微机型变压器差动保护装置调试研究

【摘 要】本文主要阐述了微机型变压器保护中二次谐波闭锁原理的差动保护，结合南自PST1200，分析了差动保护功能测试的内容及方法，为实际工作提供参考。

【关键词】变压器保护;二次谐波闭锁;PST1200

1.二次谐波闭锁的差动保护原理

1.1启动元件

差动保护启动元件用来开放保护跳闸出口继电器的电源部分和该保护故障的处理程序。各保护CPU参数基本相同，但是启动元件互相独立。

启动元件包括差流越限启动元件和差流突变量启动元件，两者相或，即任一启动元件动作则保护启动。

a)差流越限启动元件是辅助启动元件，为了防止故障时经过大电阻相电流突变量启动元件灵敏度不够而设置的。此元件当差动电流大于差流越限启动门坎后持续5ms后启动。差流越限启动门坎值为差动动作定值的80%。

b)差电流突变量启动元件的动作判据为：

| i?准(t)-2i?准(t-T)+i?准(t-2T) |>0.5Icd；

其中：?准可取a,b,c三种相别；

Icd为变压器差动保护动作定值；

当任一相差电流突变量连续三次大于启动门坎时，启动保护。

1.2差动电流速断保护元件

本元件是为了在变压器区内发生严重性故障时能够快速跳开变压器各侧开关，动作判据为：

Id>Isd

其中：Id为变压器差动电流

Isd为差动电流速断保护定值

1.3二次谐波制动元件

本元件是为了防止在变压器空投时励磁涌流而引起差动保护误动, 动作判据为：

I⑵>Id *XB 2；

其中：I⑵为差动电流中的二次谐波含量；

Id为变压器差动电流；

XB2为变压器差动保护二次谐波制动系数。

1.4比率制动元件

此元件是为了在变压器区外发生故障时差动保护具有可靠的制动特性,同时在发生内部故障时有较高的灵敏度，动作判据为：

两侧差动：Icdd=|I1+I2|； Izdd=max(|I1|,|I2|)；

三侧差动：Icdd=|I1+I2+I3|； Izdd=max(|I1|,|I2|,|I3|)；

四侧差动：Icdd=|I1+I2+I3+I4|； Izdd=max(|I1|,|I2|,|I3|,|I4|)；

五侧差动：Icdd=|I1+I2+I3+I4+I5|； Izdd=(|I1|+|I2|+|I3|+|I4|+|I5|)/2；

Icdd≥Icd并且Izdd≤Izd或3Izd>Izdd>Izd，Icdd-Icd≥K1*(Izdd-Izd)

或Izdd>3Izd， Icdd-Icd-K1*2Izd≥K2*(Izdd-3Izd)

其中： I1为Ⅰ侧电流； I2为Ⅱ侧电流；

I3为Ⅲ侧电流； I4为Ⅳ侧电流；

I5为Ⅴ侧电流； Icd为差动保护电流定值；

Icdd为变压器差动电流； Izdd为变压器差动保护制动电流；

Izd为差动保护比率制动拐点电流定值, 软件设定为高压侧额定电流值；

K1,K2为比率制动的制动系数，软件设定为K1=0.5,K2=0.7。

1.5变压器各侧电流相位补偿元件

变压器各侧电流互感器采用星形接线，二次电流直接接入本装置。电流互感器各侧的极性以母线侧为极性端。

变压器各侧TA二次电流相位由软件调整，装置采用Y->Δ变化调整差流平衡。对于Y0/Δ-11的接线，其校正方法如下：

Ia’=(IA-IB)/■；Ib’=(IB-IC)/■；Ic’=(IC-IA)/■

2.二次谐波闭锁的差动保护定值校验

2.1差动保护校验

（1）整定定值（包含设置控制字）与校核软件版本。

（2）检查保护的程序版本号及CRC校验码，并做以记录。

（3）打印保护装置定值单，核对保护装置整定值与整定通知单一致。

（4）核对变压器容量、各侧额定电压、TA变比及变压器接线方式，并检查各参数与系统参数整定值是否一致。

（5）根据定值清单，操作面板整定保护定值。

2.2差动门槛值校验

2.2.1接线

将测试仪A、B、C三相电流分别接装置高、中、低三侧电流端子装置侧A、B、C。注意：测试仪外壳接地。

2.2.2门槛值校验

（1）平衡系数计算

根据变压器各侧额定电压、差动TA变比、变压器高、中、低三侧绕组及TA的接线方式，计算变压器高、中、低三侧平衡系数。

（2）差动门槛值校验

1）投差动保护压板。

2）分别用测试仪在高、中、低各相A、B、C加电流进行校验，注意选择变量、合适的起始值和步长。

3）在测试以上应加三侧差动门槛值的计算值（整定值/各侧平衡系数）。

注意：在装置屏柜下方有试验型电流端子，实验前应对照屏柜原理图检查端子上旋钮的连接是否正确，保证电流可靠输入装置。

本保护是根据三侧额定电压和三侧电流互感器变比及变压器绕组接线方式自动调整电流平衡。

4）依次在装置各侧的A、B、C相加入单相电流，增加电流大于（差动动作值/各侧平衡系数）差动动作；记录动作电流。注意差动实验时，经延时后装置发差流越限信号。

3.二次谐波闭锁的差动保护试验

3.1差动动作值检验

3.1.1相位补偿

将高压侧（Y侧）的线电流向低压侧（△侧）的线电流逆时针转过30°，由软件按照下面公式可求得用作计算差动的三相电流：

3.1.2平衡系数

变压器的电流互感器二次按Y型接线，由软件方式进行相位校准后，由于变压器各侧额定电流及各侧差动电流互感器变比不等，还必须调整各侧即时电流值是否平衡，以消除不平衡电流对差动保护的影响。

平衡系数计算方法：

只投入比率差动保护，在控制字中退出TA断线闭锁功能，依次分别在装置的高压侧、中压侧、低压侧的A、B、C相加入单相电流，使差动动作。所通入电流I=ICD/BLn 式中ICD为差动保护启动电流定值；BLn中n为1，2，3分别为高、中、低压侧平衡系数。“比率差动投入”置1，从两侧加入电流试验。试验时Y侧电流归算至额定电流时需除1.732。

3.2二次谐波制动系数试验

需用可输出叠加谐波的测试仪进行测定。

只投入比率差动保护，退出TA断线闭锁，令各侧调平衡系数等于1.任一相加入稳动的基波、二次谐波混合电流，或高、中压侧同相分别加入稳定的基波、二次谐波，二次所占基波百分比为定值单给定的值，当二次谐波比为0.95倍整定值时比率差动保护动作出口；当二次谐波比为1.05倍整定值时比率差动保护动作不出口，其比值应满足要求。

4.结论

随着智能电网的全面建设，微机型继电保护装置的地位日益显著，微机型变压器差动保护更是保护变压器的必要手段，因此微机型变压器保护装置调试的研究对于电力系统可靠运行具有重要意义。

【参考文献】

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［２］徐文,张建民,高煜,胡宏,李勇刚,金松茂.调度/配电管理一体化系统主站平台设计与实现[J].电力系统自动化.2004,(08).

［３］李凤霞.配电自动化系统实用化关键技术及进展[J].内蒙古科技与经济.2005,(01).