變壓器差動保護比率制動系數校驗輔助方法

朱祚恒，敬海兵，張勤勇，蔣 毅，彭 瑾

(國網四川省電力有限公司達州供電公司，四川 達州 635000)

變壓器差動保護比率制動系數校驗輔助方法

朱祚恒，敬海兵，張勤勇，蔣 毅，彭 瑾

(國網四川省電力有限公司達州供電公司，四川 達州 635000)

闡述了變壓器差動保護原理、相位及幅值校正方法，以及現場調試接線方式；并基于變壓器差動保護原理、相位及幅值的補償方法，采用Visual Basic 6.0開發了實用的比率制動系數校驗程序；最后以南瑞繼保公司RCS-978保護裝置為例，驗證了該程序能提高調試人員工作效率，實際使用效果良好。

變壓器；差動保護；比率制動系數；程序開發

0 引言

變壓器是電力系統中極其重要的設備，差動保護作為變壓器的主保護，一直是現場調試中的重難點。其中，比率制動系數的校驗尤為麻煩：一是調試人員需要手工進行大量的計算，得出變壓器的二次額定電流、平衡系數等參數，過程繁瑣；二是由于差動保護生產廠家、相位及幅值補償方法以及現場接線方式的不同，導致即使是經驗豐富的調試人員也不一定能快速確定流進保護裝置的合適電流，從而使得變壓器差動保護調試費時又費力。

根據以上原因，基于變壓器差動保護原理、相位及幅值的校正方法，采用Visual Basic 6.0開發了一個專門用于變壓器差動保護比率制動系數校驗的程序，作為變壓器差動保護調試的輔助工具。該程序在實踐中得到充分驗證，為變壓器差動保護的調試工作節約了大量的時間，提高了工作效率。

1 變壓器差動保護原理

變壓器差動保護3段式比率制動特性曲線如圖1所示。該曲線的動作方程可描述為

其中：Id為差動電流，A；Ir為制動電流，A；Ir1為拐點A1處的制動電流，A；Ir2為拐點A2處的制動電流，A；Icdqd為差動啟動電流，A；Kb1，Kb2，Kb3分別為3段折線的比率制動系數；，，分別為流進差動保護裝置的變壓器各側的電流，A。

圖1 變壓器差動保護比率制動特性曲線

2 變壓器相位及幅值校正

由于變壓器本身各側繞組的接線方式不同，流進差動保護裝置的變壓器各側電流也必然達不到平衡條件。為確保變壓器在正常運行或者外部故障時流進差動保護裝置的電流矢量和為0，必須進行相位及幅值校正。現以目前電力系統常用變壓器聯接組別YNynd11為例進行說明。

2.1 相位校正

(1) 由星形側轉向三角形側(Y→△)轉角計算如下。

（2）由三角形側轉向星形側(△→Y)轉角計算如下。

2.2 幅值校正

(1) 變壓器各側一次額定電流IN(A)為

其中：SN為變壓器最大額定容量，MVA；UN為變壓器各側的額定電壓，kV。

(2) 變壓器各側二次額定電流Ie(A)為

其中：nTA為變壓各側電流互感器變比。

（3）變壓器各側平衡系數Km為

以各側中二次額定電流小值為基準：

其中：IeH為高壓側二次額定電流，A；IeL為低壓側二次額定電流，A；Ie·min為變壓器各側中二次額定電流的最小值，A；Ien為需計算側的二次額定電流，A。

通過相位及幅值校正后，根據式(1)，差動電流計算式可表達為

3 現場調試接線方式

為方便計算，選擇在試驗側加入單相電流進行調試。針對不同的轉角補償方式，現場接線方式也有所不同。

圖2中(a)和(b)分別為由星形側轉向三角形側(Y→△)轉角方式下，高、中壓側和高、低壓側的試驗接線方式。圖2中(c)和(d)分別為由三角形側轉向星形側(△→Y)轉角方式下，高、中壓側和高、低壓側的試驗接線方式。

2.3 3組患者的殘留內膜面積比較 輕度粘連組的殘留內膜面積最高，重度粘連組的殘留內膜面積最低(P<0.05)。見表3。

圖2 比率制動系數校驗現場接線方式

4 程序開發

4.1 程序運作流程

變壓器差動保護比率制動系數校驗程序運作流程如圖3所示。

圖3 程序運作流程

4.2 程序功能

根據變壓器銘牌參數、各側電流互感器比，將其輸入到軟件相應的方框內，然后點擊計算，可得到變壓器各側的二次額定電流；再根據廠家保護裝置說明書選擇相應的平衡系數計算方式，可以計算出變壓器各側的平衡系數。

在編程過程中，主要用到Visual Basic 6.0的標簽(Label)、文本框(Textbox)、命令按鈕(CommandButton)、選擇按鈕(OptionButton)等控件。

以南瑞繼保RCS-978變壓器差動保護裝置為例，參照變壓器參數(見表1)，平衡系數計算方式以變壓器各側二次額定電流最小值為基準，即可得出計算結果。

表1 變壓器參數

根據廠家保護裝置說明書，在程序相應的方框內輸入比率制動特性曲線數據，并選擇相應的相位補償轉角方式、校驗方式，然后點擊計算，可得到在平衡點A1，A2下應該在保護裝置試驗的兩側輸入的電流數據。再將得到的電流數據輸入到保護測試儀中，然后固定一側電流，稍微增加或減小另一側電流使得保護動作，記錄下動作點A1′，A2′；然后將這2點電流數據輸入到程序動作狀態下的方框中，點擊計算，則可計算出第2段折線比率制動系數Kb2′；然后即可與定值通知書上的Kb2進行比較驗證。

由此可得，RCS-978比率制動特性曲線參數為：Ir1=0.5Ie，Ir2=6Ie，Icdqd=0.5Ie，Kb1=0.2，Kb2= 0.5；相位補償方式是由三角形側轉向星形側(△→Y)轉角。

5 程序適用范圍

(1) 在變壓器差動保護現場調試中，主要是針對第2段比率制動系數進行驗證，因此所開發的程序只能進行第2段比率制動系數的校驗。

(2) 該程序適用于YNd11接線方式的三相繞組和雙繞組變壓器。

(3) 由于變壓器保護生產廠家較多，即使是同一廠家生產的不同型號的保護裝置，其保護各參數計算也有所不同，但保護原理基本一致。

該程序是基于目前電力系統內最常用的產品開發的，可適用的保護裝置有：南瑞繼保RCS-978系列，國電南自PST-1200系列，四方繼保CSC-326系列，許繼電氣WBH-801系列，成都智達JBK-3000系列，南京電研NSA-3000系列等。

6 結束語

變壓器差動保護比率制動系數校驗一直是現場調試的難點，用Visual Basic 6.0開發的比率制動系數校驗程序，有較好的人機界面，易操作。經過現場實踐驗證，能較好地幫助調試人員，節約時間，提高工作效率。

1 廖小君，楊先義．現場運行人員繼電保護實用技術[M]．北京：中國電力出版社，2011.

2 李 俊．Visual Basic 6.0程序設計與應用教程[M]．北京：電子工業出版社，2013.

3 王 濤，林桂華．變壓器保護[M]．北京：中國電力出版社，2012.

4 國家電力調度通信中心．國家電網公司繼電保護培訓教材[M]．北京：中國電力出版社，2009.

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7 楊水泉．變壓器差動保護原理及實例分析[J]．四川水利發電，2009，28(2)：134-135.

8 馬玉玲．變壓器零序差動保護原理及調試[J]．電網與清潔能源，2009，25(9)：24-26.

9 羅鈺玲，鄒言云．變壓器縱差動保護調試接線解決方案[J].江西電力職業技術學院學報，2011，24(2)：50-51.

10 何 霞．DGT801系列數字式變壓器差動保護調試[J]．電工電氣，2012，131(9)：34-35.

2015-01-12；

：2015-04-16。

朱祚恒(1983-)，男，技師，主要從事電力系統繼電保護調試維護工作，email：112952437@qq.com。

敬海兵(1985-)，男，助理工程師，主要從事電力系統繼電保護調試維護工作。

張勤勇(1957-)，男，高級技師，主要從事電力系統繼電保護調試維護工作。

蔣 毅(1983-)，男，工程師，主要從事電力系統繼電保護調試維護工作。

彭 瑾(1986-)，女，技師，主要從事電力系統繼保護工作。