差动保护试验方法
变压器差动保护试验方法分析
变压器差动保护试验方法分析作者：李耀华来源：《电子技术与软件工程》2015年第24期摘要变压器是变电站是最重要的设备，而差动保护是构成变压器的两种主保护的一种，可以说差动保护动作的可靠与否，关系到电力系统安全运行稳定基础。
从早期的BCH差动继电器到现在的微机差动保护，无论其可靠性和灵敏度都有了大幅度的提高，但是相应保护的设置和调试也更加复杂，现在以武安某变电站的差动保护调试方法为典型做一个简要说明。
【关键词】差动保护试验1 前言某变站站差动保护采用的是南京南自电网控制技术有限公司的NDT320差动保护装置，它采用现在较普遍的带制动特性的比率差动保护，其实质为二次谐波制比率差动保护+差动速断，具有在区内故障灵敏动作，区外故障可靠闭锁的优点，使其在系统内得到了广泛的运用。
二次谐波比率差动保护可以灵敏地反应区内故障，当区外故障时利用制动电流来抬高差动定值，在出现励磁涌流（主要出现在变压器空载送电或外部故障切除电压恢复时）情况下可以利于二次谐波来制动比率差动保护。
差动速断实质是反应差动电流的速断保护，其作用是防止区内高水平短路CT饱合产生的二次谐波使比率差动保护失去作用。
2 变压器差动保护试验的方法根据定值单要求，CT接线选用了Y-Y接线，两侧CT极性要求均为母线侧，这样高压侧二次电流I1N超前低压侧二次电流由I2N150°装置内部通过计算来进行平衡，NDT320装置只要输入变压器容量和高低压侧CT变比即可计算出低平系数，不再另行计算，这也是该装置的一个优点。
该定值单为某变电站2#主变差动保护和后备保护定值单，这里只对差动保护做一说明。
2#主变容量可20MVA，高压侧CT变比为600/5，低压侧CT变比为1500/5，主变高低压侧二次额定电流通过计算得出低平系数装置内部高压侧校正方法如下：由于线电压等于相电流且超前30°，装置实质把I1N前移30°且放大，这样计算后的I1N 超前I2N180°，计算后的数值即为定值单上的A，据定值单：差动速断电流值：比率差动门槛电流：制动曲线拐点电流：比率制动典线斜率：Kb=0.5二次谐波系数：Kxb=0.17差动电流制动电流动作公式为：比率制动特性曲线在进行制动系数校验时，一定要清楚保护的差流、制动电流的算法和制动特性曲线方程，这样才能合理选择测试点，快速计算实测制动系数；并且，YΔ—11变压器差动保护，在用Y 侧和Δ侧同时加入电流进行制动系数校验时，Δ侧一定要在试验相的超前相同时加入电流，以免该相差动动作干扰制动系数校验。
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。
PST-1200差动保护试验方法
差动保护平衡系数的作用：通常变压器各侧的额定二次电流是不同的，但是为了差动保护的需要，我们要把变压器正常工作时高低压侧的二次电流转换成是一样的，这里就需要引入一个平衡系数，举例说明：设变压器高压侧额定二次电流为4.6A（设已经过Y/△变化），低压侧额定二次电流为3.8安，选择高压侧为基本侧，则高压侧的平衡系数为Kph＝4.6/4.6＝1，低压侧的平衡系数为Kpl＝4.6/3.8＝1.21，经过平衡折算后，差动保护内部计算各侧额定二次电流分别为：高压侧＝4.6*Kph＝4.6A，低压侧＝3.8*Kpl＝4.6A，可见经过平衡折算后，保护内部计算用变压器两侧额定二次电流相等，都等于基本侧的额定二次电流。
平衡系数其实就是一个比例系数（二）PST-1200数字式变压器保护相关保护参数定值：CT额定电流：5A；差动动作电流：2A；速断动作电流：20A；高压侧额定电流：3A；高压侧额定电压：220kV；高压侧CT变比：200；中压侧额定电压：110kV；中压侧CT变比：600；低压侧额定电压：10kV；低压侧CT变比：2000；相关保护设置：制动方程：Ir=max{│Ih│，│Im│，│Il│}，比率制动特性曲线：第一个拐点电流Izd=高压侧额定电流值，在此定值中为3A，斜率K1=0.5；第二个拐点电流3Izd，在此定值中为3×3=9A，斜率K2=0.7。
1、三相测试仪（1）保护控制字：0C10，内转角方式；三相测试仪；同时做三侧。
测试仪：测试对象选择3圈变，Y/Y/D-11接线方式，CT外转角。
电流接线方法：测试仪Ia→高压侧（Y侧），电流从A相极性端进入，非极性端流出；测试仪Ic→中压侧（Y侧），电流从A相极性端进入，非极性端流出；测试仪Ib→低压侧（D侧），电流从A相极性端进入，非极性端流出后进入C相非极性端，由C相极性端流回测试仪。
平衡系数的设置：高压侧 1/3=0.577；中压侧（MCT×MDY）/（HCT×HDY×3）=（600×110）/（200×220×3）=0.866；低压侧（LCT×LDY）/（HCT×HDY）=（2000×10）/（200×220）=0.455。
[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。
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差动保护试验方法
国测GCT —100/102差动保护装置采用的是减极性判据,即规定各侧均已流出母线侧为正方向,从而构成180度接线形式。
1． 用继保测试仪差动动作门槛实验:
投入“比率差动”软压板,其他压板退出，依次在装置的高压侧，低压侧的A ，B ，C 相加入单相电流0.90A ，步长+0。
01A ，观察差流，缓慢加至差动保护动作,记录动作值。
说明:
注意CT 接线形式对试验的影响。
若CT 接为“Y-△，△—Y 型”，则在系统信息—-变压器参数项目下选择“Y/D —11”，此时高侧动作值为:定值×√3，即1.73动作，低测动作值为定值，即1。
00动作
若CT 接为“Y-Y 型”，则在系统信息-—变压器参数项目下选择“无校正”，此时高低侧动作值均为定值，即1。
00动作
2． 用继保测试仪做比率差动试验:
分别作A ，B ，C 相比率差动，其他相查动方法与此类似。
以A 相为例，做比率差动试验的方法：在高，低两侧A 相同时加电流(测试仪的A 相电流接装置的高压侧A 相,B 相电流接装置的低压侧A 相)，高压侧假如固定电流,角度为0度，低压侧幅值初值设为x ，角度为180度,以0。
02A 为步长增减，找到保护动作的临界点,然后将x 代入下列公式进行验证。
0Ir Ir Id Id k --=
其中: Id:差动电流,等于高侧电流减低侧电流
Id0：差动电流定值
Ir:制动电流,等于各侧电流中最大值
Ir0：制动电流定值
K ：制动系数
例如：
定值：Id0＝1（A ）; Ir0＝1(A)； K ＝0。
15
接线：测试仪的Ia 接装置的高压侧A 相,Ib 接装置的低压侧A 相
输入：Ia ＝∠0 º5A Ib ＝∠180 º5A 步长Ib ＝0.02A
试验：逐步减小Ib 电流，当Ib=3。
4A 时装置动作。
验证:Id ＝5－3.4＝1.6A Id0＝1A Ir ＝5A Ir0＝1A
15.04
6.0151)4.35(==---=k
3． 用继保测试仪做差动速断试验
投入“差动速断”压板，其他压板退出。
依次在装置的高压侧，低压侧的A ，B ，C 相加入单相电流9.8A ，每次以0.01A 为步长缓慢增加电流值至动作，记录动作值。
例如：
定值：
速断值：10A
差动速断:投
接线：测试仪的Ia 接装置的高压侧A 相
输入:Ia ＝∠0 º9.80A
试验:以0.01A 的步长，逐步增加Ia 至10。
0A 装置动作.
4． 用继保测试仪做差流越限试验
投入“差流越限”压板，其他压板退出.差动动作试验方式加入电流0。
40A ，并每次增加0.01A 缓慢增加至差流越限动作。
例如：
定值：
告警值：0.5A
延时值：10S
差流越限:投
接线：测试仪的Ia 接装置的高压侧A 相
输入：Ia ＝∠0 º0。
40A
以0.01A 的步长，逐步增加Ia 至0.50A 装置告警.
5．用继保测试仪做二次谐波闭琐试验
用继保测试仪的“谐波试验",输入基波和二次谐波的叠加电流,改变步长减小二次谐波的电流含量至保护动作,根据动作条件，计算K2并与定值进行比较。
例如：
定值：
谐波制动比 二次 20％
开放值 6。
00A
接线:测试仪的Ia 接装置的高压侧A 相,Ib 接装置的低压侧A 相
输入：Ia ＝∠0 º2A 2次谐波＝0。
9A 2次谐波步长＝0。
01A
Ib ＝∠0 º2A
试验：试验开始，装置不动作。
逐步减小2次谐波电流，当2次谐波=0.80～0.84A 时
装置动作。
动作后观察装置二次实时数据，此时Ida ＝4、Ida2＝0.8左右。
验证：Ida ＝4A Ida2＝0.8A
%202.048.0===
k。