淺談主變比率制動差動保護原理與調試方法

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能量的平衡關系。通過比較各側電流大小和相位，在發(fā)生區(qū)內故障時使差動繼電器動作實現差動保護。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 差動各側電流相位的補償

微機型變壓器差動保護的應用中，為簡化現場接線，變壓器各側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），各側的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，兩側二次電流之間會出現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：三角形側向星形側校正（即△→Y）和星形側向三角形側校正（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電流之間的相位取得一致。

2 差動保護調試的接線及試驗過程

2.1 變壓器參數計算

變壓器參數如表1所示。

表1 變壓器參數

各側額定電流計算公式為：

式中，S為容量；Un為各側額定電壓；nTA為各側TA變比。

變壓器各側二次電流：

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/

人為設定制動電流，根據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、低壓側電流標幺值。最后再根據各側額定電流，將電流標幺值轉換為繼保儀應當輸出的電流有名值。

2.3 繼保儀接線及加量說明

一側Y接，一側△形接線時：Y接側電流從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，保護A相、B相加入電流大小相同、方向相反；△形側只加A相即可，電流相位方向與Y側相差180°。繼保儀接線方式如圖2所示。

2.4 比率制動系數計算

繼保儀加量及比率制動系數計算數據如表2所示。

圖2 繼保儀接線方式

表2 RCS-978比率制動系數計算數據

3 結語

變壓器比率制動差動保護是變壓器的主保護，其調試的難度最大。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應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K。掌握比率制動差動保護的原理及調試方法，就可以正確校驗主變的比率制動差動保護。