微機(jī)變壓器差動保護(hù)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(hù)

變壓器差動保護(hù)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(diǎn)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(hù)。差動保護(hù)是依據(jù)基爾霍夫電流定理工作的：當(dāng)變壓器正常工作或區(qū)外故障時(shí)，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(dāng)變壓器內(nèi)部故障時(shí)，兩側(cè)（或三側(cè)）向故障點(diǎn)提供短路電流，差動保護(hù)感受到的二次電流的和正比于故障點(diǎn)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(jì)算變比、磁飽和特性、勵(lì)磁電流及主變空載合閘的勵(lì)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(shí)，會導(dǎo)致差動保護(hù)誤動作。

2.1 微機(jī)保護(hù)補(bǔ)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(jìn)行相位補(bǔ)償及電流數(shù)值補(bǔ)償使其趨于平衡。微機(jī)差動保護(hù)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(jì)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(jìn)行補(bǔ)償，簡化了差動二次回路接線，保護(hù)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(bǔ)償方式：

圖1 CT回路接線

圖2 向量圖

2.1.1 Y→△補(bǔ)償方法

目前絕大多數(shù)主變差動保護(hù)都是采用這種計(jì)算方法:

圖3 Y→△補(bǔ)償方法向量分析

2.1.2 △→Y補(bǔ)償方法

目前南瑞繼保RCS-978采用這種計(jì)算方法

圖4 △→Y補(bǔ)償方法向量分析

3 比率制動特性曲線的驗(yàn)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?；舅悸窞橐?yún)^(qū)外短路電流作為制動電流，以差動電流為動作電流；當(dāng)區(qū)外故障電流增大時(shí)，制動電流也隨之增大，從而有效遏制主變區(qū)外故障時(shí)差動保護(hù)誤動作的情況發(fā)生。

3.2 平衡系數(shù)的計(jì)算

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

表1 主變參數(shù)

3.3 試驗(yàn)接線方法（單相）

本文僅以RCS-9671C為例介紹Y→△補(bǔ)償方法

A相：試驗(yàn)儀A相接高壓側(cè)的AN,

試驗(yàn)儀B相接低壓側(cè)的AN，

試驗(yàn)儀C相接低壓側(cè)的CN；

B相：試驗(yàn)儀A相接高壓側(cè)的BN,

試驗(yàn)儀B相接低壓側(cè)的BN，

試驗(yàn)儀C相接低壓側(cè)的AN；

C相：試驗(yàn)儀A相接高壓側(cè)的CN,

試驗(yàn)儀B相接低壓側(cè)的CN，

試驗(yàn)儀C相接低壓側(cè)的BN。

圖5 試驗(yàn)接線圖

3.4 手動試驗(yàn)

試驗(yàn)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(hù)動作，記錄下動作值,依據(jù)表二斜率計(jì)算公式計(jì)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(biāo)幺值=實(shí)測值/額定電流，計(jì)算值=標(biāo)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(yàn)儀自動菜單測試差動保護(hù)特性曲線簡介

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

如圖6所示，平衡系數(shù)：高壓側(cè)平衡系數(shù)設(shè)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(bǔ)償方法，轉(zhuǎn)角在低壓側(cè)指的是△→Y補(bǔ)償方法，本例保護(hù)是Y→△補(bǔ)償方法，所以要選擇轉(zhuǎn)角在“高壓側(cè)”。

圖6 保護(hù)對象參數(shù)設(shè)置

如圖7所示，制動電流Ir的計(jì)算公式應(yīng)根據(jù)保護(hù)廠家說明書選用，各廠家會有不同。差動電流速斷值應(yīng)與保護(hù)參數(shù)設(shè)定值一致，此值在試驗(yàn)時(shí)不宜設(shè)置過大，過大時(shí)試驗(yàn)輸出值超過試驗(yàn)儀最大輸出電流導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。注意保持時(shí)間的選取。

圖7 試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置

如圖8，試驗(yàn)結(jié)果完整的再現(xiàn)了保護(hù)裝置比例制動特性。使用試驗(yàn)儀自動菜單，通過正確設(shè)置試驗(yàn)參數(shù)，可以獲取保護(hù)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(diǎn)。如果能夠加入電壓設(shè)置，將會全面模擬變壓器運(yùn)行狀態(tài)，避免投運(yùn)時(shí)因?yàn)殡妷憾ㄖ翟O(shè)置不當(dāng)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(dǎo)致穿越性故障時(shí)導(dǎo)致保護(hù)誤動作時(shí)很重要的。

圖8 比例制動邊界搜索試驗(yàn)結(jié)果

4 結(jié)束語

變壓器是變電站的核心設(shè)備，差動保護(hù)是變壓器的主保護(hù)，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(yàn)的正確性。隨著保護(hù)原理、裝置以及試驗(yàn)手段的進(jìn)步，研究新的試驗(yàn)方法，全面、正確的校驗(yàn)保護(hù)裝置，將會有力的提高變電設(shè)備運(yùn)行可靠性，也是廣大繼電保護(hù)安裝調(diào)試人員努力方向。