之前的兩期我們一起了解了變壓器的接線組別和兩側(cè)CT接線。那么對于變壓器差動電流計(jì)算而言，完成了這兩塊工作，相當(dāng)于我們已經(jīng)成功地采集到了變壓器兩側(cè)電流，并從CT二次側(cè)通過電纜接入保護(hù)屏的端子排，流入了差動保護(hù)裝置。裝置外部的工作已經(jīng)結(jié)束，剩下的工作將由微機(jī)保護(hù)中的軟件計(jì)算來完成。

我們知道差動保護(hù)，就是要保證在正常運(yùn)行或外部故障時(shí)流入差動繼電器的電流為零。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，裝置差流計(jì)算應(yīng)有三個(gè)環(huán)節(jié)：相位校正、幅值校正、還有扣除進(jìn)入差動回路的零序電流分量。本期就和大家一起了解一下這三個(gè)環(huán)節(jié)。

1、幅值校正

由于主變高壓側(cè)和低壓側(cè)一次電流的不同和互感器選型的差別，在正常運(yùn)行和外部故障時(shí)，流入保護(hù)裝置的二次側(cè)電流大小并不完全相等，這會給差流計(jì)算帶來不便。所以在變壓器縱差保護(hù)中，采用“作用等效”的概念，即兩個(gè)不相等的電流（對差動元件）產(chǎn)生的作用相同。很多書上都是引入一個(gè)平衡系數(shù)來解釋這個(gè)問題。其實(shí)簡單來說，就是把高低壓側(cè)的二次電流從有名值，都換算成以該側(cè)二次額定電流為基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值。（有點(diǎn)拗口，用彩色給大家斷個(gè)句哈）為了便于理解，大家可以這么想：假設(shè)正常工作時(shí)，變壓器高低側(cè)都運(yùn)行在額定工況下，即使兩側(cè)二次電流大小不同，但各側(cè)二次額定電流為基準(zhǔn)值，經(jīng)過換算后的標(biāo)幺值都是1，這樣就可以很方便的計(jì)算出差流為0。

這么做的目的是，在變壓器處于正常工況下時(shí)，變壓器兩側(cè)二次電流標(biāo)幺值相等，方便差流計(jì)算。

Iha、Ila為上期提到的，進(jìn)入裝置的高低壓側(cè)二次電流。設(shè)高壓側(cè)二次額定電流為Inh ，低壓側(cè)二次額定電流為Inl 。則經(jīng)過標(biāo)幺化后得到的的高壓側(cè)二次電流和低壓側(cè)二次電流如下所示：

幅值校正就完成了。標(biāo)幺化前后，對應(yīng)電流量的相位關(guān)系并不發(fā)生變化。

2、相位校正

以Yd11接線為例，前面我們了解到進(jìn)入裝置的二次電流高壓側(cè)超前低壓側(cè)150度。

如果直接用這兩個(gè)電流，即使采取了幅值校正，也任然會產(chǎn)生很大的不平衡電流。所以我們需要對其進(jìn)行相位校正。校正方式分為兩種：

（1）以d側(cè)為基準(zhǔn)，Y側(cè)進(jìn)行移相；

d側(cè)A相電流超前Y側(cè)A相電流30度。這是由于d側(cè)A相繞組首段接到了B相繞組尾端。A相流出的電流成了AB相繞組電流之差。因此要使Y側(cè)相位變得和d側(cè)相同，只要做相同的處理即可。但做差會使所得A相電流放大√3倍，所以A、B相相減之后要除以√3。這一過程在傳統(tǒng)的模擬型保護(hù)中是通過Y側(cè)的CT繞組接成三角形來實(shí)現(xiàn)的。在微機(jī)保護(hù)中則可以方便的通過軟件計(jì)算的來。表達(dá)式如下：

校正前后相位關(guān)系如圖所示：

（2）以Y側(cè)為基準(zhǔn)，d側(cè)進(jìn)行移相；

要使d側(cè)電流轉(zhuǎn)為Y側(cè)電流方向，需要使相位順時(shí)針轉(zhuǎn)30度。方法和上面完全一樣，這里就不在贅述了。大家可以自行推導(dǎo)，下面是表達(dá)式和相位關(guān)系。

由圖可以看出，經(jīng)過校正后，高壓側(cè)二次電流I’’Ya和低壓側(cè)二次電流I’’Δa相位恰好相差180度，只要幅值相同，兩個(gè)量相加，構(gòu)成的差動電流就為0，非常方便。到了這里，差動電流的計(jì)算基本已經(jīng)八九不離十了，但是還要考慮一個(gè)環(huán)節(jié)。

3、消除零序電流

對于Yd接線而且高壓側(cè)中性點(diǎn)接地的變壓器，當(dāng)高壓側(cè)線路上發(fā)生接地故障時(shí)（對變壓器縱差保護(hù)而言是區(qū)外故障），高壓側(cè)(Y側(cè))由零序電流流過，低壓側(cè)繞組中雖然也有零序電流，但由于繞組為三角形接線，零序電流在三角形中形成環(huán)流，低壓側(cè)引出電流中沒有零序電流。這就導(dǎo)致參與差動計(jì)算的兩側(cè)電流中，一側(cè)含有零序電流，一側(cè)沒有零序電流，不能平衡。如果不消除零序電流，在高壓側(cè)線路發(fā)僧接地故障時(shí)，變壓器縱差保護(hù)將會誤動作。所以要采取相應(yīng)措施消除零序電流，使零序電流不能進(jìn)入差動元件。

措施很簡單，對于d側(cè)移相的保護(hù)裝置，我們在軟件計(jì)算中，將進(jìn)入裝置的Y側(cè)二次電流（進(jìn)行幅值校正前）每相都減去一個(gè)零序電流I0=Iha+Ihb+Ihc。這樣在Y側(cè)系統(tǒng)中發(fā)生接地故障時(shí)，就不會有零序電流進(jìn)入差動元件了。

對于Y側(cè)移相的保護(hù)裝置，觀察相位校正的表達(dá)式發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過相位校正進(jìn)入差動元件的Y側(cè)電流已經(jīng)是兩相之差，這就相當(dāng)于濾去了零序電流，所以不需要采取額外的措施消除零序電流。

我們總結(jié)一下裝置差流計(jì)算的步驟：

（1）幅值校正：將各側(cè)二次電流除以額定二次電流轉(zhuǎn)換成標(biāo)幺值；

（2）相位校正：將各側(cè)二次電流相位差調(diào)整至180度；

（3）消除零序電流：Y側(cè)相電流分別減去零序電流；

（4）高低壓側(cè)二次電流相加即為差動電流，正常運(yùn)行或區(qū)外故障時(shí)為零。

4、總結(jié)

通過這三期的分步討論，關(guān)于變壓器差動電流的計(jì)算原理我們就討論完了。最后對這一系列簡單總結(jié)一下：

在進(jìn)入裝置之前，變壓器的接線組別、變壓器兩側(cè)CT的接線方式，決定了變壓器高低壓側(cè)一次線電流和流入保護(hù)裝置的二次電流的對應(yīng)關(guān)系。

二次電流進(jìn)入保護(hù)裝置之后，軟件計(jì)算通過：幅值校正、相位校正、消除零序電流這三個(gè)步驟，使得差流的計(jì)算簡潔明了。