变压器差动保护以及电流互感器极性交流问答
变压器差动保护以及电流互感器极性交流问答
朋友在群里提了几个关于变压器差动和电流互感器极性的问题，详见下图。微信里聊了一些内容，在征得朋友的同意后，和大家分享。
我:
第一个问题，您图中的I1'和I1''分别代表什么？
友:
高压测一次电流和低压侧一次电流
我:
您问的问题是为什么两个电流方向都向下，因为这种变压器一般高压侧为电源，低压侧为负荷，所以一次电流应该是从高压侧流向低压侧的。因此在图中，两个电流的方向都是向下的。
友:
但是我们厂低压侧是发电机机端，高压侧是出线啊？
友:
发电机不是电源吗？
我:
其实这种电流的流向与变压器差动保护的功能实现没有关系，您给的图也是聚焦变压器差动本身。所以，两个一次电流您画成向上也没有关系。只要两个一次电流的方向一致就行。
友:
对，我就是在学习主变差动保护
友:
必须画成一致的原因是因为实际一次电流就是一致的吗？
我:
是的，一次电流方向必须是一致的。这是因为变压器差动保护是基于基尔霍夫电流定律的（kcl），也就是说对于电路中的一个点或一个区域而言，流入和流出的电流应该相等。如果不相等，那么一定是内部有故障了，这时候差动保护就应该动作。
友:
原理我知道，但是两边CT一次二次电流的方向比较混乱，那麻烦您说下第二个问题
我:
第二个问题涉及到电流互感器的极性问题。不仅仅是差动保护，距离保护、方向过流保护以及测量或计量等功能都是与电流方向或功率方向有关的，因此电流回路中须有严格且一致的电流方向参考体系。
我:
因此出现了电流互感器的极性问题。我们见到的是两种，简而言之就是减极性和加极性。其中减极性的说法是，一次电流在一次极性端流入，而二次电流在二次极性端流出（很多文献表述为同名端）。加极性则相反。
我:
因为减极性的接线方式，在同极性端同时流入一二次电流时，铁芯内磁通方向相反，因此被称为减极性（涉及到很多的电磁知识，我也不懂，就不展开了）
友:
我也查了资料，现在我国均采用减极性接法，一般规定P1是一次侧极性端，S1为二次侧极性端
我:
这样在电流回路中，我们就确定了一致的方向体系。
友:
电磁知识和差动有点远，咱们今天的学习主题是差动
我:
我只能说减极性是最常见的方式，但不是必须的方式。比如对于差动保护而言，不论是母线差动还是变压器差动，加极性也没什么问题，只要是相关方都一致。再比如早期的功率监视仪表只是单向的，那么在变压器的负荷侧我们就必须采用加极性或者是在其二次回路上做一些处理。但总的说来，基本上还都是减极性的。统一的标准，对设计、施工和运行都带来方便。
友:
那么现在对于主变来说，两侧的CT，哪一侧应该是极性端呢？
我:
电流互感器的极性端有统一的表述方式，一般是在互感器上标注为P1或者L1的为极性端，P2或者L2的为非极性端。
我:
对我而言，这就是统一的标准方法，没有更多的为什么可以解释
友:
这个能够理解，这是规定的统一标准
我:
另外有一个强制性的规定，我忘了是在哪里或者是在反措里，电流互感器的一次极性端必须布置在母线侧。我记得这主要是涉及到电流互感器二次绕组的分配。
我:
对于电流互感器二次绕组的分配，有一个原则是不要出现保护死区。比如对于变压器间隔的电流互感器二次绕组时，假设只有两个二次绕组，靠近母线侧的第一个会给变压器差动保护，而远离母线侧的第二个绕组会给母线差动保护，这样两个保护之间有交叉而没有空白，则不会出现保护的死区。如果把电流互感器一次极性布置在远离母线侧，那么通用的布置方法就造成了两个保护之间有空白没有交叉，则在空白处发生故障，保护存在死区。
我:
这是我的理解，是不是有其他原因，我不确定了。
友:
这个CT二次绕组的分配要避免出现死区这个可以理解，但是这个和极性端必须布置在母线侧有关系吗，这个没有理解
我：
友:
现在咱们规定了极性端布置在母线侧，那怎样才算母线侧呢？
友:
是这样吗？远离变压器侧都是母线侧吗？
我:
关于母线侧我觉得您画的是正确的