变压器差动保护实验

1、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

2、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ia3-1

3、5aia3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

4、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

5、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.

6、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ib

7、1=(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-

8、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

9、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

10、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i2´´a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* i1´k2z´=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