV主變差動電流互感器二次側(cè)負(fù)載阻抗計算如下：

   （1）1.220KV側(cè)電流互感器二次負(fù)載阻抗R1
      R1=RB+RD+RS
式中，RB——微機(jī)保護(hù)裝置的回路電流，計算RB=0.04Ω
            RD— 二次導(dǎo)線電阻，計算得RD=1.62Ω
                    RS  ——   接觸電阻，RS=0.1Ω
所以   R1=RB+RD+RS=1.76Ω
      根據(jù)銘牌給出的參數(shù)，計算二次允許負(fù)載阻抗R=1.6Ω<R1
   （2）2.35KV側(cè)電流互感器二次負(fù)載阻抗R2：
           經(jīng)計算二次實(shí)際負(fù)載阻抗R1=1.02Ω
根據(jù)銘牌給出的參數(shù)，計算二次允許負(fù)載阻抗R=0.8Ω<R2
由以上計算可知：220KV主變兩側(cè)二次側(cè)實(shí)際負(fù)載阻抗都大于其允許負(fù)載，這將使電流互感器誤差增大，鐵心更易飽和。

   （3）采取的措施
   為降低電流互感器二次側(cè)實(shí)際負(fù)載阻抗，將220KV側(cè)電流互感器二次導(dǎo)線更換為6mm2 ，35KV側(cè)電流互感器二次導(dǎo)線更換為4mm2，電流互感器二次實(shí)際負(fù)載阻抗（計算略）均小于允許值。電流互感器二次側(cè)實(shí)際負(fù)載阻抗減少，滿足10%誤差曲線的要求，減輕了鐵心的飽和，使兩個差動電流互感器的飽和曲線靠近。

    增大電流互感器二次側(cè)導(dǎo)線截面后，主變差動保護(hù)再未出現(xiàn)動作跳閘。但微機(jī)差流報告仍然出現(xiàn)，這說明減低電流互感器二次負(fù)載阻抗可以減少不平衡差流，但對電流互感器鐵心在暫態(tài)情況的飽和情況沒有根本改變。因?yàn)橹髯儍蓚?cè)差動電流互感器型號、規(guī)格、生產(chǎn)廠家不同，所以電流互感器鐵心的飽和特性有較大差別，通過分析微機(jī)差動跳閘報告和差流報告我們也可以發(fā)現(xiàn)，兩側(cè)差動電流互感器鐵心飽和呈現(xiàn)無規(guī)律狀況。另外鐵心剩磁的影響有時也加重鐵心的飽和。