变压器用微机型差动保护系统的调试方法

?试验与检验?

变压器用微机型差动保护系统的调试方法

李大厚,刘家磊

(河南省安装集团有限责任公司,河南洛阳471000)

摘　要:结合微机型变压器差动保护系统的保护特点,介绍比率差动原理,探讨差动保护的调试方法及其特点。

关键词:比率差动;最小动作电流;最小制动电流;比例制动系数;平衡系数;二次谐波

中图分类号:T M08:T M406 文献标识码:B 文章编号:1002-3607(2004)01-0037-02

随着电力系统自动化程度的提高,继电保护也从常规的继电器保护过渡到综合的微机保护;变压器是变电站、电厂、厂矿中最为主要的电气设备,差动保护是变压器主要的保护之一,因此本文以微机型的变压器比率差动保护为例,将微机型的差动保护调试方法作较为全面的探讨。

1　比率差动原理简述

微机型比率差动保护动作方程如下:

I DZ>I DZ0(I Z D≤I Z D0时)

I DZ≥I DZ0+K(I Z D-I Z D0)(I Z D>I Z D0时)

满足以上两个动作方程,差动保护动作。式中, I DZ为差动电流;I DZ0为差动最小动作电流整定值;

I Z D为制动电流;I Z D0为制动电流整定值;K为比率制动系数(文中电流的方向均以指向变压器为正)。

对于两侧变压器:

I DZ=|I1+I2|

I Z D=|I1-I2|/2

对于三侧变压器:

I DZ=|I1+I2+I3|

I Z D=max{|I1|,|I2|,|I3|}

式中I1,I2,I3为变压器高、中、低压侧电流互感器二次电流。2　比率差动保护性能的测试

2.1　最小动作电流I DZ0测试

(1)动作方程

I=I DZ0

式中,I为调试时施加的电流值。

(2)试验方法,在变压器各侧(高、中、低压侧)任一侧缓慢施加电流I值,保护均应可靠动作,最小动作电流I DZ0即为该施加电流I值。

(3)注意事项,在试验前应将各侧平衡系数置为1。

2.2　最小制动电流I Z D0测试

(1)动作方程,最小制动电流就是比例制动曲线的拐点电流。对于两圈变压器的动作方程: I1=(2I Z D0+I DZ0)/2

I2=(2I Z D0-I DZ0)/2

式中I1,I2为变压器高、低压侧同相别的二次电流。

对于三圈变压器的动作方程:

I1=I Z D0

I2=I Z D0-I DZ0

式中I1,I2为变压器高、中、低压侧同相别的任两侧二次电流。

(2)试验方法,在变压器高、中、低压侧(两圈变

根据负荷的情况选择控制电源设置方式。在设计控制电源时,在负荷特别重要的情况下,控制电源应首先选择直流控制电源,直流电源供电稳定,并且参照图4的方式设计,可以满足任何要求严格的负荷;

在不增加投资的情况下,选择交流电源控制,并参照图3的方式设置控制电源。

收稿日期:2003-05-07

2004年　2月总132期　第1期

安　装

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Feb.2004

T otal№.132　№.1

压器时高、低压侧)任两侧施加计算值I1、I2电流,差动保护可靠动作,即可按公式求得最小制动电流。

(3)注意事项,试验前首先置各侧平衡系数为1,并且施加电流相位相差180°(即反相施加电流)。

2.3　比例制动系数的测试

(1)动作方程,对于两圈变压器的动作方程:

K=(|I1+I2|-I DZ0)/(|I1-I2|/2-I Z D0)

对于三圈变压器的动作方程:

K=(|I1+I2|-I DZ0)/(max{|I1|,|I2|}-I Z D0)

(2)试验方法,在变压器高、中、低压侧(两圈变压器时高、低压侧)任两侧施加I1、I2电流,差动保护可靠动作,即可按公式求得比例制动系数。

(3)注意事项,试验前首先置各侧平衡系数为1,施加电流相位相差180°,并且制动电流大于最小制动电流。

例如(以两圈变压器为例):定值给定I DZ0=2A I Z D0=5A K=0.5 K P=1

若施加电流I1=6A反相位输入I2,使保护可靠动作,此时I2=-9.3A,根据公式可算出K=0.5。

2.4　平衡系数的测试

(1)平衡系数测试的动作方程

I=I DZ0/K P

式中I,K P为施加侧电流及其平衡系数。平衡系数一般以高压侧为基准进行计算,则

K ph=1

K pm=I h/I m

K pl=I h/I l

式中,K ph、K pm、K pl及I h、I m、I l为对应的变压器高、中、低压侧平衡系数和各侧额定电流的CT二次电流值。对于两圈变压器没有中压侧平衡系数。

(2)试验方法,在变压器各侧缓慢施加电流I 值,使保护可靠动作,则根据公式计算出平衡系数。

(3)注意事项,试验时应在保护装置中设置施加电流侧平衡系数整定值。

2.5　二次谐波制动系数的测试

二次谐波制动系数是指二次谐波占基波的比例系数,对于它的测试一般用微机继保仪中专用的软件测试。当采用如图1所示的接线图测试时,先合K1、K2,断K3,调W2使A2读数等于(1.5～2)I DZ0,合K3,调W1使保护可靠返回,记录此时A1读数,则二次谐波制动系数按如下动作方程计算:

K2=0.27A2/(0.72A2+A1)

式中A2,A1为基波和二次谐波的电流测试值

。

图1　二次谐波试验接线图

K1、K2、K3—刀闸;W1、W2—可调电阻(3～5A,40～80Ω); BL—为升流器220V/36V,2K VA;A2—交流电流表0.5级5A; A1—交直流电流表05级5A;D—大功率管。

3　说明

变压器的一次接线一般为Y/△-11或Y/Y/△-12-11形式,而变压器差动保护二次CT接成△/ Y-11或△/△/Y-12-11形式,这样,在CT接线形式上完成了变压器各侧电流相位差异的补偿,使得进入差动保护的各侧电流在相位上保持一致,依据以上所述方法进行调试即可。可当CT接线为Y/ Y或Y/Y/Y形式时,考虑相位存在差异(幅值差异由选择互感器变比消除),亦即变压器Y接侧的二次电流I AY′、I BY′、I CY′与变压器△接侧的二次电流I a△′、I b△′、I c△′同名相电流之间相位差异为30°,对于采用软件进行相位和幅值补偿的微机保护,在保护装置中,变压器Y接侧每相电流应按如下取值:

I a=(I AY′-I BY′)/3

I b=(I BY′-I CY′)/3

I c=(I CY′-I AY′)/3

而变压器△接线侧仍按每相电流施加的I a△′、I b△′、I c△′取值,经补偿,变压器Y接侧和△接侧的相位、幅值符合差动保护的要求。特别注意,当在Y 接侧加入单相电流时,保护同时能检测到两电流,例如,在保护屏变压器Y接侧施加A相电流,根据公式可知保护检测A、C相均有电流,并且实际施加电流幅值与保护屏所检测到的电流幅值相差1.732倍;当施加三相电流时,根据公式也易知,所施加的三相电流幅值与保护检测的电流幅值相等。

参考文献:

〔1〕贺家李,宋从矩.电力系统继电保护原理〔M〕.天津大学出版社.

〔2〕许继集团.发电机、变压器组微机保护技术说明书〔Z〕.〔3〕潘和勋,张军文.电力系统继电保护配置及整定计算〔M〕.成都科技大学电力工程系、四川电力调度局.

收稿日期:2003-04-04

83安 装 2004年2月