北京四方CSC326系列差动保护实验参数计算说明

1、基本原理说明
以三圈变为例，则动作电流和制动电流的计算公式如下：
.'.'.'l
m h dz I I I I ++=
∑-=-=11
.max .
21N i i zd I I I
其中，dz I 为动作电流（及差流），zd I 为制动电流。

'h
I 和'
m I 是高压侧和中压侧经过相位校正和幅值补偿之后的电流，'l I 为低压侧经幅值补偿之后的电流。

N 为主变侧数，
.
max
I 为所有侧中最大的相电流，∑-=11
.
N i i I 为其他侧的（除最大相电
流侧）同相电流之和。

CSC326的校正方式是在Y 侧校正，Δ侧不校正。

以变压器接线方式为Y 0/Y 0/∆－12－11为例，校正公式如下：
3/)('
B A A I I I •
••
-=
3/)('
C B B I I I •
••
-=
3/)('
A C C I I I •
••
-=
式中，A I •、B I •、C I •
为Y 侧TA 二次电流，A I •'、B I •'、C I •
'为Y 侧校正后的各相电流。

2、平衡系数的计算
由于相位校正的原因，用试验仪在高压侧某相（例如A 相）加入单相电流，从上述公式可以看出来，经校正后会在A 、C 两相出现大小相等，相位相反的电流，电流大小为所加电流大小的3/1。

即3
'HA
HA I I •
•
=
，3
'HA
HC I I •
•
-
=。

对于中压侧，按上述步骤加入单相电流，经相位校正后的电流，除了存在3/1的
差异外，还有中压侧平衡系数的因素。

中压侧平衡系数的计算公式为：
TAH
TAM
nH nM TAH TAM nM n nH n TAM nM TAH nH nM nH phM n n U U n n U S U S n I n I I I K ⋅
=⋅===
111111223/3/// 意即在中压侧某相加入单相电流A I •
，经校正后的电流大小为
3
*'phM
MA MA K I I •
•
=
，3
*'phM
MA MC K I I •
•
-
= 对于低压侧，不需要相位校正，但存在平衡系数的因素，低压侧平衡系数的计算公式为：
TAH
TAL
nH nL TAH TAL nL n nH n TAL nL TAH nH nL nH phL n n U U n n U S U S n I n I I I K ⋅
=⋅===
111111223/3/// 意即在低压侧某相加入单相电流A I •
，经幅值补偿之后的电流大小为
phL LA LA K I I
*'
•
•=。

平衡系数的计算均以高压侧为基准，高压侧平衡系数默认为1。

3、差动电流的计算
CSC326差动保护的动作特性如下：
I sd
I cd
I
动作判据为：
⎪
⎭
⎪
⎬⎫
<+⨯+-+-≥≤<+⨯+-≥≤+≥zd e cd
e b e e e zd b dz e zd e cd
e b e zd dz e zd cd
zd b dz I I I I K I I KID I I K I I I I I I K I I KID I I I I I K I 56.0)6.05()5(56.06.0)6.0(6.01311
比率制动特性试验的目的主要是验证斜率，因此针对保护刚好动作的情况，上述公式可以写成：
⎪
⎭
⎪
⎬⎫
<+⨯+-+-=≤<+⨯+-=≤+=zd e cd
e b e e e zd b dz e zd e cd
e b e zd dz e zd cd
zd b dz I I I I K I I KID I I K I I I I I I K I I KID I I I I I K I 56.0)6.05()5(56.06.0)6.0(6.01311
由系统参数可以计算出高压侧二次额定电流
T A
n n
T A
n
n
T A
n
n e n U S n U S n I I I *3312=
==
=
式中，n S 为变压器三相额定容量，n U 为主变高压侧额定电压，T A n 为变压器高压侧TA 变比。

两个拐点分别为e I 6.0和e I 5。

已知拐点后，可以采用从结论反推的方法，即选定一个制动电流，算出保护刚好
动作时的动作电流，再根据动作电流和制动电流的大小推导出实验侧经相位校正和幅值补偿后的电流，进一步推导出测试仪应当输出的电流大小，然后可以通过试验加入该大小的电流来验证保护是否处于动作边界。

现场做比率制动特性时，为了实验方便，一般采用两侧加量做制动特性，比如高对中、高对低和中对低的方法分别验证。

下面就高对中、高对低和中对低三种实验情况分别说明。

高对中（Y 侧—Y 侧）：
由于高中压侧均为Y 侧，所以都会进行相位校正。

以做A 相差动保护实验为例，测试仪A 相电流输出加在高压侧A 相，电流大小为I1，测试仪B 相电流输出加在中压侧A 相，电流大小为I2。

改变I1或者I2，直到差动保护刚好动作，此时A 相差动电流和制动电流为：
3
*3
2.
1.
2
.
'1.
'phM
dzA K I I I I I +
=
+=
3
*3
21212.
1
.
2.
'1.'phM
zdA K I I I I I -
=
-= 式中，1.
'
I 是高压侧经过相位校正后的电流，2.
'I 是中压侧经过相位校正和幅值补偿后的电流。

由上式可以看出，只要选定zd I ，根据zd I 与拐点电流的大小，可以用比率制动公
式算出dz I ，再根据上述公式，进而算出测试仪应当在高压侧加多大电流、在中压侧加多大电流。

同时，由于选定的是zd I ，也可以确定实验所验证的曲线是三段斜率的哪一段。

做该实验的时候，由于Y 侧校正的原因，在C 相上也会出现和A 相大小相同的差流。

因此，高对中做实验时，会出现两相差动保护均动作的情况。

高对低（Y 侧—Δ侧）：
由于高压侧为Y 侧，低压侧为Δ侧，因此高压侧A 相经相位校正后会出现A 、C 两相电流，所以做A 相比率差动的时候，需要在低压侧的C 相加入一个电流，平衡高压侧的C 相校正电流，此时装置仅会报A 相差动动作。

例如：测试仪A 相电流输出加在高压侧A 相，电流大小为I1，测试仪B 相电流输出加在低压侧A 相，电流大小为I2，测试仪C 相电流输出加在低压侧C 相，电流大小为I3。

改变I2大小，直到差动保护刚好动作，此时A 相差动电流和制动电流为：
phL dzA K I I I I I *3
2.
1
.
2.
'1.'+
=
+=
phL zdA K I I I I I *3
21212.
1
.
2.
'1.
'-
=
-=
C 相差动电流为：
0*3
3.
1
.
3.
'1.'=+
-
=+-=phL dzC K I I I I I
式中，1.'
I 是高压侧经过相位校正后的电流，2.
'I 是低压侧经过幅值补偿后的电流，
3.
'I 是低压侧经幅值补偿后的平衡电流。

中对低（Y 侧—Δ侧）：
中对低实验与高对低实验情况类似，做A 相比率差动的时候，需要在低压侧的C 相加入一个电流，用来平衡C 相差流，此时装置仅会报A 相差动动作。

例如：测试仪A 相电流输出加在中压侧A 相，电流大小为I1，测试仪B 相电流输出加在低压侧A 相，电流大小为I2，测试仪C 相电流输出加在低压侧C 相，电流大小为I3。

改变I2大小，直到差动保护刚好动作，此时A 相差动电流和制动电流为：
phL phM
dzA K I K I I I I *3
*2.
1.
2.
'1.
'+
=
+=
phL phM zdA K I K I I I I *3
*21212.
1.
2.
'1.'-=-=
C 相差动电流为：
*3
*3.
1.
3.
'1.
'=+-
=+-=phL phM
dzC K I K I I I I
式中，1.
'
I 是中压侧经过相位校正后的电流，2.
'I 是低压侧A 相经过幅值补偿后的电流，3.
'I 是低压侧C 相经幅值补偿后的平衡电流。

B 相与
C 相得差动保护实验方法类似。

补充一点说明，验证差动保护定值时，需要保证制动电流zd I 等于0。

根据CSC326的制动电流公式可以看出来，要满足0=zd I ，至少需要加入2侧电流，且这两侧电流相位要相同，即模拟变压器内部故障时的电流特征。