差动保护试验方法
变压器差动保护特性试验方法
电流 采 用 △ 一 Ｙ校 正 方 式 。 由式 （ １ ） 、式 （ ２ ） 可 知 ，在 高 压 侧 Ａ、 Ｂ相 加 入 Ｊ 一Ｊ 侧 ａ 相 加入 ｊ 一、 ／ ５ Ｊ ０ 。 、， ｝ ｛ 一Ｊ １ ８ Ｏ 。 ， 在 低 压
电 气 测 试
变 压 器 差 动 保 护 特 性 试 验 方 法
谢 鹏 ，周 华 萍
４ ２ ３ ０ ０ ０ ） （ 湖 南 省 电 力公 司郴 州 电 业 局 ， 湖 南 郴 州
［ 摘要 ］ 提 出一 种 基 于 角度 变量 的 变压 器 差动 保 护 动 作 特 性 试 验 方 法 ：通 过 改 变保 护测 试仪 输 出 电流 的 角度 以 产 生差
｛ 【 Ｊ
， ． 、 一Fra bibliotek（ ４ ）
ｊ
通 常 在变 压 器差 动 保护 中 ，差 动 电流 Ｊ 与制 动 电流
，
， 的计 算 公式为 ：
７ ， ｌ
，
］ Ｉ ｏ ｄ — Ｉ 善 Ｉ ＇ ｉ １ Ｉ 骞 Ｉ ＇ ｉ ｌ
…
…
式（ ５ ） 中 ，Ｊ 为 变压 器 ｉ 侧 的额 定 电流 ；ｊ 为 变压 器 ｚ
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ 一 Ｏ ７ — ０ ２
作者简 介 ： 谢鹏（ １ ９ ８ ２） ， 从事 变电运行 工作 ； 周华萍（ １ ９ ８ ３ 一 ） ， 从事 变电维操 工作 。
８ ｌ Ｗ Ｗ Ｗ ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｅ ｔ ｎ ｅ ｔ Ｉ 电工技术
电气测试
侧 经校 正 后 的 电流 。 ０ ． ８ ７ ８ ６ Ａ， 见表 １ 。
主变差动保护试验指导
3.6.2.2主变差动保护正常情况下流进流出主变的功率一致（励磁损耗忽略）。
影响功率相关参数：电压（额定）、电流（变比）。
由于主变两侧电压关系已定，主变差动仅引入电流参与计算，此时需要对电流增加约束条件：容量、电压。
参数：以变压器铭牌实际为准！各侧容量S，如三圈变一般低侧容量只有高中侧一半。
1MV A=1000kV A。
各侧额定电压，某侧有多档位时以中间档位（额定档）为准，如上图高侧额定电压Ueh 35kV，低侧额定电压Uel 10.5kV。
整定：接线方式：注意因装置不同，有时整定选项无直接对应表述。
此时应按照实际接线（各侧电流接入装置的位置）整定。
如上图接线为YD11，某装置为三组电流接入，其接线选项有Y-Y-D1,Y-Y-D11等方式，现场接线为一、三侧，综合起来就可以选择Y-Y-D11接线。
各侧容量：如上图为2.5MV A或2500kV A.各侧额定电压：如上图接线方式为Y-Y-D11接线时，一侧额定电压35kV，二侧空额定电压可整定最小值，三侧额定电压10.5kV。
各侧CT变比：如上图接线方式为Y-Y-D11接线时，一侧CT变比150/5，二侧空CT变比可整定最小值，三侧额CT变比300/5。
计算：首先计算各侧二次额定电流Ie。
如上图：高侧二次额定电流Ieh=（S/1.732/Ueh）/(150/5)=1.375A。
设变比150/5。
低侧二次额定电流Iel=（S/1.732/Uel）/(300/5)=2.291A。
设变比300/5。
三相平衡电流：在两侧施加平衡电流的意义即流进流出主变功率相同，如高侧施加Ieh三相平衡电流表示流入功率Sh，低侧施加Iel三相平衡电流表示流出功率Sl，此时Sh=Sl，也即高压侧输入Ieh与低压侧输入Iel等效。
单相电流平衡：YD11接线：一般情况下此时是各侧电流折算至△侧，根据变压器原理，Y侧某相电流折算至△侧时，会同时反应在△侧的两相电流上。
如Y侧A相等效在△侧AC相上。
关于差动保护测试说明【】
关于Y Y Y //→∆接线时差动保护曲线的测试差动保护是变压器的主保护，用户对此的要求非常严格，正常情况下要求测试曲线的两个转折点和曲线上的1~2个点。
在做差动保护试验时，因用户对于我公司的产品不是很熟悉，故需要我工程技术人员到现场进行指导。
为了使我工程技术人员在有限的设备的条件下更好的指导用户，特将差动保护中Y Y Y //→∆接线形式的详细试验过程叙述一下。
现场设备：至少有三相电流输出的源，角度可自由设定。
在此仅举例说明，保护定值如下：000差动速断电流10A 001差动启动电流 1.5A 002基波制动斜率0.5003最小制动电流5A 004谐波制动系数0.3005ＣＴ断线定值5A 006平衡系数 1.0007接线形式YY Y //→∆做测试前先要把CT 断线定值设大，只要保证在测试过程中不发生CT 断线闭锁差动保护就可以。
具体计算过程如下：代号名称代号名称IA 原边A 相电流Ia 副边A 相电流IB 原边B 相电流Ib 副边B 相电流IC 原边C 相电流Ic副边C 相电流IAp 原边A 相平衡电流IBp 原边B 相平衡电流ICp原边C 相平衡电流上表中所列量均为矢量。
只有在确定角度的条件下，求原副边的电流值才是唯一的（以下以A 相差动保护动作为例，B 、C 原理和算法相同）。
设原边的A 相的角度为0度。
当单独加原边A 电流，原边B 、C 电流为“0”，并且接线形式为Y Y Y //→∆时，根据IAp =（IA-IB ）*1.0/3=IA /3、IBp =（IB-IC ）*1.0/3=0、ICp =（IC-IA ）*1.0/3=-IA /3，故可设副边A 相的角度为0，副边C 相的角度为180度。
1、求第一个拐A 点的所加的原边、副边的电流值。
则：设IA 为X ，Ia 为Y ，根据下式：{53/0.1*)(5.13/0.1*)(=+−=−−Y IB X Y IB X 可得出X=5.629，Y=1.75注：此式中IB 为“0”，1.0为平衡系数，1.5为差动启动电流，5为差动最小制动电流副边A 相加A 0075.1∠，C 相加A 01809.1∠（此相电流只要略大于副边A 相电流就可以，是为了保证仅A 相动作。
[讲解]差动保护试验方法
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数字式发电机、变压器差动保护试验方法变压器、发电机等大型设备当它们发生故障时，变压器、发电机的主保护纵向电流差动保护应准确及时地将他们从电力系统中切除，确保设备不受损坏。
模拟发电机、变压器实际故障时的电流情况来进行差动试验，验证保护动作的正确性至关重要。
变压器、发电机的电气主保护为纵向电流差动保护，该保护原理成熟，动作成功率高，从常规的继电器保护到晶体管保护再到现在的微机保护，保护原理都没有多大改变，只是实现此保护的硬件平台随着电子技术的发展在不断升级，使我们的日常操作维护更方便、更容易。
传统继电器差动保护是通过差动CT的接线方式与变比大小不同来进行角度校正及电流补偿的，而微机保护接入保护装置的CT全为星型接法，通过软件移相进行角差校正，通过平衡系数来进行电流大小补偿，从而实现在正常运行时差流为零，而变压器内部故障时，差流很大，保护动作。
由于变压器正常运行和故障时至少有6个电流（高、低压侧），而我们所用的微机保护测试仪一般只能产生3个电流，因此要模拟主变实际故障时的电流情况来进行差动试验，就要求我们对微机差动保护原理理解清楚，然后正确接线，方可做出试验结果，从而验证保护动作的正确性。
下面我们以国电南京自动化设备总厂电网公司的ND300系列的发变组差动保护为例来具体说明试验方法，其他厂家的应该大同小异。
这里我们选择ND300系列数字式变压器保护装置中的NDT302型号作为试验对象。
该型号的差动保护定值（已设定）见表1:表1NDT302变压器保护装置保护定值单下面我们先来分析一下微机差动保护的算法原理。
这里以Y/△-11主变接线为例，传统继电器差动保护是通过把主变高压侧的二次CT接成△，把低压侧的二次CT接成Y型，来平衡主变高压侧与低压侧的30度相位差的，然后再通过二次CT变比的不同来平衡电流大小的，接线时要求接入差动继电器的电流要相差180度，即是逆极性接入。
具体接线见图1：图1而微机保护要求接入保护装置的各侧CT均为Y型接线，显而易见移相是通过软件来完成的，下面来分析一下微机软件移相原理。
差动保护试验方法
差动保护试验方法差动保护是电力系统中常用的一种保护方式，主要用于检测并定位电力系统的故障。
差动保护试验旨在验证差动保护系统的性能，确保在故障发生时能够及时、准确地切除故障部分，保护电力系统的安全运行。
1.整定试验：差动保护的整定是指根据系统参数和故障情况，确定差动保护系统的各个参数和阈值。
整定试验中主要包括设定电流试验、设定时间试验和设定阻抗试验。
设定电流试验通过改变电压、电流的变化，验证差动保护系统对不同故障情况的反应，以确定设定电流的准确值。
设定时间试验主要通过改变故障发生时的切除时间，验证差动保护的动作时间和灵敏度。
设定阻抗试验是为了验证差动保护系统的阻抗设定是否合理。
2.稳定性试验：差动保护系统的稳定性是指系统在发生故障时，能够正确地切除故障部分，而不会对正常运行的系统造成误动作。
稳定性试验主要包括对称负荷试验和非对称负荷试验。
对称负荷试验是通过改变系统的负荷情况，验证差动保护系统对不同负荷的响应情况，以确保系统在正常运行负荷下不会误动作。
非对称负荷试验是通过改变系统的负荷不平衡情况，验证差动保护系统对非对称故障的切除能力。
3.真实故障试验：差动保护系统的真实故障试验是为了验证差动保护系统对实际系统故障的响应能力。
真实故障试验通过在系统中引入各种类型的故障，并观察差动保护的动作情况，以验证差动保护系统对不同类型故障的切除能力和灵敏度。
4.抗干扰试验：差动保护系统的抗干扰能力是指在存在干扰信号的情况下，保护系统能够正常工作的能力。
抗干扰试验主要包括干扰源试验和抗干扰试验。
干扰源试验是通过在系统中加入各种类型的干扰源，观察差动保护系统的响应情况，以评估差动保护系统的抗干扰能力。
抗干扰试验是通过在差动保护系统的输入端引入干扰信号，并观察系统的响应情况，以评估差动保护系统的抗干扰能力。
差动保护试验主要包括实验前的准备工作、试验方案的制定、试验设备的准备和试验结果的分析等步骤。
实验前的准备工作主要包括对保护装置的检查和维护、系统参数和故障类型的确定等。
比率差动试验方法
比率差动保护实验方法汉川供电公司石巍主题词比率差动实验方法随着综合自动化装置的普遍推广使用，变压器比率差动保护得到了广泛的使用，但是由于厂家众多，计算方法和保护原理略有差异，而且没有统一的实验方法，尤其是比率制动中制动特性实验不准确，给运行和维护带来了不便，下面介绍两种比较简单和实用的，用微机继电保护测试装置测试差动保护的实验方法。
一、比率差动原理简介：差动动作方程如下：Id>Icd (Ir<Ird)Id>Icd+k*(Ir-Ird) (Ir>Ird)式中：Id——差动电流Ir——制动电流Icd——差动门槛定值（最小动作值）Ird——拐点电流定值k——比率制动系数多数厂家采用以下公式计算差动电流；Id=︱İh+İl︱（1）制动电流的公式较多，有以下几种：Ir=︱İh-İl︱/2 (2)Ir=︱İh-İl︱(3)Ir=max｛︱İ1︱，︱İ2︱，︱İ3︱…︱İn︱｝(4)为方便起见，以下就采用比较简单常用的公式（3）。
由于变压器差动保护二次CT为全星形接线，对于一次绕组为Y/∆，Y/Y/∆，Y/∆/∆，Y形接线的二次电流与∆形接线的二次电流有30度相位差,需要软件对所有一次绕组为Y形接线的二次电流进行相位和幅值补偿，补偿的方式为：İA=（İA’—İB’）/1.732/K hpİB=（İB’—İC’）/1.732/K hpİC=（İC’—İA’）/1.732/K hp其中İA、İB、İC为补偿后的二次电流（即保护装置实时显示的电流），İA’、İB’、İC’为未经补偿的二次电流，相当与由CT输入保护装置的实际的电流。
K hp为高压的平衡系数（有的保护装置采用的是乘上平衡系数），一般设定为1。
这样经过软件补偿后，在一次绕组为Y形的一侧加入单相电流时，保护会同时测到两相电流，加入A相电流，则保护同时测到A、C两相电流；加入B相电流，则保护同时测到B、A两相电流；加入C相电流，则保护同时测到C、B两相电流。
各种变压器差动保护校验
变压器保护差动保护试验中最重要的是差动电流以及制动电流的计算，其中这两项电流的计算与平衡系数和转角公式有关。
平衡系数是为了消除变压器各侧电流因为TA变比不一致带来的不平衡电流。
转角公式则是为了消除因为变压器各侧绕组的接线型式不一样而带来的不平衡电流。
1、在实际中，变压器纵差保护各侧平衡系数的计算方法是：kb=Ib/Ie上式中，Ib为基准电流，一般取高压侧的二次额定电流;Ie为各侧二次额定电流。
2、差动保护的转角公式有两种转角方式：Y-△和△-Y。
实际中各大厂家（南瑞、许继、四方、南自等）的变压器保护转角方法一般为Y-△转换方法。
这种转角方法因为Y侧在转角过程中已经将零序电流消除并且△侧不用转角，转角相对简便而被各个保护厂家所采用。
根据变压器绕组的接线钟点数不同，Y-△转换方法也有两种：即Y/△-11点转角和Y/△-1点转角。
其中Y/△-11点中Y侧电流转角公式为：Ia转换后=(Ia转角前-Ib转角前)/1.732Ib转换后=(Ib转角前-Ic转角前)/1.732Ic转换后=(Ic转角前-Ia转角前)/1.732△电流不转角。
Y/△-1点中Y侧电流转角公式为：Ia转换后=(Ia转角前-Ic转角前)/1.732Ib转换后=(Ib转角前-Ia转角前)/1.732Ic转换后=(Ic转角前-Ib转角前)/1.732△电流不转角。
注：以上的各个电流均为矢量。
了解了平衡系数和转角公式之后，就可以进行差动电流和制动电流的计算。
差动电流的计算公式为：Iopa=|Kb1×Ia转换后1+Kb2×Ia转换后2+....+Kbn×Ia转换后n|；Iopb=|Kb1×Ib转换后1+Kb2×Ib转换后2+....+IKbn×Ib转换后n|；Iopc=|Kb1×Ic转换后1+Kb2×Ic转换后2+....+Kbn×Ic转换后n|；以上公式的字面含义为：各相差动电流等于各侧该相转角后的电流的矢量和。
变压器差动保护试验新方法
器（Ｌ 接人差动回路。Ｂ Ｈ的铁 极易饱和， Ｂ Ｈ） Ｌ 非周期分量不易通过 Ｂ Ｈ变换到二次侧 ，可 以成功的消除不平衡电流中非周期分量的影 Ｌ 响。 变压器的差动保护主要用来保护变压器的相问短路 、 单相接地 、 层 问短路 、 以及变压器引入引出的短路。 差动保护的调试 ， 除继电器和互
民 营科技２ １ 年第１ ０２ 期
科技 论 坛
变压器差动保护试验新 方法
李 凤 双
（ 河北省迁安恒晖热电有 限公 司， 河北 唐 山 ｏ４ ｏ ） ６ ４ ｏ 摘 要： 对变压 器差动保 护简单分析 ， 继电保护应满足速动性 、 选择 可靠性 、 灵敏性。
关 键 词 ： 力 变压 器 ； 动 保 护 ； 磁 涌 流 电 差 励
前言
２ ０ Ｖ侧差动电流互感器相同。 ） ２ｋ ２采用具有快速饱和特陛的中间变流
八钢 ２０ Ｖ电炉变 电站安装 一 台 ２ ０Ｖ ３ Ｖ，０ ０ ｋ Ａ主 ２ｋ ２ｋ ￣ ｋ ７００Ｖ 变， 为一台 ７ ０吨电炉厂变压器（３ Ｖ，３ ０ ｋ Ａ）另一台冶炼电炉 ３ ｋ １０ ０ Ｖ ， 变压器（３ Ｖ，００ ｋ Ａ） 电。自 １９ 年 １ 月 ７ 吨电炉厂投产 ， ３ｋ ６００Ｖ 供 ９９ １ ０ 多 次发生 冶炼 电炉变合 闸时 ２ ０Ｖ 主变 和 差流 。
冶炼时， 测量差动保护装置回路不平衡电流为零 ； 而当冶炼电炉合闸 为提高测量精度 ，一般要求被测的各互感器二次 电流不小于 时， 通过微机差动保护报告发现 ， 差动保护装置回路不平衡电流有时 ０ Ａ，那么折算到电流互感器的一次侧电流就应不小于额定 电流的 ． ５ 达到保护动作电流 ， 有时达不到保护动作电流， 这一结果和实际情况 １％， ０ 所以对实验用电源的要求为：＝ （ ／ｅ １０７ ｓｓ ＵＵ ０ 、． ５ 相符合 。 实际上 ， 冶炼电炉变有时合闸引起主变差动保护动作 ， 有时不 Ｓ２ ０ ０ （８／ ０ ０￣ Ｏ 、． ０ ． ｋ Ａ） ＝４ ０ ｘ３ ０１ ０ ） １０７ ￣２ ５ （Ｖ ５ ５ ４
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数字式发电机、变压器差动保护试验方法
变压器、发电机等大型设备当它们发生故障时，变压器、发电机的主保护纵向电流差动保护应准确及时地将他们从电力系统中切除，确保设备不受损坏。
模拟发电机、变压器实际故障时的电流情况来进行差动试验，验证保护动作的正确性至关重要。
变压器、发电机的电气主保护为纵向电流差动保护，该保护原理成熟，动作成功率高，从常规的继电器保护到晶体管保护再到现在的微机保护，保护原理都没有多大改变，只是实现此保护的硬件平台随着电子技术的发展在不断升级，使我们的日常操作维护更方便、更容易。
传统继电器差动保护是通过差动CT的接线方式与变比大小不同来进行角度校正及电流补偿的，而微机保护接入保护装置的CT全为星型接法，通过软件移相进行角差校正，通过平衡系数来进行电流大小补偿，从而实现在正常运行时差流为零，而变压器内部故障时，差流很大，保护动作。
由于变压器正常运行和故障时至少有6个电流（高、低压侧），而我们所用的微机保护测试仪一般只能产生3个电流，因此要模拟主变实际故障时的电流情况来进行差动试验，就要求我们对微机差动保护原理理解清楚，然后正确接线，方可做出试验结果，从而验证保护动作的正确性。
下面我们以国电南京自动化设备总厂电网公司的ND300系列的发变组差动保护为例来具体说明试验方法，其他厂家的应该大同小异。
这里我们选择ND300系列数字式变压器保护装置中的NDT302型号作为试验对象。
该型号的差动保护定值（已设定）见表1:
表1NDT302变压器保护装置保护定值单
下面我们先来分析一下微机差动保护的算法原理。
这里以Y/△-11主变接线为例，传统继电器差动保护是通过把主变高压侧的二次CT接成△，把低压侧的二次CT接成Y型，来平衡主变高压侧与低压侧的30度相位差的，然后再通过二次CT变比的不同来平衡电流大小的，接线时要求接入差动继电器的电流要相差180度，即是逆极性接入。
具体接线见图1：
图1
而微机保护要求接入保护装置的各侧CT均为Y型接线，显而易见移相是通过软件来完成的，下面来分析一下微机软件移相原理。
ND300系列变压器差动保护软件移相均是移Y型侧，对于∆侧电流的接线，TA二次电流相位不调整。
电流平衡以移相后的Y型侧电流为基准，△侧电流乘以平衡系数来平衡电流大小。
若∆侧为△-11接线，软件移相的向量图如图2：
图2
由此可以看出如果在高压侧加一相电流，则会产生两相差流，对于主变接线为Y/△-11接线的，如果只在高压侧A相加电流，则A、C相会有差流，只在高压侧B相加电流，则A、B相会有差流，只在高压侧C相加电流，则B、C相会有差流。
那么如果用只能产生三相电流的继电保护试验仪来做差动保护试验，则所加电流的方法如下：
（1）高压侧加A相电流，则低压侧要加A、C相电流(用继电保护试验仪的A相电流作为主变高压侧A相电流，用继电保护试验仪的B、C相电流作为主变低压侧A、C相电流，且继电保护试验仪的A、B、C相电流角度分别为：0、180、－180)。
我们要做主变A相差动保护试验，但如果高压侧只加A相电流，C相必然会产生差流，因此在主变低压侧除了A相要加电流来验证差动方程外，在C相也要加上电流来平衡高压侧A相在C相产生的差流。
（2）高压侧加B相电流，则低压侧要加A、B相电流(用继电保护试验仪的A相电流作为主变高压侧B相电流，用继电保护试验仪的B、C相电流作为主变低压侧B、A相电流，且继电保护试验仪的A、B、C相电流角度分别为：0、180、－180)。
（3）高压侧加C相电流，则低压侧要加C、B相电流(用继电保护试验仪的A相电流作为主变高压侧C相电流，用继电保护试验仪的B、C相电流作为主变低压侧C、B相电流，且继电保护试验仪的A、B、C相电流角度分别为：0、180、－180)。
（4）下面分析一下差动保护的曲线及动作方程。
此差动保护的动作曲线如图3：
图3
比率差动动作方程为:
保护就会动作。
如果现在在高压侧A相加5A的电流，我们可以算出在低压侧要使保护在水平线段部分动作所要加的电流大小范围，试验的前提是使高低压两侧电流（同相）相位相差180度。
设低压侧所要加的电流为I，如果A相电流满足以下方程：
由此看出，如果高压侧所加电流大于5A，则在低压侧加大于5.27A或者小于1.45A电流就可以满足条件，则A相就可以在曲线的水平段动作。
很明显由于移相的原因，C相会产生5A的差流，因此为防止C相差动保护作，需要在低压侧C相加5/1.485＝3.37A的电流来平衡。
以上只是举了一个例子，读者也可以先加低压侧电流，再根据不等式方程求出要差动保护动作高压侧所要加的电流理论值范围。
下面我们来验证斜率为K的直线部分动作特性（如图3中的A 点），此部分的动作方程为：
假设在高压侧加5A电流，要使差动动作，则低压侧所加电流I要满足的方程为：
由以上不等式可以看出如果在主变高压侧加5A的电流，则在低压侧A相1.43A<I<1.44A或者大于6.54A的电流，同时在低压侧C相加5当然如果使用的继电保护试验仪可以产生六个电流，或者试验仪试验项目中有专门用于做差动保护试验的，试验起来会更方便。
根据定值中发电机的额定参数可以求出：
所以当中性点所加电流1.46<I7.25A时，差动保护在曲线的直线部分动作。
以上就是变压器和发电机数字式差动保护的试验方法。