比率差动保护测试

使用微机型测试仪后，在测试软件中提供了对应微机保护算法的自动测试方案，可由制动电流和差动电流根据制动方程和动作方程自动计算出变压器各侧所需输入的电流值，并且可以采用扫描的方法扫描出动作边界，自动计算出比率制动系数。

目前国内的主要微机型测试仪有三路电流和六路电流两种。

采用六路电流测试时，接线比较简单，并且可以同时检测两侧三相。

采用三路电流测试时，只能进行分相检测，并且在测试过程中要注意补偿电流还要防止其他相误动，接线比较复杂。

本节通过具体的测试实例，重点介绍三绕组变压器差动保护装置的测试方法。

其他具有相同原理的保护测试可参考此试验方法。

主要包括：
（1）六路电流测试仪测试采用Y→∆变化的变压器保护：以国电南自PST-1200 型变压器保护为例，通过该例介绍对于Y/Y/∆-11 接线方式的变压器，当差动保护采用保护内部Y 侧补偿时，采用六路电流测试仪进行星—角及星—星两侧分别测试的具体方法。

（2）三路电流测试仪测试采用Y→∆变化的变压器保护：以国电南自PST-1200 型变压器保护为例，通过该例介绍对于Y/Y/∆-11 接线方式的变压器，当差动保护采用保护内部Y 侧补偿时，采用三路电流测试仪进行星—角及星—星两侧分别测试的具体方法。

（3）六路电流测试仪测试采用∆→Y 变化的变压器保护：以南瑞继保RCS-978 变压器保护为例，通过该例介绍对于Y/Y/∆-11 接线方式的变压器，当差动保护采用保护内部∆侧补偿时，采用六路电流测试仪进行星—角及星—星两侧分别测试的具体方法。

（4）三路电流测试仪测试采用∆→Y 变化变压器保护：以南瑞继保RCS-978 变压器保护为例，通过该例介绍对于Y/Y/∆-11 接线方式的变压器，当差动保护采用保护内部∆侧补偿时，采用三路电流测试仪进行星—角及星—星两侧分别测试的具体方法。

3-1 六路电流测试仪测试采用 Y →∆ 变化的变压器保护装置举例
以 PST-1200 型变压器主保护装置为例来介绍，PST-1200型变压器主保护装置适用
于 500KV 及以下电压等级双卷及三卷变压器。

复式比率差动动作方程如下：
差动电流：
∑==
n
i dai
da I I 1
；
∑==
n
i dbi
db I I 1
；
∑==
n
i dci
dc I I 1
；；
制动电流：2
1∑==n
i dai
I ra I ；
2
1∑==n
i dbi
I rb I ；
2
1∑==n
i dci
I rc I 。

纵差比率制动曲线如图所示：
r
I d
I f op.min
e
图3.3.1 纵差保护比率制动曲线
图中：Id ——差动电流；Ir ——制动电流；Ifop.min ——最小动作电流； Is1——制动电流拐点1（取0.8Ie ）；Is2——制动电流拐点2（取3Ie ）； K1——斜率1（取0.5）；K2——斜率2（取0.7）； Ie ——基准侧额定电流（即高压侧）。

差动电流，取的是各侧电流的矢量和；制动电流，取得是各侧电流的绝对值的和的一半，注意（这里所说的电流是指各侧电流统一归算到高压侧基准后的电流，或者说各侧电流折算成差流后的电流，折算公式和系数前面已经写明，并非真正实际从实验仪输出的电流），制动曲线如上图所示，PST1200U装置的第一个拐点为0.8Ie，第二个拐点为3Ie，制动系数为0.5和0.7。

比率差动逻辑图如图所示：
图3.3.2 比率差动逻辑图
下面介绍用“差动保护”菜单来测试比率差动保护。

其他具有相同原理的保护测试可参考此试验方法。

一）保护相关设置：
（1）保护定值设置：
某220kV变电站，高中低压侧额定容量为240MVA，电压等级为220kV/110kV/35kV，CT变比分别为600/1、1200/1、3000/1，主变接线方式为Y/Y0-△11。

差动门槛值0.5Ie，差动速断值4Ie。

（2）保护压板设置：
在“整定定值”里，把“纵差保护”、“速断保护”投入，其他保护均退出。

在保护屏上，仅投“差动保护”硬压板。

采用Y→∆变化的变压器保护，以六路电流继保仪来说明差动保护试验方法。

下面以继保之星1600“差动保护试验”界面来介绍高对低侧比率边界曲线的自动搜索方法。

1、试验接线：
将测试仪的第一组电流输出端“IA”、“IB”、“IC”分别与保护装置的高压侧电流“Iah”、“Ibh”、“Ich”（极性端）端子相连；再将保护装置的高压侧电流“Iah＇”、“Ibh＇”、“Ich＇”
（非极性端）端子短接后接回测试仪的电流输出端“IN”。

将测试仪的第二组电流输出端“Ia”、“Ib”、“Ic”分别与保护装置的低压侧电流“Ial”、“Ibl”、“Icl”（极性端）端子相连；再将保护装置的低压侧电流“Ial＇”、“Ibl＇”、“Icl＇”（非极性端）端子短接后接回测试仪的电流输出端“In”。

将测试仪的一组开入量开入接点“A”“+KM”与保护装置的差动保护跳闸出口接点相连。

图3.3.3 差动保护星形-三角形两侧接线图（六相电流）
2、比率差动保护测试
试验数据界面
其中：
试验项目选择：此试验目的是为了描述差动边界曲线，我们选择比例制动边界搜索。

电流类型选择：有两种方式，一般看定值给的，有名值值带单位；标幺值不带单位指Ie 的倍数，Ie为参考电流一般为高压侧二次额定电流。

试验参数设置：搜索方式选择双向逼近；测试方式选择六路电流，此时不需要考虑补偿问题；测试间隔时间指每个故障间隔的正常状态时间默认0.3s；最长试验时间指每个故障状态时间默认0.3s；动作时间整定值差动保护一般都是瞬时的默认设为0.1s；差动动作速断值定值设为4；差动动作门槛值定值设为0.5；分辨率默认为0.01；相位调整选择高压侧，PST-1200是星侧向三角侧转换，也就是高压侧向低压侧调整；平衡系数设置有四种方式，如果定值给定平衡系数选择直接设置平衡系数，如果没给定可以根据额定容量电压等级以及CT变比由测试仪来计算。

设备参数设置：按照定值设置可自动计算出一二次额定电流值以及平衡系数值；接线方式选择变压器实际接线方式，此处高压侧对低压侧为Y-∆11接线方式。

计算公式：保护装置说明书会明确的给出保护的制动计算公式，测试仪也会列举出所有的制动公式以便选择。

试验时务必设置正确的计算公式。

比率制动边界搜索试验界面
其中：
比例制动参数设置：制动电力你和差动电流的初值和终值一般可以自由设置，初值可设为0，制动电流终值一般稍大于速断值对应点的横坐标值，如图可设为7，差动电流终值稍大于速断定值。

步长设置主要是考虑搜索的曲线点数，步长越小点越多，步长越大点越小。

拐点值设置：PST-1200系列保护有两个拐点，第一个拐点整定值为0.8Ie斜率为0.5，第二个拐点整定值为3Ie斜率为0.7，注意所有参数设置都必须统一为标幺值。

误差设置：一般都为默认参数。

实时数据：开始试验后测试仪为自动显示当前的制动电流Ir、动作电流Id、高压侧电流Ih、低压侧电流Ii。

注意此时的高低压侧电流并不是测试仪两端输出的电流，应为输出电流乘以平衡系数。

试验结果：设置好上面的参数点击添加序列测试仪会把试验数据以及理论曲线图添加上，以便于与实际实验结果相比较。

差动保护试验操作方法
接好试验线设置好以上试验参数后就可以开始试验了，点击“”或者键盘上的“运行”“确认”键测试仪开始输出，实时数据里会显示当前的数据值，每次保护动作开入量A 都会记录下当前动作信息打一个绿色的点在图形上记录下来，软件根据设置的动作方程和制动方程，结合当前制动电流Ir 和正在搜索的动作电流Id大小，测试仪将自动计算出两侧电流，由IAIBIC，IaIbIc输出，同时接收保护的动作信号，按照二分法在比例制动特性曲线两侧进行扫描，逐渐逼近确定出动作边界。

等所有测试点均测试完后，程序自动结束试验并提示保存试验报告。

试验结果分析
根据测试仪所打的点可以判断保护差动是否正确，蓝色的实线表示比率差动理论曲线，两条虚线表示5%的误差曲线，如果所打的点在误差曲线以内表示合格，如果超出误差曲线表示不合格，按照上面试验方法所打出的边界曲线如图所示。

注意，在做差动边界曲线搜索时经常出现所打的点不在误差范围内主要是考虑以下方面：保护制动公式是否选择正确，有些装置的保护说明书给出的制动公式可能与保护实际用到的制动公式不尽相同，我们可以尝试着换其他的公式试验；平衡系数设置是否正确，按照上面的技术方法计算平衡系数时需要注意低压侧容量选择是否正确，有些给出的是高压侧一半但是由于低压侧可能有两个分支所以计算的容量还是跟高压侧一致的；软件是否选择的是六相电流试验；相位调整方式是否选择正确；检查试验接线是否有某一相没有接好。

有时候在试验是曲线只能打出下面一部分就自动停止了那是因为更大的制动电流和动作电流时所需要测试仪输出的电流也就越大，而一般六相测试仪单相输出的电流只有30A 无法满足时，此时可以考虑增大低压侧的平衡系数也就是修改保护定值改大低压侧的CT变比或者该小高压侧的CT变比，这样就能够保证描出更理想的曲线。

高压侧对中压侧以及中压侧对低压侧的差动曲线试验方法类似。

由于高对中是星形对星形接法所以可以直接设置平衡系数为1:1，同理我们在做发变组差动边界曲线试验时方法也类似，只需要注意机端与组端的平衡系数一致同样适用与发电机差动保护边界曲线搜索。