變比斜率差動(dòng)保護(hù)原理及調(diào)試方法

變斜率比率差動(dòng)保護(hù)原理及校驗(yàn)方法李明(徐州華美坑口環(huán)保熱電有限公司、江蘇徐州221141)摘要：在Y/A變壓器微機(jī)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試過程中，由于保護(hù)人員對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)原理及保護(hù)裝置補(bǔ)償原理的理解存在偏差，變比斜率比率差動(dòng)曲線的驗(yàn)證往往成為調(diào)試的難點(diǎn)。針對(duì)這一問題，本文分析了變壓器微機(jī)差動(dòng)保護(hù)原理并總結(jié)了變壓器微機(jī)保護(hù)普遍采用的差動(dòng)電流補(bǔ)償方法。并以Y/△一11型變壓器和南瑞RCS985發(fā)變組保護(hù)使用Dbg2000專用調(diào)試軟件為例詳細(xì)地介紹了校驗(yàn)步驟，提出了一套驗(yàn)證發(fā)變組變比斜率比率差動(dòng)曲線的思路及方法。關(guān)鍵詞：發(fā)變組；變比斜率比率差動(dòng)；Y/A校正；校驗(yàn)方法VariableslopepercentagedifferentialprotectionprincipleandmethodofdebuggingLIMing(XuzhouHuameiHangHauenvironmentalThermalPowerCo.,Ltd，Xuzhou,221141,China)Abstract：IntheY/△DigitalTransformerProtectionsitecommissioningprocess,becausetheprotectionofpersonnelandprotectionoftheprincipleoftransformerdifferentialprotectiondevicebiasedunderstandingoftheprinciplesofcompensation,variableslopepercentagedifferentialcurvethantheverificationoftendifficulttodebug.Aimingatthisproblem,thispaperanalysesthepellucidtransformermicrocomputerdifferentialprotectionprincipleandsummarizesthewidespreaduseofthetransformermicrocomputerprotectiondifferentialcurrentcompensation.ThepaperusestheY/△—11transformeandNARIRCS985transformerandtransformerprotectionusingtheDbg2000specialdebuggingsoftwareasanexampleoftheverificationstepsdescribedindetail,asetofvalidationtransformerunitdifferentialrateofchangetheslopeofthecurvethantheideasandmethodsKeywords：transformer；differentialprotection；ratio-differential；testingmetho0.引言在微機(jī)保護(hù)裝置廣泛應(yīng)用的今天，二次回路的連接方式雖得到簡(jiǎn)化，但已不如電磁型保護(hù)那般直觀明了；尤其對(duì)Y/△變壓器(以下簡(jiǎn)稱主變)分相差動(dòng)保護(hù)，出于對(duì)主變接線組別、各側(cè)電壓等級(jí)、CT(電流互感器)變比及勵(lì)磁涌流等種種因素的考慮，不同的廠家采取了不同的補(bǔ)償方式和比率制動(dòng)方法，如何正確的校驗(yàn)差動(dòng)保護(hù)成為困擾著現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試人員的難題之一?本文從保護(hù)原理入手，以Y/△一11型三繞組變壓器及南瑞RCS985保護(hù)為例，分析發(fā)變組差動(dòng)保護(hù)的校驗(yàn)方法。變斜率比率差動(dòng)保護(hù)原理1.1差動(dòng)原件的動(dòng)作方程Id>Kbl*Ir+Icdqd (Ir<nIe)Kbl=Kbl1+Kblr*(Ir/Ie)Id>Kbl2*(Ir-nIe)+b+Icdqd(Ir>=nIe)Kblr=(Kbl2-Kbl1)/(2*n)b=(Kbl1+Kblr*n)*nIe式中Id為差動(dòng)電流，Ir為制動(dòng)電流，Icdqd為差動(dòng)電流起動(dòng)定值，Ie為額定電流。Kbl為比率差動(dòng)制動(dòng)系數(shù)，Kb1r為比率差動(dòng)制動(dòng)系數(shù)增量；Kb11為起始比率差動(dòng)斜率，定值范圍為0.05?0.15，一般取0.10；Kb12為最大比率差動(dòng)斜率，定值范圍為0.50?0.80，一般取0.70；n為最大斜率時(shí)的制動(dòng)電流倍數(shù)，固定取6。1.2差動(dòng)電流及制動(dòng)電流的取得Rcs985發(fā)變組差動(dòng)保護(hù)的差動(dòng)電流(即動(dòng)作電流)，取各側(cè)差動(dòng)電流互感器的二次電流相量和的絕對(duì)值，制動(dòng)電流為變壓器各狽ITA二差動(dòng)保護(hù)相位的校正電力系統(tǒng)中變壓器常采用Y/D-11接線方式，因此，變壓器兩側(cè)電流的相位差為30°。如果不采取措施，差動(dòng)回路中將會(huì)由于變壓器兩側(cè)電流相位不同而產(chǎn)生不平衡電流。必需消除這種不平衡電流。當(dāng)變壓器各側(cè)電流互感器二次均采用星型接線時(shí)，其二次電流直接接入保護(hù)裝置，從而簡(jiǎn)化了TA二次接線，增加了電流回路的可靠性。但是如圖1當(dāng)變壓器為Y/AT1連接時(shí)，高、低兩側(cè)TA二次電流之間將存在30°的角度差.圖1變壓器為Y0/△-11連接和TA為Y/Y連接的差動(dòng)保護(hù)原理接線Fig．1TransformerY0/△-11connectionandTAfortheY/Yconnectioncabledifferentialprotectionprinciple圖二Y,d11變壓器TA為Y/Y連接時(shí)的相位校正向量圖Fig．2Y,d11TransformerTAfortheY/Yconnectionofthephasecorrectionvectorgraphics微機(jī)保護(hù)為消除各側(cè)TA二次電流之間的角度差，由保護(hù)軟件的靈活性通過軟件算法進(jìn)行相位校正，變壓器各側(cè)電流互感器二次接線同為星型接法。稱為“內(nèi)轉(zhuǎn)角”方式，內(nèi)轉(zhuǎn)角方式又分為星形側(cè)向三角形側(cè)校正的算法及三角形側(cè)向星形側(cè)校正的算法兩種。RCS985使用的是第一種星形側(cè)向三角形側(cè)校正的算法y狽Q：1'=（1—1）/v3i'-（1—I）0A2A2B2 B2B2C2/?込I'-（I—I）A/3TOC\o"1-5"\h\zC2 C2 A2△側(cè)：I'-I I'-I I'-Ia2a2 b2b2 c2c2式中：I、I、I為Y側(cè)TA二次電流，I'、A2B2C2 0 A2I'、I'為Y側(cè)校正后的各相電流；I、I、B2 C2 0 a2 b2I為△側(cè)TA二次電流，I'、I'、I'為△側(cè)c2 a2 b2 c2校正后的各相電流。經(jīng)過軟件校正后，差動(dòng)回路兩側(cè)電流之間的相位一致，見圖2所示。由上述校正法不難看出，在變壓器Y型側(cè)（即高壓側(cè)）通入單相電流IA時(shí)，則有計(jì)入差流計(jì)算

的調(diào)整后電流I'A=IA/<3、I'B二0、i'c=-仃占；同樣可以得到，在變壓器Y型側(cè)通入單相電流7流7B時(shí)，有匚一IB/方、/廠7B/打、I'廣0；在變壓器Y型側(cè)通入單相電流/C時(shí)，有I'A二0、I'B二-，厶3、I'c二Ic/3。所以得出在做Y/D—11型主變的比率差動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，繼保調(diào)試儀在主變高壓側(cè)與主變低壓側(cè)（即指發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)或高廠變高壓側(cè)或高廠變低壓側(cè)）應(yīng)加兩相獨(dú)立電流的關(guān)系為AN—ac、BN—ba、CN—cb,兩相電流之間相角差為180°。差動(dòng)保護(hù)調(diào)試的接線及試驗(yàn)過程在實(shí)際的調(diào)試試驗(yàn)時(shí)一般取I1為保護(hù)的高壓側(cè)繞組電流相量，I2為低壓側(cè)繞組電流相量。以A相差動(dòng)試驗(yàn)為例，假設(shè)取I1從測(cè)試儀的“l(fā)a”輸出，12從測(cè)試儀的“l(fā)b”輸出，則分相試驗(yàn)時(shí)，測(cè)試儀和保護(hù)之間的接線方法是測(cè)試儀la-高壓側(cè)（Y側(cè)），電流從A相極性端進(jìn)入，非極性端流出；測(cè)試儀Ib-低壓側(cè)（D側(cè)），電流從A相極性端進(jìn)入，非極性端流出C相非極性端進(jìn)入，極性端流出，兩相電流之間相角差為180°調(diào)試電流相量的設(shè)定和試驗(yàn)實(shí)際接線圖如下圖三，圖四示：圖3調(diào)試電流相量的設(shè)定Fig.3Setdebugcurrentphasor主變高壓創(chuàng)支路發(fā)電機(jī)怕性A電流1ID011H<i0主變高壓創(chuàng)支路發(fā)電機(jī)怕性A電流1ID011H<i02thbi03%IHslO，5THaiOTHhj*O%’0—e%OI恂i—?TNciO%0W0%”O(jiān)I站圖4試驗(yàn)接線圖Fig.4Testconnectingdiagram此時(shí)所加的電流Ia,Ib相角差為1800固定la,遞增Ib至保護(hù)動(dòng)作。Fig.5RCS985Calculatetheslopeoftheinterfacevariable

differential上圖五為Dbg2000專用調(diào)試軟件NewDiff“變斜率差動(dòng)計(jì)算軟件”的主界面，“一側(cè)額定電流”和“二側(cè)額定電流”輸入框內(nèi)輸入?yún)⑴c所調(diào)試的差動(dòng)保護(hù)的兩側(cè)對(duì)應(yīng)額定電流。其中,_2.98A為發(fā)變組差動(dòng)用的“主變高壓側(cè)二次側(cè)額定電流”（以我公司的SFP10-75000/110變壓器，高壓側(cè)額定電流357.9A,TA變比600/5計(jì)算），4.29A為發(fā)變組差動(dòng)用的“主變低壓側(cè)額定電流（即發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)額定電流）”（以我公司QFS-60-2發(fā)電機(jī)額定電流6870A,TA變比8000/5計(jì)算）；在“差動(dòng)啟動(dòng)定值”、“起始斜率”、“最大斜率”中輸入所調(diào)試差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)定值；而后在“差動(dòng)類型”中選擇“變壓器差動(dòng)”或“發(fā)電機(jī)差動(dòng)”，前者指的是差動(dòng)范圍包含變壓器（主變、廠變或勵(lì)磁變）；對(duì)于“變壓器差動(dòng)”還需在“變壓器的接線方式”中選擇Y/D、D/Y、Y/Y或D/D（指的是“一側(cè)接線方式/二側(cè)接線方式”）；再后，“輸入一側(cè)電流”里輸入實(shí)際在一側(cè)加的電流；最后“回車”或點(diǎn)擊“計(jì)算”即顯示出計(jì)算出的“二側(cè)電流值”和對(duì)應(yīng)的“制動(dòng)電流”、“動(dòng)作電流”。該軟件計(jì)算出的即是變斜率差動(dòng)曲線上的點(diǎn)。一次在微機(jī)保護(hù)測(cè)試儀內(nèi)輸入Ia為1.387，3.743，8.259，12.51，20.26，23.58，25.42計(jì)算出相應(yīng)的參數(shù)填入下表：其中23.58以制動(dòng)電流5.95Ie的變斜率向定斜率（k=0.7）變化的拐序號(hào)一側(cè)電制動(dòng)電流（11+12）/2差電流Ie計(jì)算值Ie流二側(cè)電流11.3873.1360.50.4630.46323.7435.47410.550.5538.25910.320.7990.8412.5115.3331.1491.15520.2626.06652.1512.15623.5831.4685.952.7672.766725.4234.6416.53.1483.15表一試驗(yàn)參考數(shù)據(jù)Tab.3Dataoftestreference為了驗(yàn)證保護(hù)裝置的差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作特性，可以把試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成標(biāo)幺值代入差動(dòng)方程，看方程是否成立.根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果繪的的我公司的RCS-985發(fā)變組保護(hù)裝置的變斜率比率差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作特性曲線如圖六圖六RS985差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作特性圖Fig6RCS985Characteristicsofdifferentialprotection結(jié)束語變壓器差動(dòng)保護(hù)是主變最重要的保護(hù)之一，對(duì)它應(yīng)有足夠的重視。國(guó)內(nèi)外微機(jī)型主變差動(dòng)保護(hù)裝置種類繁多，但萬變不離其宗，只要掌握了我們前面所介紹的原理和校驗(yàn)方法后一定可以舉一反三，正確的校驗(yàn)發(fā)變組（主變）差動(dòng)保護(hù)。參考文獻(xiàn)韓笑.電網(wǎng)微機(jī)保護(hù)測(cè)試技術(shù)【M】.北京?中國(guó)水利水電出版社.2005HANXxiao.TestingComputerPowerProtection【M】。BeiJjingChinaWaterPowerPress.2005南京南瑞繼保公司.RCS-985發(fā)電機(jī)變壓器成套保護(hù)裝置【Z】NanjingNARIrelaysCo.Ltd.Completesetsofgeneratorandtransformerprotection【Z】寒天行.微機(jī)型繼電保護(hù)及自動(dòng)化裝置檢驗(yàn)調(diào)試手冊(cè)【M】?北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001HANTianxing.Microprocessorbasedprotectionandautomatedinspection