淺談主變比率制動差動保護原理與調(diào)試方法

劉東洋

（中國水利水電第四工程局有限公司機電安裝分局，河南平頂山467521）

0 引言

變壓器差動保護反映的是各側(cè)能量的平衡關(guān)系。通過比較各側(cè)電流大小和相位，在發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時使差動繼電器動作實現(xiàn)差動保護。發(fā)生區(qū)外故障時短路電流增大造成CT飽和，可能導(dǎo)致差動保護誤動作。比率差動保護在外部短路電流增大時，制動電流和動作電流都隨之增大，能有效防止變壓器區(qū)外故障時差動保護誤動作，這就是主變比率制動差動保護的原理。要想準確校驗出比率制動系數(shù)K，需對保護的原理及繼保儀加量方法深入理解，本文對此進行了研究。

1 主變比率差動保護原理

1.1 比率差動保護的動作特性

本文以RCS-978G5舉例說明比率差動保護的動作特性，其比率差動保護動作特性如圖1所示。

圖1 比率差動保護動作特性

Ir1=0.5Ie，Ir2=6Ie，K1=0.2，K2=0.5，K3=0.75。動作電流隨不平衡電流增大而按比率增大，當Id、Ir同時處于動作區(qū)時，比率差動保護動作。

1.2 差動各側(cè)電流相位的補償

微機型變壓器差動保護的應(yīng)用中，為簡化現(xiàn)場接線，變壓器各側(cè)CT均采用星型接線方式，CT極性端均指向同一方向（如母線側(cè)），各側(cè)的CT二次電流直接接入保護。此時對于Y/△-11接線方式的變壓器，兩側(cè)二次電流之間會出現(xiàn)30°的相位差，保護裝置需通過軟件算法對相位進行校正。微機型保護裝置主要有兩種相位校正方式：三角形側(cè)向星形側(cè)校正（即△→Y）和星形側(cè)向三角形側(cè)校正（即Y→△）。

以南瑞繼保RCS-978G5為代表的主變保護裝置采用△→Y相位校正的算法。以△→Y相位校正中A相為例，與相位相同。可見通過軟件算法校正后，變壓器差動回路兩側(cè)電流之間的相位取得一致。

2 差動保護調(diào)試的接線及試驗過程

2.1 變壓器參數(shù)計算

變壓器參數(shù)如表1所示。

表1 變壓器參數(shù)

各側(cè)額定電流計算公式為：

式中，S為容量；Un為各側(cè)額定電壓；nTA為各側(cè)TA變比。

變壓器各側(cè)二次電流：

I1e=150×103/（1.732×220×240）≈1.64A

I2e=150×103/（1.732×110×250）≈3.15A

I3e=150×103/（1.732×35×600）≈4.12A

2.2 比率制動系數(shù)校驗計算

RCS-978G5比率差動保護動作方程如下：

式中，Icdqd為比率差動啟動定值；變壓器二次額定電流Ie=Sn/

人為設(shè)定制動電流，根據(jù)比率差動保護動作方程計算出差動電流，然后推算出高壓側(cè)、低壓側(cè)電流標幺值。最后再根據(jù)各側(cè)額定電流，將電流標幺值轉(zhuǎn)換為繼保儀應(yīng)當輸出的電流有名值。

2.3 繼保儀接線及加量說明

一側(cè)Y接，一側(cè)△形接線時：Y接側(cè)電流從A相極性端進入，流出后進入B相非極性端，由B相極性端流回試驗儀器；△形接側(cè)電流從A相極性端進入，由A相非極性端流回試驗儀器。即對于Y側(cè)，保護A相、B相加入電流大小相同、方向相反；△形側(cè)只加A相即可，電流相位方向與Y側(cè)相差180°。繼保儀接線方式如圖2所示。

2.4 比率制動系數(shù)計算

繼保儀加量及比率制動系數(shù)計算數(shù)據(jù)如表2所示。

圖2 繼保儀接線方式

表2 RCS-978比率制動系數(shù)計算數(shù)據(jù)

3 結(jié)語

變壓器比率制動差動保護是變壓器的主保護，其調(diào)試的難度最大。本文介紹的方法是，在斜率為0.5的動作特性直線上，指定兩個制動電流，根據(jù)直線方程計算出差動電流大小，并由制動電流、差動電流計算公式計算出變壓器兩側(cè)應(yīng)當施加的動作值的電流有名值。通過校驗出兩點動作值，便可校驗出比率制動系數(shù)K。掌握比率制動差動保護的原理及調(diào)試方法，就可以正確校驗主變的比率制動差動保護。