淺論變壓器電量保護(hù)（微機(jī)保護(hù)繼電器）調(diào)試及計(jì)算方法 繼電器 微機(jī)控制

本文格式為Word版，下載可任意編輯——淺論變壓器電量保護(hù)（微機(jī)保護(hù)繼電器）調(diào)試及計(jì)算方法繼電器微機(jī)控制隨著變壓器養(yǎng)護(hù)裝置種類(lèi)的不斷增多，養(yǎng)護(hù)功能的不斷強(qiáng)大，微機(jī)繼電養(yǎng)護(hù)裝置正日趨完善，變壓器的電量養(yǎng)護(hù)作為大容量變壓器的主要養(yǎng)護(hù)類(lèi)型，其調(diào)試和計(jì)算那么成為整個(gè)繼電養(yǎng)護(hù)調(diào)試中的重要環(huán)節(jié)。電量養(yǎng)護(hù)主要分為差動(dòng)養(yǎng)護(hù)、復(fù)合電壓閉鎖過(guò)電流養(yǎng)護(hù)、速斷養(yǎng)護(hù)、過(guò)負(fù)荷養(yǎng)護(hù)等，這些養(yǎng)護(hù)對(duì)變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，是電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要保障。因此，如何對(duì)變壓器電量養(yǎng)護(hù)舉行正確調(diào)試和計(jì)算，使繼電養(yǎng)護(hù)裝置正常運(yùn)行，那么成為我們所探討的重要技術(shù)論題。本文將重點(diǎn)論述變壓器差動(dòng)、復(fù)合電壓閉鎖過(guò)電流、過(guò)負(fù)荷等變壓器電量養(yǎng)護(hù)的調(diào)試和計(jì)算方法，以在交接和預(yù)防性試驗(yàn)中保證繼電養(yǎng)護(hù)裝置的正確調(diào)試。

差動(dòng)養(yǎng)護(hù)比率制動(dòng)復(fù)合電壓閉鎖過(guò)流調(diào)試計(jì)算差動(dòng)繼電器后備養(yǎng)護(hù)

隨著電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行方式的不斷更新，電氣設(shè)備及各種用電負(fù)荷的繼電養(yǎng)護(hù)類(lèi)型也逐步增多，其中變壓器養(yǎng)護(hù)在各種繼電養(yǎng)護(hù)中顯得特別重要，變壓器養(yǎng)護(hù)的工程、類(lèi)型及計(jì)算方法抉擇了被養(yǎng)護(hù)的設(shè)備或電網(wǎng)系統(tǒng)是否能正常運(yùn)行。下面將就各種變壓器養(yǎng)護(hù)工程、調(diào)試和計(jì)算方法舉行細(xì)致說(shuō)明。

1變壓器差動(dòng)養(yǎng)護(hù)的原理及特點(diǎn)

雙繞組變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)養(yǎng)護(hù)單相原理接線(xiàn)如圖1所示，它是按對(duì)比被養(yǎng)護(hù)變壓器兩側(cè)電流的大小和相位的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)的。變壓器兩側(cè)各裝設(shè)一組電流互感器1TA、2TA，其二次側(cè)按環(huán)流法接線(xiàn)，即若變壓器兩端的電流互感器一次側(cè)的正極性的線(xiàn)圈并聯(lián)接入，構(gòu)成縱聯(lián)差動(dòng)養(yǎng)護(hù)。其養(yǎng)護(hù)范圍為兩側(cè)電流互感器1TA、2TA的全部區(qū)域，包括變壓器的高、低壓繞組、引出線(xiàn)及套管等。

從圖1中可見(jiàn)，正常運(yùn)行和外部短路時(shí)，因變壓器兩側(cè)繞組接線(xiàn)不同而產(chǎn)生電流流過(guò)電流繼電器（差動(dòng)養(yǎng)護(hù)繼電器）。流過(guò)差動(dòng)繼電器的電流，在夢(mèng)想處境下，其值等于零。但實(shí)際上由于兩側(cè)電流互感器特性不成能完全一致等理由，仍有差動(dòng)電流流過(guò)差動(dòng)回路，即為不平衡電流，此時(shí)流過(guò)差動(dòng)繼電器的電流為=（此公式表示相量之差），要求不平衡電流應(yīng)盡可能小，保證養(yǎng)護(hù)裝置不會(huì)誤動(dòng)作。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生相間短路時(shí)，在差動(dòng)回路中由于變更了方向或等于零（無(wú)電源側(cè)），這時(shí)流過(guò)差動(dòng)繼電器的電流為與之和，即=+（此公式表示相量之和）

由于Yd11接線(xiàn)變壓器兩側(cè)線(xiàn)電流之間有30°的相位差，假設(shè)兩側(cè)的電流互感器采用一致的接線(xiàn)方式，將會(huì)在差動(dòng)回路中產(chǎn)生很大的不平衡電流。

該電流為短路點(diǎn)的短路電流，使差動(dòng)繼電器KD穩(wěn)當(dāng)動(dòng)作，并作用于變壓器兩側(cè)斷路器跳閘。

補(bǔ)償方法為：將變壓器星形側(cè)的電流互感器接成三角形，而將變壓器三角形側(cè)的電流互感器接成星形。微機(jī)型變壓器差動(dòng)養(yǎng)護(hù)中可采用移相算法。將變壓器繞組為Y接的那一側(cè)的電流向前移相30°

變壓器的差動(dòng)養(yǎng)護(hù)的養(yǎng)護(hù)范圍是構(gòu)成變壓器差動(dòng)養(yǎng)護(hù)的兩側(cè)電流互感器之間的變壓器及引出線(xiàn)。由于差動(dòng)養(yǎng)護(hù)對(duì)區(qū)外故障不回響，因此，差動(dòng)養(yǎng)護(hù)不需要與養(yǎng)護(hù)區(qū)外相鄰元件在動(dòng)作值和動(dòng)作時(shí)限上彼此合作，所以在區(qū)內(nèi)故障時(shí)，可瞬時(shí)動(dòng)作。

2差動(dòng)養(yǎng)護(hù)的調(diào)試及計(jì)算方法

（1）對(duì)GIS變壓器饋線(xiàn)柜或變壓器養(yǎng)護(hù)屏中差動(dòng)CT二次回路舉行檢查，檢查接線(xiàn)有無(wú)松動(dòng)處境。

（2）對(duì)差動(dòng)CT舉行變比、極性和直阻測(cè)量。

（3）核查差動(dòng)CT變比、極性及接線(xiàn)處境后，查找二次原理圖中差動(dòng)電流高壓側(cè)、低壓側(cè)回路電流端子（GIS或變壓器養(yǎng)護(hù)屏中），并將可同時(shí)輸入六相電流的繼電養(yǎng)護(hù)測(cè)試儀中的試驗(yàn)電流線(xiàn)接入差動(dòng)，根據(jù)變壓器接線(xiàn)組別、差動(dòng)養(yǎng)護(hù)繼電器類(lèi)型以及差動(dòng)CT的接線(xiàn)方式（7UT512、7UT612、SPAD346C、REF542等）選擇上下壓側(cè)相位補(bǔ)償，判斷校正接線(xiàn)系數(shù)。

（4）分別從上下壓側(cè)差動(dòng)養(yǎng)護(hù)CT二次側(cè)（GIS柜或主變養(yǎng)護(hù)屏內(nèi)）輸入1A電流，檢驗(yàn)其通道采樣精度，變壓器各側(cè)差動(dòng)養(yǎng)護(hù)CT二次動(dòng)作值用下式計(jì)算：Idz=KjxKzd，式中Idz表示動(dòng)作電流；Kjx表示試驗(yàn)接線(xiàn)系數(shù)（1或0.5），根據(jù)CT接線(xiàn)方式確定；Sn表示變壓器額定容量；Un表示變壓器各側(cè)的額定電壓；KCT表示變壓器各側(cè)的差動(dòng)CT的變比。試驗(yàn)時(shí)，在變壓器差動(dòng)養(yǎng)護(hù)各CT二次側(cè)加一相（或三相）電流，采用電流步進(jìn)法，檢查差動(dòng)養(yǎng)護(hù)跳閘出口，記錄差動(dòng)養(yǎng)護(hù)動(dòng)作值。

（5）試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)在變壓器兩側(cè)同時(shí)參與三相電流Ie1、Ie2（Ie1、Ie2分別為變壓器差動(dòng)CT二次額定電流），同相電流相位差為150°，模擬變壓器正常運(yùn)行狀態(tài)。三相差流均為0，證明三相對(duì)稱(chēng)負(fù)荷電流時(shí)，變壓器微機(jī)差動(dòng)養(yǎng)護(hù)裝置不平衡電流很小，可以正常運(yùn)行。

（6）舉行上述工作后，變更任意一側(cè)電流的幅值，而同相電流相位差保持150度（一次側(cè)超前二次側(cè)150度），三相差動(dòng)電流明顯增加，說(shuō)明變壓器容量、變比和CT變比整定正確。

（7）比率制動(dòng)特性曲線(xiàn)試驗(yàn)。在舉行該試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)在高壓側(cè)輸入電流I1，相位為0°，在低壓側(cè)輸入電流I2，相位為180°，逐步裁減低壓側(cè)電流I2，直至比率制動(dòng)養(yǎng)護(hù)動(dòng)作，通過(guò)養(yǎng)護(hù)裝置讀取差動(dòng)電流Id和制動(dòng)電流Ir，計(jì)算斜率K1、K2（K1=；K2=；K1為第一斜率，K2為其次斜率），例如（如表1）：

（8）二（五次）諧波制動(dòng)特性試驗(yàn)（單繞組單相通電）。養(yǎng)護(hù)裝置在變壓器空載投入和外部故障切除電壓恢復(fù)時(shí)，利用二次諧波分量舉行制動(dòng)；當(dāng)變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)，利用基波舉行養(yǎng)護(hù)；當(dāng)變壓器外部發(fā)生故障時(shí)，利用比例制動(dòng)回路躲過(guò)不平衡電流。檢驗(yàn)差動(dòng)養(yǎng)護(hù)的二（五）次諧波制動(dòng)特性時(shí)，在變壓器差動(dòng)CT二次側(cè)參與固定不變的50Hz基波電流和變化的100Hz（250Hz）諧波電流，當(dāng)諧波電流減小時(shí)，養(yǎng)護(hù)裝置動(dòng)作，諧波電流占基波電流比例應(yīng)與整定值相符，投入為二次諧波制動(dòng)，應(yīng)在高壓側(cè)和低壓側(cè)分別舉行試驗(yàn)。概括方法為：對(duì)變壓器任一側(cè)的一相參與50HZ電流I1，電流值在差動(dòng)啟動(dòng)電流和速斷電流之間，同時(shí)依次疊參與0.9k2·I1和1.1k2·I1大小的100HZ電流，記錄差動(dòng)繼電器的動(dòng)作行為。差動(dòng)繼電器應(yīng)在參與0.9k2·I1電流時(shí)穩(wěn)當(dāng)動(dòng)作，在參與1.1k2·I1電流時(shí)穩(wěn)當(dāng)不動(dòng)作。（k2表示諧波制動(dòng)系數(shù)）。（9）不同微機(jī)養(yǎng)護(hù)繼電器相位補(bǔ)償電流計(jì)算。

1）7UT612養(yǎng)護(hù)繼電器補(bǔ)償電流的計(jì)算方法為：

星形側(cè)補(bǔ)償電流計(jì)算I1A=I1L1，I1B=I1L2，I1C=I1L3，

角側(cè)補(bǔ)償電流計(jì)算I2A=

I2B=

I2C=

2）7UT613養(yǎng)護(hù)繼電器補(bǔ)償電流的計(jì)算方法為：

星形側(cè)補(bǔ)償電流計(jì)算

I1A=I1L1，I1B=I1L2，I1C=I1L3，

△側(cè)的補(bǔ)償電流

IA=（—1）/3*IL1-1/3*IL2-（1+）/3*IL3

IB=-（1+）/3*IL1+（-1）/3*IL2-1/3*IL3

IC=-1/3*IL1—（1+）/3*IL2+（—1）/3*IL3

從上面的三個(gè)公式可以看出當(dāng)在△側(cè)A相單獨(dú)加電流時(shí)，會(huì)同時(shí)在B相和C相產(chǎn)生差流，三相產(chǎn)生的差流分別為：

IA=（—1）/3*IL1=0.244*IL1

IB=-（1+）/3*IL1=-0.911*IL1

IC=-1/3*IL1=—0.333*IL1

其中的負(fù)號(hào)表示電流方向相反，當(dāng)在△側(cè)A相單獨(dú)加一個(gè)測(cè)試電流時(shí)，對(duì)于養(yǎng)護(hù)裝置7UT613來(lái)說(shuō)，B相產(chǎn)生的差流最大，假設(shè)要單獨(dú)測(cè)試A相的差動(dòng)跳閘，要留神的是B相的差動(dòng)先動(dòng)作，因此做試驗(yàn)時(shí)要求客戶(hù)使用6相電流輸出的測(cè)試儀器。

3）計(jì)算實(shí)例：變壓器兩側(cè)容量Sn=50MVA，接線(xiàn)方式Y(jié)D11，電壓等級(jí)110KV/10KV

Y側(cè)：CT：500/5A，Un=110KV，計(jì)算出額定的二次電流In=2.6244A；

△側(cè)CT：5000/5A，Un=10KV，計(jì)算出額定的二次電流In=2.8868A；

啟動(dòng)值：Idiff>=0.5In，差動(dòng)速斷：Idiff>>=4.5In.

比率制動(dòng)為一段斜率：K=0.5.

在Y側(cè)（高壓側(cè)）在A相單獨(dú)加1A電流，查看養(yǎng)護(hù)的采樣值是否正確：養(yǎng)護(hù)顯示的差動(dòng)電流和制動(dòng)電流是否正確。

A差動(dòng)計(jì)算值：Idiff=1A/In=1/2.6244=0.381，裝置實(shí)際顯示值：Diff=0.38

B差動(dòng)計(jì)算值：Idiff=1A/In=1/2.6244=0.381，裝置實(shí)際顯示值：Diff=0.38

C差動(dòng)計(jì)算值：Idiff=1A/In=1/2.6244=0.381，裝置實(shí)際顯示值：Diff=0.38

在△側(cè)（低壓側(cè)）A相單獨(dú)加1A電流，查看養(yǎng)護(hù)的采樣值是否正確：養(yǎng)護(hù)顯示的差動(dòng)電流和制動(dòng)電流是否正確。這時(shí)裝置A，B，C相均理應(yīng)有相應(yīng)的差動(dòng)和制動(dòng)電流。計(jì)算公式可由解出的上述公式得出如下：

DiffA=（—1）/3*IL1/In=0.244*IL1/In

DiffB=-（1+）/3*IL1/In=-0.911*IL1/In

DiffC=-1/3*IL1/In=-0.333*IL1/In

A相差動(dòng)計(jì)算值：裝置實(shí)際顯示值

Diff=0.244*1A/In=0.244*1A/2.8868A=0.085Diff=0.09

B相差動(dòng)計(jì)算值：

Diff=0.911*1A/In=0.911*1A/2.8868A=0.3156Diff=0.32

C相差動(dòng)計(jì)算值：

Diff=0.333*1A/In=0.333*1A/2.8868A=0.1154Diff=0.12

在△側(cè)（低壓側(cè)）B相單獨(dú)加1A電流，測(cè)試結(jié)果如下：

A相差動(dòng)計(jì)算值：裝置實(shí)際顯示值

Diff=0.333*1A/In=0.333*1A/2.8868A=0.1154Diff=0.12

B相差動(dòng)計(jì)算值：

Diff=0.244*1A/In=0.244*1A/2.8868A=0.085Diff=0.09

C相差動(dòng)計(jì)算值：

Diff=0.911*1A/In=0.911*1A/2.8868A=0.3156Diff=0.32

測(cè)試差動(dòng)養(yǎng)護(hù)的啟動(dòng)段Idiff>：

在Y側(cè)（高壓側(cè)），A相單獨(dú)加測(cè)試電流，

計(jì)算動(dòng)作值為：Idiff>=0.5In=0.5*2.6244A=1.3122A.

測(cè)試動(dòng)作值為：1.30A.

△側(cè)（低壓側(cè)），A相單獨(dú)加測(cè)試電流時(shí)，留神的是B相的差動(dòng)先動(dòng)作，所以在測(cè)試時(shí)要留神。

由方程可以得出：

DiffA=（—1）/3*IL1/In=0.244*IL1/In

DiffB=-（1+）/3*IL1/In=-0.911*IL1/In

DiffC=-1/3*IL1/In=-0.333*IL1/In

其中IL1為測(cè)試電流

從上面的公式里可以求出要加的測(cè)試動(dòng)作電流為

IL1=IB*In/0.911=0.5*2.8868/0.911=1.5844A

實(shí)際測(cè)試動(dòng)作值：1.57A

在△側(cè)（低壓側(cè)），三一致時(shí)加電流就對(duì)比簡(jiǎn)樸

（留神三相加的電流大小相等，角度依次為A相：0°B相：-120°C相：120°），計(jì)算動(dòng)作值為：Idiff>=0.5In=0.5*2.8868A=1.4434A.

測(cè)試動(dòng)作值為：1.44A.

測(cè)試養(yǎng)護(hù)的差動(dòng)速斷Idiff>>

在Y側(cè)（高壓側(cè)），A相單獨(dú)加測(cè)試電流，

計(jì)算動(dòng)作值為：Idiff>>=4.5In=4.5*2.6244A=11.809A測(cè)試動(dòng)作值為：11.8A

在△側(cè)（低壓側(cè)），三一致時(shí)加電流（留神三相加的電流大小相等，角度依次為A相：0°B相：-120°C相：120°）計(jì)算動(dòng)作值為：Idiff>>=4.0In=4.0*2.8868A=11.547A，測(cè)試動(dòng)作值為：11.53A

在△側(cè)（低壓側(cè)），加單相電流時(shí)，要留神A相單獨(dú)加測(cè)試電流時(shí)，留神是B相的差動(dòng)速斷先動(dòng)作，計(jì)算動(dòng)作電流需要乘上一個(gè)系數(shù)1.098（1/0.991）由于：

IB=-（1+）/3*IL1/In=-0.911*IL1/In，

IL1=IB*In/0.911=4.5*2.8868/0.911=14.2597A

測(cè)試養(yǎng)護(hù)的比率制動(dòng)特性

制動(dòng)為1In時(shí)，差動(dòng)為0.5In時(shí)，差動(dòng)養(yǎng)護(hù)動(dòng)作

由方程：Irest=|I1|+|I2|，Idiff=|I1+I2|

I1為高壓側(cè)電流，I2為低壓側(cè)電流。

可以解出：

I1=0.25*In=0.25*2.6244=0.6561A

I2=0.75*In=0.75*2.8868=2.1651A

測(cè)試方法：

保持Y側(cè)（高壓側(cè)），I1=0.6561不變，△側(cè)（低壓側(cè)）電流三一致時(shí)從1.8A逐漸增加，直到養(yǎng)護(hù)動(dòng)作，記錄動(dòng)作值：2.16A.

保持△側(cè)（低壓側(cè)），I2=2.1651不變，Y側(cè)（高壓側(cè)）電流三一致時(shí)從0.8A逐漸減小，直到養(yǎng)護(hù)動(dòng)作，記錄動(dòng)作值：0.66A.

與計(jì)算結(jié)果一致。

測(cè)試比率制動(dòng)的斜率

在斜線(xiàn)上抽幾個(gè)點(diǎn)作為測(cè)試點(diǎn)：

保持Y側(cè)（高壓側(cè)），I1=0.5In不變，△側(cè)（低壓側(cè)）電流三一致時(shí)從I2=0.5In逐漸增加，直到養(yǎng)護(hù)動(dòng)作，

Irest=|I1|+|I2|

Idiff=|I1+I2|

由上面公式理論計(jì)算動(dòng)作值為：I2=1.5In=1.5*2.8868=4.33A

斜率K=（Idiff/In）/（Irest/In）=（4.34/2.8868-0.5）/（4.34/2.8868+0.5）=0.5

4）其他養(yǎng)護(hù)繼電器的計(jì)算方法應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)處境舉行確定，計(jì)算方法一致，動(dòng)作方程會(huì)有所不同。

3變壓器后備養(yǎng)護(hù)的調(diào)試方法

每臺(tái)35kV及以上主變壓器除差動(dòng)養(yǎng)護(hù)外均設(shè)有后備養(yǎng)護(hù)，包括復(fù)合電壓閉鎖過(guò)電流養(yǎng)