变压器比率差动保护校验方法

变压器比率差动保护校验方法摘要：电力系统的发展突飞猛进，大型发电机变压器投入运行，发变组差动保护在发变组保护中的地位越来越重要，运行中的发电机变压器发生故障，做为主保护的发变组比率差动保护应在第一时间动作，将故障的发电机或者变压器从系统中切除，保证电力系统的稳定运行。

近年在电网系统中，国电南自，国电南瑞，许继发变组保护在现场中得到了大量的应用，不同的厂家，针对保护的原理会有所不同，算法也各不相同，这对继电保护人员在保护校验中提出了更高的要求，本文针对变压器比率差动保护，以主变比率差动保护校验方法为例，研究国电南自，国电南瑞，许继主变比率差动保护的不同，校验方法的不同。

关键词：国电南自；国电南瑞；许继；变压器比率差动保护；检验引言：变压器的纵差保护，是变压器内部及引出线上短路故障的主保护，保护范围：变压器内部及引出线上的相间短路、变压器内部匝间短路及大电流系统侧的单相接地短路故障；保护原理：比较变压器各侧同名相电流之间的大小及相位，正常运行时，动作电流几乎为零，内部故障时，动作电流达到定值，保护动作，切除故障；外部故障时，制动电流随故障电流的增大而增大，闭锁保护。

变压器由于联结组不同和各侧TA变比不同，造成各侧电流幅值相位不同，为了消除这个影响，以前的保护采用二次侧TA接线方式的不同加以补偿，现在的微机保护利用数字的方法对变比和相位进行补偿。

以下说明均基于已消除变压器各侧电流幅值相位差异的基础之上。

在变压器比率差动保护校验中，用三相法最为直接，不用考虑各侧的相位补偿问题，只需注意Y/Δ之间的角度变化即可，因现场设备条件所限，有时需要用单相法对保护进行校验，以下只针对变压器比率差动保护校验用单相法进行研究。

1保护配置某发电厂300MW机组，采用发电机-变压器-线路组形式接入220KV地区电网，主变采用Y/Δ-11点钟接线，主变比率差动保护TA取自发电机机端侧TA变比15000/5，高厂变高压侧TA变比1500/5，主变高压侧TA变比1200/5，变压器各侧电流互感器二次接线均采用星型接线，二次电流直接接入装置，变压器各侧TA 二次电流相位由软件自调整，装置采用Y/Δ变化调整差流平衡。

（图一）2国电南瑞主变比率差动保护校验方法现场班组一般配置ONLLY A460系列继电保护校验仪，以（图一）为例，主变比率差动保护检验需要分别检验：发电机机端侧和主变高压侧比率差动，高厂变高压侧和主变高压侧比率差动，发电机机端侧和高厂变高压侧比率差动。

下面都以发电机机端侧和主变高压侧比率差动为例，研究单相法主变比率差动校验方法。

（1）从南瑞RCS-985发电机综合保护装置中读取主变差动定值：比率差动起始斜率0.1比率差动最大斜率0.7差动启动定值和差动速断定值是标幺值（2）南瑞RCS-985发电机综合保护装置，主变比率差动保护计算公式Id >Kbl×Ir+Icdqd（Ir＜nIe）Kbl =Kbl1+Kblr×(Ir/Ie)Id >Kbl2×(Ir-nIe)+b+Icdqd（Ir≥nIe）Kblr =(Kbl2-Kbl1)/(2×n)b=(Kbl1+Kblr×n) ×nIe（公式一）Id----差动电流；Ir----制动电流；Kbl1----比率差动起始斜率Kbl2----比率差动最大斜率n----最大斜率时的制动电流倍数取6差动电流取各侧相量和的绝对值制动电流取各侧数值绝对值相加除以2（3）从计算定值中读取各侧额定电流：I主变高压侧=3.43A I发电机侧=4.33A（4）软件校正差动各侧电流相位差与平衡系数，校正方法：对于Y侧电路：ⅰ’A=(ⅰA-ⅰB)/√3ⅰ’B=(ⅰB-ⅰC)/√3ⅰ’C=(ⅰC-ⅰA)/√3ⅰA、ⅰB、ⅰC——为Y侧TA二次电流ⅰ’A、ⅰ’B、ⅰ’C­——为Y侧校正后各相电流（公式二）（5）保护动作特性：图二比率差动保护动作特性（6）打开校验仪，按照下表在保护装置上输入数值，设置步长：单相法相别数值角度步长（表一）在校验仪上设置好数值之后，从保护装置上观测两侧电流平衡，差流位零，制动电流为两侧电流绝对值之和除以2，缓慢的调节步长（增加或减少都可），制动电流不变，差流逐渐增大，直至发电机保护动作，记录校验仪所加动作值，从微机保护装置上读取动作电流和制动电流。

在保护校验中，按照（表一）设置步长，这样的好处在于可以固定制动电流，在校验中，对制动电流有要求时，这样设置步长，是很简单的一种方法，无论增加或减少步长，制动电流始终保持不变。

以下是测试过程中的一些数据：制动电流（标幺值）123制动系数0.270.34（7）验证数值的正确性，可用（公式一），以下举例：Kblr=（0.7-0.1）/(2×6)=0.05Kbl =0.1+0.05×(Ir/Ie)=0.15Id=0.15×1+0.4=0.55由此推出：I1-I2=0.55 I1=1.275(I1+I2)/2=1 I2=0.725以上计算值是标幺值，需要乘以Ie，才是有名值I1=1.275×3.43×√3=7.57I2=0.725×4.33=3.14以上所计算数值与保护检验过程中所测数值基本一致，保护动作正确。

3国电南自主变比率差动保护校验方法（以下简称南自）（1）从南自DGT-801U发电机综合保护装置中读取主变差动定值：启动电流Iq1A拐点电流Ig4A制动系数Kz0.5额定电流Ie基准侧额定电流南自发变组所给定值，均是实际电流值，南瑞发变组所给定值，均是标幺值，这是两者的差别。

（2）南自 DGT-801U 发电机综合保护装置，主变比率差动保护计算公式Id >Iq(Izg)Id >Kz(Iz-Ig)+Iq(Iz>Ig)（公式三）差动电流取各侧相量和的绝对值制动电流取两侧最大值（3）从计算定值中读取各侧额定电流：I主变高压侧= 1.163 A I发电机侧= 1 A南自主变比率差动保护均以低压侧为基准，补偿系数高压侧要乘以√3（4）动作特性：图三变压器比率差动保护动作特性动作特性有两部分构成：无制动部分和比率差动制动部分。

速断动作区为差动速断元件动作特性。

（5）打开校验仪，按照下表在保护装置上输入数值，设置步长：（表二）在校验仪上设置好数值之后，在保护屏上观察两侧电流差流为零，制动电流为两侧电流最大值，缓慢的调节步长，直至发电机保护动作，记录数值，这时的数值就是保护动作值。

以下是测试过程中的一些数据：（4）验证数值的正确性，可用（公式三），方法同国电南瑞。

4许继发变组主变比率差动保护校验方法（以下简称许继）（1）从许继WFB-800A发电机综合保护装置中读取主变差动定值：最小制动电流0.8Ie比率制动系数0.5以上定值中，差动保护的最小动作电流和最小制动电路是标幺值，以基准侧电流 Ib 为基准，Ib为计算平衡系数的二次侧基准电流，一般取变压器额定容量下高压侧的二次电流。

（2）许继WFB-800A发电机综合保护装置，主变比率差动保护计算公式Iop >Iop.o(Ires≤Ires.o)Iop ≥Iop.o+S(Ires-Ires.o) (Ires.ores≤6Ie)Iop ≥Iop.o+S(6Ie-Ires.o)+0.6(Ires-6Ie) (Ires>6Ie)Iop ≥1.2Ires(Ires>1.08Ie)（公式四）Iop是差动电流，为各侧电流相量和的绝对值。

Ires 是制动电流，对于两侧差动，Ires=|ⅰ1-ⅰ2|/2;对于多侧差动，制动电流取各侧电流绝对值的最大值。

（3）从计算定值中读取各侧额定电流：I主变高压侧= 2.386 A I发电机侧= 3.953 A许继主变比率差动保护两侧均有补偿系数，比率差动保护各侧电流相位补偿和国电南瑞发变组一致。

见（公式二）（4）保护动作特性：图四变压器比率差动保护动作特性（5）打开校验仪，按照下表在保护装置上输入数值，设置步长：（表三）在校验仪上设置好数值之后，在保护屏上观察两侧电流差流为零，制动电流为两侧电流相量值相减后绝对值除以2，缓慢的调节步长，直至发电机保护动作，记录数值，这时的数值就是保护动作值。

以下是测试过程中的一些数据：（6）验证数值的正确性，可用（公式四），方法同国电南瑞。

5结论和建议国电南自发变组保护、国电南瑞发变组保护、许继发变组保护，三种保护中的主变差动保护，虽然保护原理有一定的区别，但是只要掌握了其中共性的东西，对细节再加以理解，就能即快又好的完成保护校验工做。

参考文献[1] GB14285-2006,继电保护和安全自动装置技术规程[S].[2] 国家电力调度中心，电力系统继电保护实用技术问答（第二版）[M]北京：中国电力出版社，1999[3] 贺家李，宋从矩,电力系统继电保护原理（增订版）[S]北京：中国电力出版社，2004作者简介：蔡博，女，高级技师，从事继电保护技术工作。