微機變壓器差動保護及其調(diào)試方法

趙廣巖

（江門市電力工程輸變電有限公司，廣東 江門 529030）

1 差動保護

變壓器差動保護反映變壓器繞組和引出線相間短路、繞組匝間短路以及中性點直接接地側(cè)繞組和引出線單相接地短路，是按分相比較各側(cè)電流大小和相位而構(gòu)成的一種保護。差動保護是依據(jù)基爾霍夫電流定理工作的：當變壓器正常工作或區(qū)外故障時，將其看作理想變壓器，則流入變壓器的電流和流出電流（折算后的電流）相等，差動繼電器不動作；當變壓器內(nèi)部故障時，兩側(cè)（或三側(cè)）向故障點提供短路電流，差動保護感受到的二次電流的和正比于故障點電流，差動繼電器動作。

2 不平衡電流

由于主變各側(cè)CT型號、變比、計算變比、磁飽和特性、勵磁電流及主變空載合閘的勵磁涌流等影響，差流回路不可避免存在不平衡電流；一旦不平衡電流超過差動繼電器動作整定值時，會導致差動保護誤動作。

2.1 微機保護補償方法

防止變壓器接線組別、CT變比不同引起的不平衡電流，采用CT二次接線調(diào)整或軟件進行相位補償及電流數(shù)值補償使其趨于平衡。微機差動保護利用軟件程序以電流矢量差來消除相位角誤差，主變差動用CT均以Y型法接入主變差動回路，根據(jù)主變?nèi)萘考癈T變比計算主變各側(cè)CT二次電流平衡系數(shù)并將各側(cè)CT二次電流歸算到同側(cè)進行補償，簡化了差動二次回路接線，保護裝置制造廠家采取以變壓器Y側(cè)向△側(cè)歸算或△側(cè)向Y側(cè)歸算兩種補償方式：

圖1 CT回路接線

圖2 向量圖

2.1.1 Y→△補償方法

目前絕大多數(shù)主變差動保護都是采用這種計算方法:

圖3 Y→△補償方法向量分析

2.1.2 △→Y補償方法

目前南瑞繼保RCS-978采用這種計算方法

圖4 △→Y補償方法向量分析

3 比率制動特性曲線的驗證

3.1 比率制動動作特性

動作增長速率快于不平衡電流的增長速率。基本思路為引入?yún)^(qū)外短路電流作為制動電流，以差動電流為動作電流；當區(qū)外故障電流增大時，制動電流也隨之增大，從而有效遏制主變區(qū)外故障時差動保護誤動作的情況發(fā)生。

3.2 平衡系數(shù)的計算

以南瑞繼保RCS-9671C變壓器差動保護為例說明Y/△-11型雙繞組變壓器比率制動特性曲線的校驗方法和過程。已知主變參數(shù)，計算額定二次電流和平衡系數(shù)：

表1 主變參數(shù)

3.3 試驗接線方法（單相）

本文僅以RCS-9671C為例介紹Y→△補償方法

A相：試驗儀A相接高壓側(cè)的AN,

試驗儀B相接低壓側(cè)的AN，

試驗儀C相接低壓側(cè)的CN；

B相：試驗儀A相接高壓側(cè)的BN,

試驗儀B相接低壓側(cè)的BN，

試驗儀C相接低壓側(cè)的AN；

C相：試驗儀A相接高壓側(cè)的CN,

試驗儀B相接低壓側(cè)的CN，

試驗儀C相接低壓側(cè)的BN。

圖5 試驗接線圖

3.4 手動試驗

試驗儀各相輸出角度：A相:0°；B相：180°；C相:0°。角度不變，固定低壓側(cè)電流輸出改變高壓側(cè)電流輸出，直至差動保護動作，記錄下動作值,依據(jù)表二斜率計算公式計算各階段斜率，獲得穩(wěn)態(tài)比率差動特性手動測試結(jié)果，注意：標幺值=實測值/額定電流，計算值=標幺值/1.732

表2 穩(wěn)態(tài)比率差動特性手動測試結(jié)果

3.5 試驗儀自動菜單測試差動保護特性曲線簡介

利用試驗儀的自動菜單，可以完整的測試保護裝置比率制動特性曲線，方法先進，結(jié)果全面，在作者工作單位目前已經(jīng)成為調(diào)試和驗收的必要工序。下面用圖示法介紹幾項重點參數(shù)設置和試驗結(jié)果，試驗儀器使用北京博電PW40A微機繼電保護測試儀。

如圖6所示，平衡系數(shù)：高壓側(cè)平衡系數(shù)設為1，低壓側(cè)平衡系數(shù)=高壓側(cè)二次額定電流/低壓側(cè)二次而定電流。轉(zhuǎn)角：轉(zhuǎn)角在高壓側(cè)指的是Y→△補償方法，轉(zhuǎn)角在低壓側(cè)指的是△→Y補償方法，本例保護是Y→△補償方法，所以要選擇轉(zhuǎn)角在“高壓側(cè)”。

圖6 保護對象參數(shù)設置

如圖7所示，制動電流Ir的計算公式應根據(jù)保護廠家說明書選用，各廠家會有不同。差動電流速斷值應與保護參數(shù)設定值一致，此值在試驗時不宜設置過大，過大時試驗輸出值超過試驗儀最大輸出電流導致試驗失敗。注意保持時間的選取。

圖7 試驗參數(shù)設置

如圖8，試驗結(jié)果完整的再現(xiàn)了保護裝置比例制動特性。使用試驗儀自動菜單，通過正確設置試驗參數(shù)，可以獲取保護裝置比例差動全過程，改變了手動測試結(jié)果不直觀的缺點。如果能夠加入電壓設置，將會全面模擬變壓器運行狀態(tài)，避免投運時因為電壓定值設置不當引起的差流偏高現(xiàn)象，這對消滅由于正常狀態(tài)差流偏高導致穿越性故障時導致保護誤動作時很重要的。

圖8 比例制動邊界搜索試驗結(jié)果

4 結(jié)束語

變壓器是變電站的核心設備，差動保護是變壓器的主保護，調(diào)試人員必須掌握其原理和正確的調(diào)試方法才能保證交接試驗的正確性。隨著保護原理、裝置以及試驗手段的進步，研究新的試驗方法，全面、正確的校驗保護裝置，將會有力的提高變電設備運行可靠性，也是廣大繼電保護安裝調(diào)試人員努力方向。