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安全生产 Safety

2010年第10期总第281期

1不同变压器在中性点不同运行方式下差动保护

消零的必要性

1.1 Y/△接线的变压器

1.1.1 高低压侧中性点均不接地运行

如图1，当高压侧K1点单相接

地时，由于高压侧中性点不接地，

通向变压器侧的零序无通路，流过

主变高低压侧差动TA的零序电流

均为零。当低压侧K2点单相接地

时，由于变压器低压侧绕组为三角

形，对零序来说，三角形绕组外是

开路的，差动TA中也无零序电流

流过。因此高低压侧区外接地故障

时均不需要进行消零。

1.1.2 高压侧中性点直接接地、低

压侧中性点不接地运行

将图1中的高压侧中性点直接接地，当高压侧单相接

地时，由于高压侧中性点直接接地，形成零序通路，即零

序电流由故障点流向主变高压侧中性点，同时在低压侧

三角形内形成零序环路，不流进低压侧差动TA，即零序

电流仅在主变高压侧差动TA中流过。因此会产生零序差

流，差动保护会误动。为使差动保护不误动，应对高压侧

电流进行消零，使零序电流不进入差动元件。

当低压侧单相接地时，与“高低压侧中性点均不接地

运行”时的低压侧单相接地故障一样，不需要进行消零。

1.1.3 高压侧中性点不接地，低压侧中性点通过接地变经

消弧线圈接地

如图2、图3，高压侧K3或K5点单相接地时，与“高

低压侧中性点均不接地运行”时的高压侧单相接地故障

一样，无零序电流流过主变差动TA，高压侧区外接地故

障，差动不会误动，不需要进行消零。当低压侧单相接

地时，分两种情况分析：如图2，接地变安装在低压母线

侧，当K4点单相接地时，由于变压器绕组为三角形，对

零序来说，三角形绕组外是开路的，因此差动TA中也无

零序电流流过，低压侧区外接地故障，差动也不会误动，

不需要消零。如图3，接地变安装在变压器侧，当K6点单

相接地时，虽然变压器绕组为三角形，对零序来说，三角

形绕组外是开路的，但由于采用了接地变经消弧线圈接

地，给零序电流提供了通路，与直接接地系统不同的是其

零序电流值远小于差动的门槛值，最大不会超过消弧线圈

的额定电流IL（即系统单相接地时的最大电容电流），故

差动也不会误动，不需要进行消零。

1.1.4 高压侧中性点不接地，低压侧中性点经通过电阻接

地

如图2，如图3，将消弧线圈换成电阻，高压侧区外

K3或K5点单相接地时，情况不变。低压侧区外单相接

地，分两种情况分析：如图2，接地变安装在低压母线

侧，当K4点单相接地时，由于变压器绕组为三角形，对

零序来说，三角形绕组外是开路的，因此差动TA中也无

零序电流流过，低压侧区外接地故障，差动也不会误动，

不需要进行消零。如图3，接地变安装在变压器侧，虽然

变压器绕组为三角形，对零序来说，三角形绕组外是开路

的，但由于接地变经过电阻接地，低压侧差动TA中流过

了零序电流，其值与电阻的大小有关，电阻值越大，零序

电流越小，反之，则越大，当达到差动门槛值时，差动会

误动，必须进行消零。

1.2 Y/Y接线的变压器

1.2.1 高压侧中性点不接地，低压侧中性点经消弧线圈接

地

将图1中变压器的接线方式改为Y/Y接线，低压侧中

性点经消弧线圈接地，当高压侧单相接地时，与“高低压

侧中性点均不接地运行”时的高压侧单相接地故障一样，

无零序电流流过主变差动TA，高压侧区外接地故障，差

动不会误动，不需要进行消零。当低压侧单相接地时，与

“高压侧中性点不接地，低压侧中性点通过接地变经消弧

线圈接地运行”时的低压侧单相接地故障一样，流过差动

TA中的零序电流很小，不足以使差动保护动作，因此，

主变差动保护的消零问题刘丹，黄君，江苏省启东市供电公司

图1 Y/△变压器，高

低压侧中性点不接地

低压侧差动 TA

高压侧差动 TA

馈线

K2

K1

图2 接地变安装在母线侧

消

弧

线

圈

接地变

馈线

K4

高压侧差动 TA

低压侧差动 TA

电

阻

K3

图3 接地变安装在变压器侧

消

弧

线

圈

接地变

馈线

K6

K5

高压侧差动 TA

低压侧差动 TA

电

阻

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RURAL ELECTRIFICATIONSafety 安全生产

2010年第10期总第281期

不需要进行消零。

1.2.2 高压侧中性点不接地，低压侧中性点经电阻接地

将图1中变压器的接线方式改为Y/Y接线，低压侧中

性点经电阻接地，当高压侧单相接地时，情况与经过消弧

线圈接地一样，高低压侧均不需要进行消零。当低压侧单

相接地时，与“高压侧中性点不接地，低压侧中性点通过

接地变经消弧线圈接地运行”时的低压侧单相接地故障一

样，电阻的大小决定了零序电流的大小，为避免差动保护

误动，低压侧需要进行消零。

1.3 自耦变压器，高中压侧直接接地

如图4，自耦变压器

高中压侧直接接地运行，

自耦变压器高中压侧的零

序电流是互为流通的，当

中压侧区外K8点接地故障

时，自耦变中压侧的零序

电流最大，高压侧的零序

电流比中压侧小，从而公

共绕组实际零序电流流向

由中性点流向变压器。当

高压侧区外K7点接地故障

时，自耦变压器高中压侧

的零序电流大小受中压侧系统阻抗的影响，高压侧的零序

电流可能比中压侧小，也可能比中压侧大，公共绕组实际

零序电流流向和大小也随中压侧系统零序阻抗的变化而变

化。不论高压侧还是中压侧接地故障，低压侧的零序电流

均在三角形内自环。由以上分析可知，由高、中、公共绕

组组成的分侧差动保护，区外接地故障，流过差动保护的

零序电流差为零，故不需要进行消零。而对于由高中低压

侧组成的纵差保护，由于仅为高中压侧零序电流流入差动

TA，高中压侧零序电流又不等，因此，必须进行消零以

防止误动。

从上分析，除了小电阻接地系统中，接地变安装在母

线侧外，其余对变压器中性点直接接地或经小电阻接地的

大电流接地系统侧，消零是必要且必须的，否则会影响到

保护装置的正确动作。

2消零措施

消除零序电流进入差动元件的措施有两种。第一种将

差动流变接成三角形，或通过计算软件对变压器纵差保护

某侧电流进行移相，实现通入差动元件的电流为线电流，

在相位补偿的同时达到滤去零序电流的目的，如PST-1200

保护、ISA-387G。第二种是将流入差动元件的各相电流

减去零序电流，如RCS-978保护、7UT613/513保护。

在中低压系统采用小电阻接地系统推广之前，中低压

系统一般均为不接地或经消弧线圈接地，因此变压器中低

压侧无论是星形还是三角形连接均不需要进行消零。而对

110kV及以上均为直接接地系统，变压器的接线一般为星

形，厂家采用上述两种方法之一进行消零，基本能满足实

际要求。但在中低压系统广泛推广小电阻接地方式后，原

有的装置可能不能满足要求，如Y/△变压器运行于110/20

kV系统，110kV变压器中性点直接接地，20kV侧中性点

通过小电阻接地，接地变接于变压器侧。若保护厂家采用

高压侧移相，补偿高低压相位差后自动实现高压侧消零的

目的，对低压侧却未进行消零，那么低压侧区外故障，将

可能导致差动误动。所以，无论装置清单中是否有“消

零”这项，整定人员都要了解该装置消零的方法是否满足

实际要求。对微机保护装置定值清单中有“是否消零”这

一项选择的，整定人员就要根据不同接线变压器在中性点

不同运行方式下的需要，正确设置。

3消零后对差动保护灵敏度的影响

大部分微机保护装置定值清单中无“是否消零”这一

项选择，因此，有可能本不需要消零的情况下对电流进行

了消零的处理，反之则相反。无论怎样，若对定值单中的

“是否消零”这一项全部设置为投入状态，那么就会对保

护产生影响。假设Yd11变压器Y侧A相内部接地故障，短

路电流为Ika。通过减去零序电流进行消零，区内故障时，

差流为Ia=Ika- (Ika+Ikb+Ikc)/3=2Ika/3；Ib=Ikb- (Ika+Ikb+

Ikc)/3=-Ika/3；Ic=Ikc-(Ika+Ikb+Ikc)/3=-Ika/3；与未消零前

的差流比较，灵敏度下降了，仅为原来的2/3。

4结论

对变压器Y侧，中性点不接地或经消弧线圈接地的小

电流接地系统，可不需要进行消零；对变压器中性点直接

接地或经小电阻接地的大电流接地系统，必须进行消零。

对变压器△侧，中性点不接地或经消弧线圈接地的小电流

接地系统，可不需要进行消零；对变压器中性点经小电阻

接地，接地变在母线侧，可不需要进行消零；对变压器中

性点经小电阻接地，接地变在变压器侧，必须进行消零。

随着中低压小电阻接地系统的应用与推广，可能有的

无“是否消零”这一项选择的装置在小电阻接地系统侧未

考虑消零，这就需要专业人员与厂家沟通，以确保差动保

护装置不误动。

由于采取消零措施后，可能导致区内接地故障时，差

动保护的灵敏度降低，因此在投入“消零”功能后，要校

核灵敏度，以确保差动保护装置不拒动。

（责任编辑：贺大亮）

图4 自耦变高中压侧直接接地

馈线

中压侧差动 TA

高压侧差动 TA

低压侧差动 CT

K7

K8