变斜率比率差动保护原理及校验方法

1、变斜率比率差动保护原理及校验方法摘要：在Y变压器微机保护现场调试过程中，由于保护人员对变压器差动保护原理及保护装置补偿原理的理解存在偏差，变比斜率比率差动曲线的验证往往成为调试的难点。针对这一问题，本文分析了变压器微机差动保护原理并总结了变压器微机保护普遍采用的差动电流补偿方法。并以Y一11型变压器和南瑞RCS985发变组保护使用Dbg2000专用调试软件为例详细地介绍了校验步骤，提出了一套验证发变组变比斜率比率差动曲线的思路及方法。关键词：发变组；变比斜率比率差动；Y校正； 校验方法Variable slope percentage differential protection princ

2、iple 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 transformer differential protec

3、tion 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 principle and summarizes the wid

4、espread 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 described in detail, a set of val

5、idation transformer unit differential rate of change the slope of the curve than the ideas and methodsKey words： transformer； differential protection； ratio-differential； testing metho0.引言在微机保护装置广泛应用的今天，二次回路的连接方式虽得到简化，但已不如电磁型保护那般直观明了;尤其对Y /变压器(以下简称主变)分相差动保护，出于对主变接线组别、各侧电压等级、CT(电流互感器)变比及励磁涌流等种种因素的考虑，

6、不同的厂家采取了不同的补偿方式和比率制动方法，如何正确的校验差动保护成为困扰着现场调试人员的难题之一.本文从保护原理入手，以Y一11型三绕组变压器及南瑞RCS985保护为例，分析发变组差动保护的校验方法。1 变斜率比率差动保护原理1.1差动原件的动作方程Id Kbl * Ir + Icdqd ( Ir Kbl2 * (Ir - nIe) + b + Icdqd ( Ir = nIe ) Kblr = (Kbl2 - Kbl1) / (2 * n)b = (Kbl1 + Kblr * n) * nIe 式中Id为差动电流，Ir为制动电流，Icdqd为差动电流起动定值，Ie为额定电流。Kbl为比率

7、差动制动系数，Kb1r为比率差动制动系数增量；Kb11为起始比率差动斜率，定值范围为0.050.15，一般取0.10；Kb12为最大比率差动斜率，定值范围为0.500.80，一般取0.70；n 为最大斜率时的制动电流倍数，固定取6。1.2 差动电流及制动电流的取得Rcs985发变组差动保护的差动电流（即动作电流），取各侧差动电流互感器的二次电流相量和的绝对值，制动电流为变压器各侧TA二次电流幅值和的一半.差动电流Id，制动电流Ir 公式如下：2 差动保护相位的校正电力系统中变压器常采用Y/D-11接线方式，因此，变压器两侧电流的相位差为30。如果不采取措施，差动回路中将会由于变压器两侧电流相位

8、不同而产生不平衡电流。必需消除这种不平衡电流。当变压器各侧电流互感器二次均采用星型接线时，其二次电流直接接入保护装置，从而简化了TA二次接线，增加了电流回路的可靠性。但是如图1当变压器为Y0/-11连接时，高、低两侧TA二次电流之间将存在30的角度差.图1 变压器为Y0/-11连接和TA为Y/Y连接的差动保护原理接线Fig1 Transformer Y0 / -11 connection and TA for the Y / Y connection cable differential protection principle图二 Y,d11变压器TA为Y/Y连接时的相位校正向量图Fig2

9、Y, d11 Transformer TA for the Y / Y connection of the phase correction vector graphics微机保护为消除各侧TA二次电流之间的角度差，由保护软件的灵活性通过软件算法进行相位校正，变压器各侧电流互感器二次接线同为星型接法。称为“内转角”方式，内转角方式又分为星形侧向三角形侧校正的算法及三角形侧向星形侧校正的算法两种。RCS985使用的是第一种星形侧向三角形侧校正的算法Y0侧：=（）/ =（）/=（）/侧：= = =式中：、为Y0侧TA二次电流，、为Y0侧校正后的各相电流；、为侧TA二次电流，、为侧校正后的各相电流。

10、经过软件校正后，差动回路两侧电流之间的相位一致，见图2所示。由上述校正法不难看出，在变压器Y型侧（即高压侧）通入单相电流时，则有计入差流计算的调整后电流、；同样可以得到，在变压器Y型侧通入单相电流时，有、；在变压器Y型侧通入单相电流时，有、。所以得出在做Y/D11型主变的比率差动试验时，继保调试仪在主变高压侧与主变低压侧（即指发电机中性点或高厂变高压侧或高厂变低压侧）应加两相独立电流的关系为ANac、BNba、CNcb，两相电流之间相角差为180。3 差动保护调试的接线及试验过程在实际的调试试验时一般取 I1 为保护的高压侧绕组电流相量，I2 为低压侧绕组电流相量。以 A 相差动试验为例，假设

11、取I1从测试仪的“Ia”输出，I2 从测试仪的“Ib”输出，则分相 试验时，测试仪和保护之间的接线方法是测试仪Ia高压侧（Y侧），电流从A相极性端进入，非极性端流出；测试仪Ib低压侧（D侧），电流从A相极性端进入，非极性端流出C相非极性端进入，极性端流出，两相电流之间相角差为180调试电流相量的设定和试验实际接线图如下图三，图四示：图3 调试电流相量的设定Fig3 Set debug current phasor图4试验接线图Fig4 Test connecting diagram此时所加的电流Ia,Ib相角差为180o,固定Ia，递增Ib至保护动作。图五RCS985变斜率差动计算界面Fig5

12、 RCS985 Calculate the slope of the interface variable differential上图五为Dbg2000专用调试软件NewDiff “变斜率差动计算软件”的主界面，“一侧额定电流”和“二侧额定电流”输入框内输入参与所调试的差动保护的两侧对应额定电流。其中， 2.98A为发变组差动用的“主变高压侧二次侧额定电流”（以我公司的SFP10-75000/110变压器，高压侧额定电流357.9 A,TA变比600/5计算），4.29 A为发变组差动用的“主变低压侧额定电流（即发电机中性点侧额定电流）”(以我公司QFS-60-2发电机额定电流6870 A,

13、TA变比8000/5计算)；在“差动启动定值”、“起始斜率”、“最大斜率”中输入所调试差动保护的保护定值；而后在“差动类型”中选择“变压器差动”或“发电机差动”，前者指的是差动范围包含变压器（主变、厂变或励磁变）；对于“变压器差动”还需在“变压器的接线方式”中选择Y/D、D/Y、Y/Y或D/D（指的是“一侧接线方式/二侧接线方式”）；再后，“输入一侧电流”里输入实际在一侧加的电流；最后“回车”或点击“计算”即显示出计算出的“二侧电流值”和对应的“制动电流”、“动作电流”。该软件计算出的即是变斜率差动曲线上的点。一次在微机保护测试仪内输入Ia为1.387，3.743，8.259，12.51，20

14、.26，23.58，25.42计算出相应的参数填入下表：其中23.58以制动电流5.95Ie的变斜率向定斜率（k=0.7）变化的拐点。序号一侧电流二侧电流制动电流(I1+I2)/2差电流Ie计算值Ie11.3873.1360.50.4630.46323.7435.47410.550.5538.25910.320.7990.8412.5115.3331.1491.15520.2626.06652.1512.15623.5831.4685.952.7672.766725.4234.6416.53.1483.15 表一 试验参考数据Tab.3 Data of test reference为了验证保护

15、装置的差动保护的动作特性，可以把试验得到的数据转化成标幺值代入差动方程，看方程是否成立.根据试验结果绘的的我公司的RCS-985发变组保护装置的变斜率比率差动保护动作特性曲线如图六图六RS985差动保护动作特性图Fig 6 RCS985 Characteristics of differential protection4 结束语变压器差动保护是主变最重要的保护之一，对它应有足够的重视。国内外微机型主变差动保护装置种类繁多，但万变不离其宗，只要掌握了我们前面所介绍的原理和校验方法后一定可以举一反三，正确的校验发变组（主变）差动保护。参考文献1韩笑.电网微机保护测试技术【M】.北京.中国水利水电

16、出版社.2005HAN Xxiao. Testing Computer Power Protection【M】。Bei Jjing China WaterPower Press.2005 2南京南瑞继保公司.RCS-985 发电机变压器成套保护装置【Z】Nanjing NARI relays Co.Ltd. Complete sets of generator and transformer protection【Z】3寒天行. 微机型继电保护及自动化装置检验调试手册【M】.北京：机械工业出版社，2001HAN Tianxing. Microprocessor based protection and automated ins