變比斜率差動(dòng)保護(hù)原理及調(diào)試方法

1、變斜率比率差動(dòng)保護(hù)原理及校驗(yàn)方法李明(徐州華美坑口環(huán)保熱電有限公司、江蘇徐州221141 )摘要：在Y/變壓器微機(jī)保護(hù)現(xiàn)場調(diào)試過程中，由于保護(hù)人員對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)原理及保護(hù)裝置補(bǔ)償原理的理解存在偏差，變比斜率比率差動(dòng)曲線的驗(yàn)證往往成為調(diào)試的難點(diǎn)。針對(duì)這一問題，本文分析了變壓器微機(jī)差動(dòng)保護(hù)原理并總結(jié)了變壓器微機(jī)保護(hù)普遍采用的差動(dòng)電流補(bǔ)償方法。并以Y/ 11型變壓器和南瑞RCS98發(fā)變組保護(hù)使用Dbg2000專用調(diào)試軟件為例詳細(xì)地介紹了校驗(yàn)步驟，提岀了一套驗(yàn)證發(fā)變組變比斜率比率差動(dòng)曲線的思路及方法。關(guān)鍵詞：發(fā)變組；變比斜率比率差動(dòng)；Y/校正；校驗(yàn)方法Variable slope percentag

2、e differential protection principle and method of debuggingLI Ming(Xuzhou Huamei Hang Hau environmental Thermal Power Co., Ltd ，Xuzhou, 221141,China )Abstract: In the Y / Digital Transformer Protection site commissioning process, because the protection of personnel andprotection of the principle of

3、transformer differential protection device biased understanding of the principles of compensation, variable slope percentage differential curve than the verification often difficult to debug .Aiming at this problem ，this paper analyses the pellucid transformer microcomputer differential protection p

4、rinciple and summarizes the widespread use of the transformer microcomputer protection differential current compensation .The paper uses the Y / 一 11 transforme and NARI RCS985 transformer andtransformer protection using the Dbg2000 special debugging software as an example of the verification steps

5、described in detail, a set of validation transformer unit differential rate of change the slope of the curve than the ideas and methodsKey words： transformer； differential protection； ratio-differential ； testing metho0.引言在微機(jī)保護(hù)裝置廣泛應(yīng)用的今天，二次回路的 連接方式雖得到簡化，但已不如電磁型保護(hù)那般直 觀明了 ；尤其對(duì)Y/ 變壓器(以下簡稱主變)分相差 動(dòng)保護(hù)，出于對(duì)主

6、變接線組別、各側(cè)電壓等級(jí)、 CT(電流互感器)變比及勵(lì)磁涌流等種種因素的考 慮，不同的廠家采取了不同的補(bǔ)償方式和比率制動(dòng) 方法，如何正確的校驗(yàn)差動(dòng)保護(hù)成為困擾著現(xiàn)場調(diào) 試人員的難題之一 本文從保護(hù)原理入手，以Y/A一 11型三繞組變壓器及南瑞RCS98保護(hù)為例，分析發(fā)變組差動(dòng)保護(hù)的校驗(yàn)方法。1變斜率比率差動(dòng)保護(hù)原理1.1差動(dòng)原件的動(dòng)作方程Id > Kbl * Ir + Icdqd( Ir < nIe )Kbl = Kbl1 + Kblr * (Ir / Ie)Id > Kbl2 * (Ir - nIe) + b + Icdqd ( Ir >= nIe )Kblr = (

7、Kbl2 - Kbl1) / (2 * n)b = (Kbl1 + Kblr * n) * nIe式中Id為差動(dòng)電流，Ir為制動(dòng)電流，Icdqd為差動(dòng) 電流起動(dòng)定值，Ie為額定電流。Kbl為比率差動(dòng)制動(dòng)系數(shù)，Kb1r為比率差動(dòng)制動(dòng)系數(shù)增量；Kb11為起始比率差動(dòng)斜率，定值范圍為0.050.15，一般取 0.10 ；Kb12為最大比率差動(dòng)斜率，定值范圍為0.500.80，一般取 0.70 ；n為最大斜率時(shí)的制動(dòng)電流倍數(shù)，固定取 6。1.2差動(dòng)電流及制動(dòng)電流的取得Rcs985發(fā)變組差動(dòng)保護(hù)的差動(dòng)電流(即動(dòng) 作電流)，取各側(cè)差動(dòng)電流互感器的二次電流 相量和的絕對(duì)值，制動(dòng)電流為變壓器各側(cè)TA二次電流幅

8、值和的一半差動(dòng)電流Id，制動(dòng)電流Ir公式如下:ll| +'|l2|+|l3| +卩4|+|52 * * * *I1I2I3I4I52差動(dòng)保護(hù)相位的校正電力系統(tǒng)中變壓器常采用Y/D-11接線方式，因此，變壓器兩側(cè)電流的相位差為30 °。如果不采取措施，差動(dòng)回路中將會(huì)由于變壓器兩側(cè)電流 相位不同而產(chǎn)生不平衡電流。必需消除這種不平 衡電流。當(dāng)變壓器各側(cè)電流互感器二次均采用星型接 線時(shí)，其二次電流直接接入保護(hù)裝置，從而簡化了 TA二次接線，增加了電流回路的可靠性。但是如圖 1當(dāng)變壓器為Yo/ -11連接時(shí)，高、低兩側(cè)TA二次電 流之間將存在30°的角度差.圖1變壓器為Yo/

9、 -11連接和TA為Y/Y連接的差動(dòng)保護(hù)原理接線O羞偎圖二Y,d11變壓器TA為Y/Y連接時(shí)的相位校正向量圖Fig .2 Y, d11 Transformer TA for the Y / Y connection of the phase correction vector graphics微機(jī)保護(hù)為消除各側(cè)TA二次電流之間的角度差，由保護(hù)軟件的靈活性通過軟件算法進(jìn)行相 位校正，變壓器各側(cè)電流互感器二次接線同為星 型接法。稱為"內(nèi)轉(zhuǎn)角”方式，內(nèi)轉(zhuǎn)角方式又分 為星形側(cè)向三角形側(cè)校正的算法及三角形側(cè)向星 形側(cè)校正的算法兩種。RCS985使用的是第一種星 形側(cè)向三角形側(cè)校正的算法Yo側(cè)：

10、lA2 =( lA2 IB2)/ - 3 lB2 =( IB2 IC2)/ 3 l C2 = ( l C2 l A2) / . 3側(cè)：la2=la2 lb2=lb2 lc2 =l c2式中：lA2、lB2、lC2 為 Yo側(cè) TA二次電流，|A2、 l B2、|C2為Yo側(cè)校正后的各相電流；|a2、lb2、 lc2為側(cè)ta二次電流，ia2、lb2、lc2為側(cè) 校正后的各相電流。經(jīng)過軟件校正后，差動(dòng)回路兩側(cè)電流之間的相位一致，見圖2所示。由上述校正法不難看出，在變壓器Y型側(cè)（即Fig. 1 Transformer Y0 / -11 connection and TA for the Y / Y

11、connection cable differential protection principle 高壓側(cè)）通入單相電流lA時(shí)，則有計(jì)入差流計(jì)算流I B時(shí)，有'FI A 二一Ib/.3 、 I B二 I b/ j3、I C 二 0 ；在變壓器Y型側(cè)通入單相電流I c時(shí)，有 I A 二 0、| B二-I c / Y 3、 I C 二1：/ .3。所以得出在做 Y/D- 11型主變的比率差動(dòng)試圖4試驗(yàn)接線圖LIDT1TH.02叫A3TH.004THwi005rHj QHt'0a?詢QB%0%0*0T焉&%a0tv- s a廳電M屮性N電盤呼 L呼的調(diào)整后電流|a=|a/、

12、_3、 I B =0、I C - _ I a/ . 3 ；同樣可以得到，在變壓器Y型側(cè)通入單相電驗(yàn)時(shí)，繼保調(diào)試儀在主變高壓側(cè)與主變低壓側(cè)（即指發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)或高廠變高壓側(cè)或高廠變低壓 側(cè)）應(yīng)加兩相獨(dú)立電流的關(guān)系為AN- ac、BN- ba、CN- cb，兩相電流之間相角差為 180 °。3差動(dòng)保護(hù)調(diào)試的接線及試驗(yàn)過程在實(shí)際的調(diào)試試驗(yàn)時(shí)一般取 I1為保護(hù)的高壓側(cè) 繞組電流相量，I2為低壓側(cè)繞組電流相量。以A相差動(dòng)試驗(yàn)為例，假設(shè)取I1從測試儀 的“ la ”輸出，I2 從測試儀的“ lb ”輸 出，則分相 試驗(yàn)時(shí)，測試儀和保護(hù)之間的接線方 法是測試儀la t高壓側(cè)（Y側(cè)），電流從A相極性

13、端進(jìn)入，非極性端流出；測試儀lb t低壓側(cè)（D側(cè)）,電流從 A相極性端進(jìn)入，非極性端流出C相非極性端進(jìn)入，極性端流出，兩相電流之間相 角差為180°調(diào)試電流相量的設(shè)定和試驗(yàn)實(shí)際接 線圖如下圖三，圖四示：電流幅值 相位 頻率圖3調(diào)試電流相量的設(shè)定Fig . 3 Set debug current phasorFig . 4 Test connecting diagram此時(shí)所加的電流la,lb 相角差為180°,固定Ia , 遞增lb至保護(hù)動(dòng)作。諸輸人一側(cè)傾定電流山） 諳輸入二側(cè)頒定電濟(jì)I.請(qǐng)輸入比率圭訪啟動(dòng)值C襯: 諳輸心動(dòng)起站斜率.諳輪心動(dòng)垠大斜率.話選擇差動(dòng)尖型：變壓闕

14、的接域方式話輪人一風(fēng)電佛広】：計(jì)算結(jié)果IM植正電流（IG-1 E0?二確校正電蠱口）：2制動(dòng)電斷（IJ：2. 00Z動(dòng)柞電瞬d叩；0 SOO圖五RCS985變斜率差動(dòng)計(jì)算界面Fig . 5 RCS985 Calculate the slope of the interface variabledifferential上圖五為 Dbg2000專用調(diào)試軟件 NewDiff“變斜率差動(dòng)計(jì)算軟件”的主界面，“一側(cè)額定電 流”和"二側(cè)額定電流”輸入框內(nèi)輸入?yún)⑴c所調(diào) 試的差動(dòng)保護(hù)的兩側(cè)對(duì)應(yīng)額定電流。其中，2.98A為發(fā)變組差動(dòng)用的“主變高壓側(cè)二次側(cè)額定電流”（以我公司的 SFP10-75000/

15、110變壓器，高壓側(cè) 額定電流357.9 A,TA 變比600/5計(jì)算），4.29 A 為發(fā)變組差動(dòng)用的“主變低壓側(cè)額定電流（即發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)額定電流）”（以我公司 QFS-60-2 發(fā)電機(jī)額定電流 6870 A,TA變比8000/5計(jì)算）； 在“差動(dòng)啟動(dòng)定值”、“起始斜率”、“最大斜率” 中輸入所調(diào)試差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)定值；而后在“差 動(dòng)類型”中選擇“變壓器差動(dòng)”或“發(fā)電機(jī)差動(dòng)”， 前者指的是差動(dòng)范圍包含變壓器（主變、廠變或 勵(lì)磁變）；對(duì)于“變壓器差動(dòng)”還需在“變壓器的 接線方式”中選擇 丫/D、D/Y、Y/Y或D/D （指的 是“一側(cè)接線方式/二側(cè)接線方式”）；再后，“輸 入一側(cè)電流”里輸入實(shí)

16、際在一側(cè)加的電流；最后“回車”或點(diǎn)擊“計(jì)算”即顯示出計(jì)算出的“二 側(cè)電流值”和對(duì)應(yīng)的“制動(dòng)電流”、“動(dòng)作電流”。 該軟件計(jì)算出的即是變斜率差動(dòng)曲線上的點(diǎn)。 一次在微機(jī)保護(hù)測試儀內(nèi)輸入la為1.387，3.743，8.259，12.51，20.26，23.58，25.42 計(jì) 算出相應(yīng)的參數(shù)填入下表：其中23.58以制動(dòng)電流5.95le的變斜率向定斜率（k=0.7 ）變化的拐 點(diǎn)。序一側(cè)電二側(cè)電流制動(dòng)電流差電流計(jì)算值號(hào)流(11+12)/2IeIe11.3873.1360.50.4630.46323.7435.47410.550.5538.25910.320.7990.8412.5115.3331

17、.1491.15520.2626.06652.1512.15623.5831.4685.952.7672.766725.4234.6416.53.1483.15表一試驗(yàn)參考數(shù)據(jù)Tab.3 Data of test reference為了驗(yàn)證保護(hù)裝置的差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作特性， 可以把試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成標(biāo)幺值代入差動(dòng)方 程，看方程是否成立.根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果繪的的我公司的RCS-985發(fā)變組保護(hù)裝置的變斜率比率差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作特性曲線 如圖六Fig 6 RCS985 Characteristics of differentialprotection4結(jié)束語變壓器差動(dòng)保護(hù)是主變最重要的保護(hù)之一，對(duì) 它應(yīng)有足夠的

18、重視。國內(nèi)外微機(jī)型主變差動(dòng)保護(hù)裝 置種類繁多，但萬變不離其宗，只要掌握了我們前 面所介紹的原理和校驗(yàn)方法后一定可以舉一反三， 正確的校驗(yàn)發(fā)變組（主變）差動(dòng)保護(hù)。參考文獻(xiàn)1 韓笑.電網(wǎng)微機(jī)保護(hù)測試技術(shù)【M】.北京.中國水利水電出版社.2005HANXCxiao. Testing Computer Power Protection 【M】。Bei Jjing ChinaWaterPower Press.20052 南京南瑞繼保公司.RCS-985發(fā)電機(jī)變壓器成套保護(hù)裝置【ZNanjing NARI relays Co.Ltd. Complete sets of generator and transformer protection 【Z】3 寒天行.微機(jī)型繼電保護(hù)及自動(dòng)化裝置檢驗(yàn)調(diào)試手冊【M】.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001HAN Tianxing. Microprocessor b