变压器差动保护实验.doc

变压器差动保护实验南 京 钛 能 电 气 研 究 所南京南自电力控制系统工程公司差动保护实验步骤如下：通道平衡情况检查，初始动作电流校验，比率制动特性校验，涌流判据定值校验，差动速断定值校验，差流越限监视校验。1） 通道平衡情况检查试验举例。接线为YN,d11的双绕组变压器，额定电压分别为110kV及10kV，容量31500kVA，110kV侧TA：200/5，10kV侧TA：2000/5，外部TA接线：Y/ Y。计算：先计算各侧额定电流和平衡系数，结果如下：表1：各侧额定电流和平衡系数差动继电器内部基准电流IB5A高压侧二次额定电流Ie14.13A高压侧平衡系数K1= IB/ Ie11.21低压侧二次额定电流Ie34.55A低压侧平衡系数K3= IB/ Ie31.10因为外部TA接线：Y/ Y，变压器接线为YN,d11，所以，高压侧星三角变换投入，低压侧星三角变换退出。若在高、低压侧A相各加15A的电流，方向相反，则高、低侧各相电流及各相差流如下：表2：单加A相电流时的差流高压侧A相所加电流ia115Aia1折算后电流Ia1= K1* ia1=15*1.2118.15A星三角变换后A相电流IA1=(Ia1- Ib1)/1.73210.48AB相电流IB1=(Ib1- Ic1)/1.7320AC相电流IC1=(Ic1- Ia1)/1.732-10.48A低压侧A相所加电流ia3-15Aia3折算后电流Ia3= K3* ia3=(-15)*1.10-16.50AB相0AC相0A差流A相-6.02AB相0AC相-10.48A 同样的方法，加B相和C相，计算结果如下：表3：加B、 C相时各相差流单加B相电流A相差流-10.48AB相差流-6.02AC相差流0A单加C相电流A相差流0AB相差流-10.48AC相差流-6.02A现实验如下：将高低压侧中性点短接，测试仪A相接高压侧A相，测试仪N相接低压侧A相。观察装置显示的差流，并记录；同样的方法测B相和C相。表4：通道平衡测试实验A相差流B相差流C相差流计算值实验值计算值实验值计算值实验值两侧加A相-6.02A0A-10.48A两侧加B相-10.48A-6.02A0A两侧加C相0A-10.48A-6.02A若计算值和实验结果基本相同，说明平衡系数正确，通道已调平衡。注1：均为矢量计算，例如，加A相电流时以高压侧A相电流为正方向，负号表示与之反向。注2：下标1为高压侧，3为低压侧。注3：试验时用实际定值根据上述方法制表计算。2） 初始动作电流校验实验方法：单加高压侧A相电流，并缓慢增加至差动动作，记录电流值，同法测另外五组数据。差动门槛： 。表5：初始动作电流校验高压侧低压侧加流相ABCABC动作电流3） 比率制动特性校验求各相差动的比率制动系数和拐点电流。实验如下：以A相为例；为了突出实验重点，暂把平衡系数设为1，即各侧额定电流均设为5A，只考虑星三角变换。例如：高压侧采用内部星三角变换，定值整定如下：表6：控制字比率差动门槛0.4 （2.0A）比率制动系数0.5比率制动拐点电流0.64（3.2A）a） 验证拐点只让A相差动元件动作，所以在低压侧C相加电流制动C相差动元件，使其不动作。保持高压侧A相电流7.3A不变，低压侧A相加-3A，低压侧C相加4.2A不变，慢慢减小低压侧A相电流至保护动作，记录此时的数值，此时的A相差动和制动电流即拐点坐标。表7：验证拐点电流高压侧A相所加电流ia17.3A星三角变 换后A相电流IA1=(Ia1- Ib1)/1.7324.2AB相电流IB1=(Ib1- Ic1)/1.7320AC相电流IC1=(Ic1- Ia1)/1.732-4.2A低压侧 初始值动作值ia3-3Aia3ib30Aib30Aic34.2Aic34.2A差动电流A相1.2AA相B相0AB相0AC相0AC相0A制动电流A相3.6AA相B相0AB相0AC相4.2AC相4.2Ab） 验证比率制动系数保持高压侧A相电流10A不变，低压侧A相加-5A，低压侧C相加5.77A不变，慢慢减小低压侧A相电流至保护动作，记录此时的数值，此时的A相差动和制动电流即斜线上一点X1。表8：验证比率制动系数高压侧A相所加电流ia110A星三角变换后A相电流IA1=(Ia1- Ib1)/1.7325.77AB相电流IB1=(Ib1- Ic1)/1.7320AC相电流IC1=(Ic1- Ia1)/1.732-5.77A低压侧A相初始电流ia3-5AA相动作电流ia3B相0AB相0AC相电流ic35.77AC相电流ic35.77A差动电流A相0.77AA相B相0AB相0C相0AC相0制动电流A相5.39AA相B相0AB相0C相5.77AC相5.77A保持高压侧A相电流15A不变，低压侧A相加-8A，低压侧C相加8.66A不变，慢慢减小低压侧A相电流至保护动作，记录此时的数值，此时的A相差动电流和制动电流即斜线上一点X2。表9：验证比率制动系数高压侧A相所加电流ia115A星三角变换后A相电流IA1=(Ia1- Ib1)/1.7328.66AB相电流IB1=(Ib1- Ic1)/1.7320AC相电流IC1=(Ic1- Ia1)/1.732-8.66A低压侧A相初始电流ia3-8AA相动作电流ia3B相0AB相0AC相电流ic38.66AC相电流ic38.66A差动电流A相0.66AA相B相0AB相0C相0AC相0制动电流A相8.33AA相B相0AB相0C相8.66AC相8.66A根据X1和X2两点，可以求出比率制动系数： 。注1：试验时用实际定值根据上述方法制表计算。4） 涌流判据定值校验a） 二次谐波制动比的测量 二次谐波电流计算精度的校验一般只校验变压器某一侧（例如高压侧）的差动通道。高侧A相输入二次谐波电流，电流由小增大，使电流值分别为：0.5A、5A、10A、20A，观察并记录。将接至A相接线分别改接在B相及C相端子上，重复上述试验，观察并记录。表10：二次谐波电流计算精度的校验外加二次谐波电流0.5A5A10A20A装置显示值A相差动B相差动C相差动 测量二次谐波制动比在高压侧A相加基波电流I1，低压侧A相加二次谐波电流I2，增大I1至某一值I1，此时A相差动保护动作；增大I2至A相差动刚返回，记录保护刚返回时的二次谐波电流值I2。再增大I1至某一值I1，此时A相差动保护动作；增大I2至A相差动刚返回，记录保护刚返回时的二次谐波电流值I2。 将接线分别接到B和b、C和c端子上，重复上述试验并记录。表11：测量二次谐波制动比相别基波电流I1二次谐波电流I2基波电流I1二次谐波电流I2A相B相C相根据表中数据，按以下公式计算二次谐波制动比，K2Z=K3* I2/K1* I1K2Z=K3* I2/K1* I1式中，K2Z、K2Z计算的二次谐波制动比；K3、K1各侧平衡系数。 要求：对各相差动计算出的K2Z与K2Z均应相等，等于整定值，最大误差小于0.05。b） 涌流闭锁方式的正确性校验 装置采用三相“或门”制动方式，高压侧B相或C相输入纯基波电流I1，低压侧a相加基波与二次谐波的混频电流I2，二次谐波电流分量与基波电流分量之比大于二次谐波制动比，只加I1，差动保护动作，再加入I2，差动保护应可靠返回。这表明制动方式为“或门”制动。c） 验证二次谐波对差动速断的影响 在高压侧A相加基波与二次谐波的混频电流I2，其有效值大于差流速断整定值，二次谐波电流分量与基波电流分量之比大于二次谐波制动比，连续突合电流三次，每次加电流后，差动速断均应能可靠动作。5） 差动速断定值校验速断定值：单加