主变差动保护调试
如何校验主变比率差动保护的动作特性
如何校验主变比率差动保护的动作特性前言变压器的比率差动保护是变压器的主保护。
它可以防御变压器绕组的相间短路、匝间短路、引出线的相间短路等，因此继电保护工正确校验变压器的比率差动保护是非常必要的。
但在现场对主变差动保护的校验调试中，因对微机保护装置的补偿原理存在偏差，而造成比率曲线成为校验调试的难点。
针对此问题，本文从差动保护的原理和微机保护装置通行的的两种差动电流补偿方法入手，以Y0/Y0/Δ-11变压器和国电南自PST-1200型装置为例，详细介绍了校验步骤，提出了一套验证比率差动曲线及拐点的验证方法。
1、主变纵联差动保护的接线及原理对Y0/Y0/Δ-11型三绕组变压器实现纵差保护是按各侧电流大小和相位而构成的一种保护。
虽然变压器各侧电流大小不等，但微机保护对变压器各侧电流采样后，通过软件算法进行补偿，使得当变压器正常和外部故障时，流入差动继电器的电流为变压器各侧电流之差，其值接近为零，继电器不动作。
当变压器内部故障时，流入继电器继电器的电流为变压器各侧电流之和，其值为短路电流，继电器动作。
1.1不平衡电流产生的原因变压器的运行情况可分为稳态情况和暂态情况。
稳态运行就是变压器带正常负荷运行，此时，由于变压器各侧电流互感器型号不同、实际的电流互感器变比和计算变比不同、带负荷调整变压器的分接头等在差动回路中不可避免存在不平衡电流。
暂态情况就是变压器空载投入或外部故障切除后恢复供电等，此时，励磁涌流仅在变压器一侧存在以及短路电流的非周期分量使电流互感器铁芯饱和、误差增大从而引起不平衡电流。
由于不平衡电流流经差动回路，会造成继电器误动作。
1.2防止不平衡电流产生的对策1.为防止变压器各侧电流互感器型号不同产生不平衡电流而引起差动保护误动作，可采用增大启动电流值以躲开主变保护范围外部短路时的最大不平衡电流；2.为防止变压器励磁涌流所产生的不平衡电流引起差动保护误动作，主变差动保护可采用间断角制动原理、二次谐波制动原理、波形对称原理躲过变压器励磁涌流的影响；3.为防止因变压器接线组别、电流互感器变比不同引起的不平衡电流，可采用软件进行相位补偿及电流数值补偿使其趋于平衡。
主变保护原理及调试方法
主变保护原理及调试方法主变保护是电力系统中最重要的保护之一，主要用于保护主变电站及其上下级设备的安全稳定运行。
主变保护的原理是在保证主变电站稳定运行的基础上，对主变及其连接线路的故障进行快速鉴别和切除，以防止更广泛的故障扩展。
调试主变保护的方法主要有以下三个方面：一、检查主变保护装置的配置和设置1.确认主变保护装置的型号和版本，检查是否与设计要求一致；2.检查主变保护装置的通信设置，包括通信接口、通信地址等是否正确；3.检查主变保护装置的保护定值设置，包括过流保护定值、间歇动作时间、时间限制定值等是否合理；4.检查主变保护装置的故障录波设置，确保能够记录故障发生前的电流、电压等信息。
二、进行保护信号的测试和验证1.对主变保护的各个元件进行测试，包括电压互感器、电流互感器、保护开关等，确保信号的正确输出；2.对保护信号进行验证，与实际电网数据进行对比，确保保护装置能够正确鉴别故障；3.对主变保护的各个功能进行测试，包括过流保护、差动保护、方向保护、欠频保护等，确保各功能齐全且工作正常。
三、进行系统联动和自动化测试1.对主变保护与其他保护装置进行联动测试，包括电网侧保护、变压器侧保护等，确保保护装置之间的协调动作；2.对自动化功能进行测试，包括自动重合闸、自动调压、自动开关等，确保自动化功能正常工作；3.进行应急停电和恢复供电测试，模拟实际故障情况，验证保护装置的响应速度和过程控制能力。
除了上述方法，还应注意以下几个调试要点：1.检查保护回路的接线和接地，确保保护信号传输的可靠性；2.定期对保护装置进行校准和维护，保证其工作的可靠性和准确性；3.在调试过程中，注意保护装置的动作记录和故障录波分析，找出问题所在，并进行相应调整；4.保护设置要符合实际运行情况，对于特殊情况或系统变动，要及时调整保护定值；5.保持与设备厂家和运维人员的沟通交流，及时了解新技术和装置。
总之，主变保护的调试是一个复杂而细致的过程，需要运用多种方法和手段来保证保护装置的正确配置和可靠性。
微机型主变差动保护定值的整定计算及调试中注意的问题
相位 校 正相 量 图
定计算及调试 中应 注意的问题
３ 卷 ０
倍， 因此差动保护计算变压器补偿侧额定二次电 流时必须乘以接线系数 。
３２ 调试 中应 注意 的 问题 ．
由于不同厂家的主变差动保护在转角方式和
幅值修正上存在差异 ， 以在差动保护定值整定 所
一
如图 １ 所示 。
Ｕ
ｎ
第二种移相方法 ， 采用低压侧向高压侧进行移 相， 低压侧按 Ｌ 一 、 一 、 一 ３ ： 个公式进
行移相。移相后 一 、 ６一 、 ｃ一 的相位 ， ， ２ ２
与高压侧 、 、２ ， 电流的相位一致 ， ｃ 如图 ２ 所示。
证外部故障时差动保护不误动 ， 在相位校正 的基 础上有必要进行幅值 的校正 ， 也就是 电流平衡 系
Ｌ ： Ｊ ；
数的计算。具体计算如下 ： １ 变压器各侧一次额定电流的计算公式为： ）
瓦Ｎ Ｓ
式 中： ． 为变压器额定容量 ； １ ｓ Ｉ 为变压器一次侧 Ｎ 额定电流 ； Ｎ 为变压器计算侧的额定线 电压 。 Ｕ． ２ 计算变 压器各侧电流互感器二 次额定电 ） 流 的公 式 为 ：
中图分类号 ：Ｔ １ ． ；Ｍ７ １ Ｍ４ １ ３ Ｔ ７ 文献标识码 ：Ｂ 文章编 号 ：１０ ０ ６—８９ （０ １ ０ ０ ２ ０ １８ ２ １ ）３— ０ ４— ３
Ｆｉ ｅ ｌ ｅ Ｓ ｔｉ ｇ Ｃａ ｃ ｌ ｔｏ ｂｕ ｇｎｇ Ｐｒ ｂ ｅ ｓ ｏ ｘ ｄ Ｖａ ｕ ｅ ｔｎ ｌｕ ａ ｉ ｎ Ｄｅ ｇ ｉ ｏ ｌｍ ｆ Ｍ ｉｒ ｃ ｍ ｐｕ ｅ ｐ ａ ｎ Ｔｒ ｎ ｆ ｒ ｅ ｆｅ ｅ ｔａ ｏ ｅ ｔｏ ｃｏ ｏ ｔ ｒ Ｔｙ ｅ Ｍ ｉ ａ ｓｏ ｍ ｒ Ｄｉ ｒ ｎ ｉｌＰｒ ｔ ｃｉ ｎ
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。
主变差动速断调试方法
主变差动速断调试方法一、主变差动速断保护系统的组成二、主变差动速断保护系统的调试方法1.配置准确的电流互感器：在主变差动速断保护系统中，电流互感器是非常关键的设备，它会直接影响到保护系统的准确性和可靠性。
因此，在调试过程中，要仔细检查电流互感器的连接和配置，确保其参数的准确性。
2.完成保护信号的传输：保护信号的传输是主变差动速断调试的一个重要环节。
在调试过程中，应检查其保护信号传输线路的连接是否良好，信号接地是否正常，并进行必要的调整和修复。
3.设置合适的差动速断保护区域：根据实际情况，合理设置差动速断保护区域。
保护区域应与主变的故障灵敏区域相重合，确保在主变发生内部故障时能够及时地启动差动速断保护。
4.调试差动速断保护的动作阈值：调试过程中，应根据实际情况逐步调整差动速断保护的动作阈值。
调试时，可以通过增加敏感性来降低差动速断保护动作的阈值，以提高保护系统的灵敏度和可靠性。
5.模拟实际故障进行调试：为了检验主变差动速断保护系统的工作性能，可以模拟实际故障进行调试。
模拟故障时，可以通过外部电源或其他特殊测试设备来模拟故障的发生，观察差动速断保护是否能够正确地进行动作。
6.检查差动速断保护的动作指示：在调试差动速断保护系统时，应注意检查其动作指示是否准确可靠。
可以通过仔细观察差动速断保护装置的显示面板、动作指示灯等，来判断其动作的准确性。
7.检查差动速断保护的复归功能：差动速断保护系统应具备复归功能，即在故障消失后能够自动复归。
在调试过程中，可以分别模拟故障和取消故障，观察差动速断保护是否能够及时复归。
8.与其他保护装置的协调工作：在主变差动速断保护调试过程中，还需要与其他保护装置进行协调工作。
比如与主变差流保护、主变过流保护等进行协调，确保主变在发生故障时能够及时切除故障部分。
三、主变差动速断保护系统的调试注意事项1.调试工作应在专业人员的指导下进行，确保调试的准确性和安全性。
2.在调试过程中应注意保护设备的接线及接地问题，确保保护信号的准确传输。
变压器差动保护原理及调试方法
制动电流I r
+-
i i
1
2
=2i1
++
差动电流I cd
i 1
i 2
≈2i1
制动电流I
++
i i
≈0
r
1
2
Icd
Icd
I set
(Ir<Ie区) 外故障特点区Icd内故I障set 特点
差动电流小 差动电流大
I cd
K
I r
(Ir≥I制e) 动电流大
I制动 电K流 I小
cd
r
变量
恒量
动作区
Iset
➢ 涌流波形偏于时间轴一侧，波形含有非周期 分量。
22:02
22
二、 差动保护的几个特殊问题(1)
如何识别涌流（1）
当变压器合闸于电源时，灵敏的差动保护可能误动。 为使差动保护躲过涌流，必须采取措施使保护能区分 涌流状况与故障状况。这就必须要提供某种形式来识 别涌流从而限制此时的差动保护动作。
可以从涌流的特点出发来找到识别的方法！
部流入差动回路
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二、 差动保护的几个特殊问题(1)
空投变压器励磁涌流产生的原因(1)
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二、 差动保护的几个特殊问题(1)
空投变压器励磁涌流产生的原因(2)
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二、 差动保护的几个特殊问题(1)
空投变压器励磁涌流产生的原因(3)
➢涌流的波形、大小和持续时间主要取决于下列因素：
Ir
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二、 差动保护的几个特殊问题(1)
励磁涌流对差动保护的影响
空充变压器时，将产生励磁涌流，励磁涌流的 幅值可以达到8-10倍主变额定电流，而励磁涌流 是以单边的差流出现的，如此大的电流全部流 入差动回路，若不采取措施势必造成差动保护 误动。
主变保护的原理和调试
2、输入接点检查
在液晶主界面的数字量显示的子菜单, 对屏上"投差动保护"压板进行投退试验, 检查液晶上对应的开关量是否由"0"→"1", 同样进行别的开入实验如：置检修状态 等.
3、整组实验
• 差动速断保护：投入差动保护压板,在 变压器保护定值中整定差动速断"的控制 字为"1",比率差动控制字为"0",根据逻辑 框图的条件加量进行实验
•在保护屏端子上加入额定电压及额定电流,在面板液晶 上显示保护的采样值与实际加入量应相等,其误差应小 于±5% .
2、输入接点检查
在装置液晶的子菜单,按照液晶上显示 的顺序逐个进行屏上投退压板的断开和 连通,检查液晶上对应的开关量是否变位.
3、整组实验
• 复合电压闭锁<方向>过流保护：投入 复合电压闭锁〔方向过流保护压板,在后 备保护定值单中整定复合电压闭锁过流 保护的控制字为"1",
• 检测零序〔方向过流保护的各段动作时间
• 不接地零序保护,投入不接地零序保护压板, 在后备保护定值单中整定间隙零序过流保护、 零序过电压保护的控制字为"1",加入PT开口三 角零序电压和间隙零序电流I0g
• 间隙零序过流保护：检测间隙零序过流保 护的电流定值和动作时间时间.
• 过负荷、启动风冷、过载闭锁有载调压
4、开关传动试验 投入后备保护出口跳闸压板,模拟相应故障.进行开关传动试验. 5、变压器带负荷试验
变压器空投成功带负荷运行后,在保护状态菜单中查看 保护的采样值及相位关系等是否正确.
谢谢！
知识回顾 Knowledge Review
• 在满足复合电压的条件下,检测保沪 的过流定值.误差应在5%范围以内.
主变差动保护的调试校验
主变差动保护的调试校验一、相关的知识保护的制动特性曲线由3段折线组成，其中第一段和第三段的斜率固定为0.2和0.7，第二段折线的斜率可由用户整定，一般整定为0.5。
曲线中含有2个拐点，分别为e I 6.0和e I 5，其中e I 为高压侧的2次额定电流。
为保证主变在正常运行过程中或者外部故障时，流入到继电器的差动电流等于0，此时应对Y 侧电流进行相位和幅值的校正，校正同时去除因零序电流所造成的影响。
考虑到微机保护强大的计算能力，以及当前的很多主变保护，差动与后备保护公用同一组CT,由此，选I sdI cdI ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-==∑∑-=••=•11max 121N i izdN i idz I I I I I择外部进行相位校正势必会影响后备的接地保护功能。
因此由软件进行相位校正是必然的。
以Y ／△-11为例：式中，ah I •、bh I •、ch I •为高压侧CT 二次电流，A I •'、B I •'、C I •'为高压侧校正后的各相电流；aL I •、bL I •、cL I •为低压侧CT 二次电流。
其它接线方式可以类推。
差动电流与制动电流的相关计算，都是在电流相位校正和平衡补偿后的基础上进行。
差流的计算均是在Y 侧进行相位校正，因而本软件自动进行了零序电流消除。
差动保护是以高压侧二次额定电流为基准，首先计算额定电流1.74961000600110350431n =⨯⨯⨯⨯=⋅=TAHnH e n U S I制动曲线的拐点计算1.04986.01.74966.06.0=⨯=⨯=e e I I （第一拐点） 8.748051.749655=⨯=⨯=e e I I （第二拐点）平衡系数的计算0.39775/6005/50021105.1011=⋅=⋅=TAH TAL nH nL phL n n U U K （低压侧平衡系数） 3/)('bh ah AI I I•••-=3/)('ch bh BI I I•••-=3/)('ah ch CI I I•••-=0.75/6005/12001105.3811=⋅=⋅=TAH TAm nH nm phm n n U U K （中压侧平衡系数） 式中，n S 为变压器额定容量，nH U 1为变压器高压侧额定电压（应以运行的实际电压为准，可参考变压器的铭牌），TA n 为变压器高压侧CT 变比，nL U 1为变压器低压侧额定电压，TAL n 为低压侧CT 变比，TAH n 为高压侧CT 变比。
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变压器各侧电流互感器采用星形接线，二次电流直接接入本装置。
电流互感器各侧的极 性参见前图，都以母线侧为极性端。
变压器各侧TA 二次电流相位由软件调整，装置采用Δ->Y 变化调整差流平衡，这样可 明确区分涌流和故障的特征，大大加快保护的动作速度。
对于Y 0/Δ-11 的接线，其校正方 法如下： Y 0侧：
I 'A=I A-I 0 I 'B=I B-I 0 I 'C=I C-I 0
△侧：
I 'A=（I A-I C ）/√3 I 'B=（I B-I A ）/√3 I 'C=（I C-I B ）/√3
Y 0侧A 相加1Ie 电流，调整后三相电流为2/3Ie 、-1/3Ie 、-1/3Ie
△侧A 相加1Ie 电流，调整后三相电流为√3/3Ie 、-√3/3Ie 、-√3/3Ie
Ir=||211
∑=m
i i I
Id=||
1
∑=m
i i
I
220kV实训变电站#1主变第一套保护
I、II、III侧Ie分别2.62A、2.62A、2.995A
差动启动电流0.2Ie
比例制动系数0.5
I1、I2（A）I1、I2（Ie）I'1、I'2（Ie）Ir Id 动作情况
3.48A 1.76A 1.328
0.672
0.885333
0.448
0.6660.437动作
3.46A 1.78A 1.321
0.679
0.880667
0.452667
0.6660.428动作
3.4A 1.84A 1.298
0.702
0.865333
0.468
0.6660.397不动作
3.42A 1.82A 1.305
0.695
0.87
0.463333
0.6660.406不动作
3.43A 1.81A 1.309
0.690
0.872667
0.46
0.6660.412不动作
3.45A 1.79A 1.317
0.683
0.878
0.455333
0.6660.422不动作
3.98A 1.519 1.0126670.763
3330.498 667
2.02A 0.771 0.514
0.5*（0.666-0.5）+0.1+0.2=0.383
0.5*（0.763-0.5）+0.1+0.2=0.4315
斜率又不对。