微机继电保护装置的调试技术.doc

微机继电保护装置的调试技术1 引言近年来，随着微机型继电保护装置的普遍使用，种类、型号、产地之多，给许多设计和现场调试人员带来很大困难。根据现场实例，针对SEL-587型微机型继电保护装置的调试，详细介绍微机型变压器差动保护装置的原理和调试方法。2 微机型变压器差动保护装置的实现原理差动保护采用分相式比率差动，即A、B、C任意一相保护动作就有跳闸出口。以下判据均以一相为例，当方程（1）、（2）同时成立时差动元件保护动作。IDZIDZ0 （IZDIZD0） （1）IDZIDZ0K（IZDIZD0） （IZDIZD0） （2）I2DZK2IDZ 其中：IDZ为差动电流 IDZ0为差动保护门坎定值 IZD为制动电流 IZD0为拐点电流 I2DZ为差动电流的二次谐波分量 K为比率制动特性斜率 K2为二次谐波制动系数国内生产的微机型变压器差动保护装置中，差动元件的动作特性多采用具有二段折线式的动作特性曲线（如图1所示）。SEL-587型装置采用三段折线式动作曲线，但可根据实际情况只采用二段式动作特性曲线。图1 采用二段折线式差动动作特性曲线3装置在实际应用中需要解决的问题3.1解决变压器差动保护中不平衡电流的措施（1） 解决变压器两侧绕组结线不同所产生电流相位不同微机型差动保护装置中各侧不平衡电流的补偿是由软件完成的。变压器各侧CT二次电流由于接线造成的相位差由装置中软件校正，变压器各侧CT二次回路都可接成Y形（也可选择常规继电器保护方式接线），这样简化了CT二次接线。SEL-587型装置中提供了14种类型的变压器两侧CT二次不同接线的设置（国产装置通常仅有两种方式选择），通过对TRCON和CTCON整定值的正确设置和选择相对应的计算常数A和B，装置就完全解决了变压器差动保护中的不平衡电流问题。如图2为某冷轧带钢工程35/10KV主变压器两侧电流互感器二次接线图（这种接线方式属于装置中B13类型）。图2 B13型-Y变压器带有Y-Y的CT连接（2）解决变压器两侧电流互感器变比不能选得完全合适微机型差动保护装置是采用设置不平衡系数，通过软件计算来调节。通常以高压侧为基准，高压侧不平衡系数固化为“1”，低压侧不平衡系数则按该装置要求的特定计算公式计算后将参数设置在装置中。SEL-587型装置采用两侧分别计算不平衡系数的办法，装置内部设置了TAP1和TAP2两个参数来进行电流的调整，参数的计算是通过该装置的特定计算公式来进行。3.2解决变压器励磁涌流在变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复的过程中，将会产生很大的励磁涌流。涌流中含有数值很大的非周期分量，其二次谐波分量占有一定数量，常规差动继电器则是采用速饱和变流器来消除它的影响，而微机型差动保护装置是采用软件鉴别二次谐波制动元件。通常只要在装置中设置二次谐波制动系数就可解决。SEL-587型装置可测量流经变压器中的二次谐波分量值，只需将PCT2参数整定为15即可保证装置不误动作。该装置中五次谐波制动元件未使用，而国产装置绝大多数不采用。4 SEL-587型装置的差动特性介绍SEL-587型装置是一种集电流差动继电器和过电流继电器在一个装置中可同时提供电流差动保护和两组完整的过电流保护功能的较为复杂的微机型继电保护装置。在差动保护功能中设计了一个可整定的动作电流启动值（O87P）以及两个百分比制动折线（SLP1、SLP2）的比率制动差动特性，设置最小启动值作为动作电流值以增加装置的灵敏度，避免在稳态时因CT误差造成的误动和变压器励磁涌流的影响。应用制动折线百分比整定值是为了区分区内和区外故障，整定SLP1值以躲过变压器分接头、励磁电流以及装置误差引起的差电流，而SLP2参数仅用于电抗器、发电机和大型电动机的差动保护中。装置的这种应用面广的特点是与国内生产的微机型差动保护装置大为不同。该装置的差动特性如下图3。SEL-587型装置也提供一种无制动元件的快速排除变压器内部故障，即差动速断保护，通过设置参数U87P值实现其速断功能。图3：百分比率制动差动特性5 SEL-587型装置的调试5.1差动通道不平衡系数的正确设置（1）根据具体装置要求针对差动回路实际二次接线方式确定是否要进行相位补偿。差动回路二次接线中CT极性必须按装置要求正确接入。例如针对图2中差动回路二次接线，应必须按图中标明的CT极性与装置连接，这种接线形式可被SEL-587型装置确认为B13类型进行相位补偿。（2）不平衡系数的计算。国产装置关于不平衡系数的计算公式较为简单，但不同的装置对接线系数值的假定不同，有的是以高压侧为基准，将其中压、低压侧折算到高压侧进行参数设定，有的则是以低压侧为基准来折算其它侧的不平衡系数的。SEL-587型装置是各侧分别计算不平衡系数。举例某冷轧带钢工程35/10kV变压器参数如下:额定容量40MVA电压比35/10kV变压器组别/YN-11高压侧CT变比：800/5A低压侧CT变比：3000/5ACT二次接线均为“Y”形接入装置 在装置“整定值清单”中须设置MVA，VWDG1，VWDG2，TRCON，CTCON，CTR1和CTR2整定值，其中TRC0N，CTCON整定值可通过查阅使用手册（见使用手册表4.1：两绕组变压器组的TRCON，CTCON和电流补偿系数），同时也可查到相对应的C1、C2常数。 根据特定的公式可计算出TAP1=4.12，TAP2=3.67，并将计算值设定在装置“整定值清单”中。5.2初始动作电流（门坎电流）的整定与校验装置反映初始动作电流值的参数为O87P，其整定范围为0.1到1.0倍的不平衡系数值，该装置使用说明书中要求建议整定在0.3。本例中将O87P整定在0.4（国产装置一般要求为0.4-0.5）。在IAW1及N端子（如图2所示）上加电流，增加至“A相差动”动作，并导致N（87R）的LED点亮。再分别对IBW1、ICW1、IAW2、IBW2、ICW2及N上加电流，增加至差动动作。各侧各相的初始动作电流值应等于O87P设定值乘以各侧相应TAP值，其误差小于5。5.3速断动作电流的整定与校验装置反映无制动速断动作电流值的参数为U87P，其整定范围为1到16倍的不平衡系数值，整定的依据是应能躲过变压器涌流和外部故障时的最大不平衡电流，该装置使用说明书中要求建议整定在8倍，本例中将U87P整定在8。速断无制动差动元件只响应基波分量，且不受SLP1、IRS1、PCT5整定值的影响。校验的方法与初始动作电流的校验方法相同，各侧各相的动作电流值应等于U87P设定值乘以各侧相应TAP值，其误差小于5。由于保护装置多采用速断与比率差动使用公共跳闸出口，且速断定值远远大于初始动作电流（门坎）值。为了能正确校验，一般采用两种方法：一是在校验速断时首先通过修改控制字将比率差动保护退出；另一种方法是暂时修改差动速断定值，使其小于比率差动保护的初始动作电流值。本装置采用第一种办法较为方便。5.4比率制动差动特性的整定与校验国产装置需设定比率系数K值和拐点电流值（IDZ0），SEL-587型装置只要求设制动折线1百分率SLP1（5-100）值。该装置的设计者通过一系列理论计算、分析得出此值应不小于36，本例中将其设定为40。SEL-587型装置与国产装置不同，它要求测试出SLP1（SLP2=OFF）测试线（这是一条直线，如图3所示），而不是测试百分比率制动差动特性曲线。5.5二次谐波闭锁功能测试二次谐波闭锁百分比整定值一般都根据装置使用说明书上推荐数据设定，本装置推荐为15。5.6装置定值校验汇总表该装置应用于变压器差动保护功能时应作如下全部的设定,见下表1表1 SEL-587型变压器差动保护定值校验汇总表整定值名称整定值定义整定值RID继电器标识符STATIONATID终端标识符1BB587MVA变压器额定容量40MVAVWDG1变压器绕组一次侧电压额定值35kVVWDG2变压器绕组二次侧电压额定值10.5kVTRCON变压器接线组别DACYCTCONCT二次侧连接方式YYCTR1变压器绕组一次侧CT变比值160CTR2变压器绕组二次侧CT变比值600TAP1变压器一次侧绕组电流调整值4.12TAP2变压器二次侧绕组电流调整值3.67O87P比率制动元件初始动作电流值，设置为TIP的倍数0.4SLP1制动折线1百分比率40SLP2制动折线2百分比率OFFIRS1制动折线1的制动电流极限OFFU87P无制动速断动