差动保护调试方法.doc

微机变压器差动保护一、微机变压器差动保护中电流互感器二次电流的相位校正问题电力系统中变压器常采用Y/D-11接线方式，因此，变压器两侧电流的相位差为30°。如果不采取措施，差回路中将会由于变压器两侧电流相位不同而产生不平衡电流。必需消除这种不平衡电流。（中华人民共和国行业标准 DL40091继电保护和安全自动装置技术规程2.3.32条：对6.3MVA及以上厂用工作变压器和并联运行变压器。10MVA及上厂用变压器和备用变压器和单独运行的变压器。以及2MVA及以上用电速断保护灵敏度不符合要求的变压器，应装设纵联差动保护。）（一） 用电流互感器二次接线进行相位补偿其方法是将变压器星形侧的电流互感器接成三角形，将变压器三角形侧的电流互感器接成星形，如图1所示。图1变压器为Y0/-11连接和TA为/Y连接的差动保护原理接线图2 向量图采用相位补偿后，变压器星形侧电流互感器二次回路差动臂中的电流、，刚好与三角形侧的电流互感器二次回路中的电流、同相位，如图2所示。（二） 用保护内部算法进行相位补偿当变压器各侧电流互感器二次均采用星型接线时，其二次电流直接接入保护装置，从而简化了TA二次接线，增加了电流回路的可靠性。但是如图3当变压器为Y0/-11连接时，高、低两侧TA二次电流之间将存在30°的角度差，图4（a）为TA原边的电流相量图。图3 变压器为Y0/-11连接和TA为Y/Y连接的差动保护原理接线图4 向量图为消除各侧TA二次电流之间的角度差，由保护软件通过算法进行调整。1、常规差动保护中电流互感器二次电流的相位校正大部分保护装置采用Y变化调整差流平衡，如四方的CST31、南自厂的PST-1200、WBZ-500H、南瑞的LFP-972、RCS-985等，其校正方法如下：Y0侧：=（）/ =（）/ =（）/侧：= = =式中：、为Y0侧TA二次电流，、为Y0侧校正后的各相电流；、为侧TA二次电流，、为侧校正后的各相电流。经过软件校正后，差动回路两侧电流之间的相位一致，见图4（b）所示。同理，对于三绕组变压器，若采用Y0/ Y0/-11接线方式，Y0侧的相位校正方法都是相同的。2、RCS978中电流互感器二次电流的相位校正RCS978中电流互感器二次电流的相位校正方法与其它微机变压器保护有所不同，此保护装置采用Y变化调整差流平衡，其校正方法如下：Y0侧：=（） =（） =（）侧：=（）/ =（）/ =（）/式中：、为Y0侧TA二次电流，、为Y0侧校正后的各相电流；、为侧TA二次电流，、为侧校正后的各相电流。经过软件校正后，差动回路两侧电流之间的相位一致，见图4（c）所示。同理，对于三绕组变压器，若采用Y0/ Y0/-11接线方式，Y0侧的软件算法都是相同的，侧同样进行相位校正。3、差动电流的计算方法A相的差动电流计算公式为：=×+×为校正后的高压侧二次电流，为校正后的低压侧二次电流，为高压侧平衡系数，为低压侧平衡系数。二、微机变压器差动保护试验举例在对微机变压器保护的试验中，保护有无校正和靠软件校正两种方式。在靠软件校正时，如果使用三相测试仪，可以通过加补偿电流的方式进行单相测试，或者改变平衡系数和接线方式，用三圈变外转角方式测试，需要说明的是后一种测试方法实际上是对两相同时进行测试，相当于相间差动。在六相测试仪中，没有转角方式的设置，只要正确设置接线方式即可。此举例中故障类型均为“三相故障”。以Y/Y/D-11接线变压器A相比例制动特性扫描为例，现将测试方法分别总结如下。（一）WBZ500H微机变压器保护相关保护参数定值：差动速断值 5A；差动电流 1A；比例制动拐点 3A；比例制动斜率 0.5；高压侧额定电流 1A；中压侧额定电流 1A；低压侧额定电流 1.5A；相关保护设置：差流=I1+I2+I3，制动电流=I1，I2，I3；注意事项：此保护的复归时间为6S，所以间断时间应大于6S。1、三相测试仪（1） 保护控制字：0000 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/=0.577；中压侧1A/1A/=0.577；低压侧1A/1.5A=0.677。（2） 保护控制字：0000 内转角方式；三相测试仪；做Y/D-11侧。测试仪：测试对象选择2圈变， Y/D-11接线方式，CT高压侧内转角。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Ib低压侧（D侧），电流从A相极性端进入，非极性端流出；测试仪Ic低压侧（D侧），电流从C相极性端进入，非极性端流出。平衡系数的设置：高压侧 1；低压侧1A/1.5A=0.677。（3） 保护控制字：0000 内转角方式；三相测试仪；做Y/Y侧。测试仪：测试对象选择2圈变，Y/Y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Ib中压侧（Y侧），电流从A相极性端进入，非极性端流出。平衡系数的设置：高压侧 1/=0.577；中压侧1A/1A/=0.577。（4）保护控制字：F000 外转角方式；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。平衡系数的设置：高压侧 1；中压侧1A/1A=1；低压侧1A/1.5A=0.677。2、六相测试仪(1)保护控制字：0000 内转角方式；六相测试仪；做Y/D-11侧。测试仪选择：“保护对象” “接线方式”选为高压侧Y，低压侧D-11。电流接线方法：测试仪Ia、Ib、Ic高压侧（Y侧）；测试仪Ia、Ib、Ic低压侧（D侧）； 平衡系数的设置：高压侧 1；低压侧1A/1.5A=0.677。(2)保护控制字：F000 外转角方式；六相测试仪；做Y/ D-11侧。测试仪选择：“保护对象” “接线方式”选为高压侧Y，低压侧Y。电流接线方法：测试仪Ia、Ib、Ic高压侧（Y侧）；测试仪Ia、Ib、Ic低压侧（D侧）；平衡系数的设置：高压侧 1；低压侧1A/1.5A=0.677。(3)保护控制字：0000 内转角方式；六相测试仪；做Y/Y侧。测试仪选择：“保护对象” “接线方式”选为高压侧Y，低压侧Y。电流接线方法：测试仪Ia、Ib、Ic高压侧（Y侧）；测试仪Ia、Ib、Ic中压侧（Y侧）； 平衡系数的设置：高压侧 1/=0.577；中压侧1A/1A/=0.577。(4)保护控制字：F000 外转角方式；六相测试仪；做Y/Y侧。测试仪选择：“保护对象” “接线方式”选为高压侧Y，低压侧Y。电流接线方法：测试仪Ia、Ib、Ic高压侧（Y侧）；测试仪Ia、Ib、Ic中压侧（Y侧）；平衡系数的设置：高压侧 1；中压侧1A/1A=1。（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=maxIh，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/=0.577；中压侧（MCT×MDY）/（HCT×HDY×）=（600×110）/（200×220×）=0.866；低压侧（LCT×LDY）/（HCT×HDY）=（2000×10）/（200×220）=0.455。（2） 保护控制字：0C13，外转角方式；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。平衡系数的设置：高压侧 1/=0.577；中压侧（MCT×MDY）/（HCT×HDY×）=（600×110）/（200×220×）=0.866；低压侧（LCT×LDY）/（HCT×HDY）=（2000×10）/（200×220）=0.455。（3） 保护控制字：0C10，内转角方式；三相测试仪；做Y/Y侧。测试仪：测试对象选择2圈变，Y/Y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Ib中压侧（Y侧），电流从A相极性端进入，非极性端流出。平衡系数的设置：高压侧 1/=0.577；中压侧（MCT×MDY）/（HCT×HDY×）=（600×110）/（200×220×）=0.866。（4） 保护控制字：0C10，内转角方式；三相测试仪；做Y/D11侧。测试仪：测试对象选择2圈变，Y/ D11方式。CT为高压侧内转角。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Ib低压侧（D侧），电流从A相极性端进入，非极性端流出；测试仪Ic低压侧（D侧），电流从C相极性端进入，非极性端流出。平衡系数的设置：高压侧 1；低压侧（LCT×LDY）/（HCT×HDY）=（2000×10）/（200×220）=0.4552、六相测试仪（1）保护控制字：0C10，内转角方式；六相测试仪；做Y/Y侧。测试仪选择：“保护对象” “接线方式”选为高压侧Y，低压侧Y。电流接线方法：测试仪Ia、Ib、Ic高压侧（Y侧）；测试仪Ia、Ib、Ic中压侧（Y侧）； h平衡系数的设置：高压侧1；中压侧（MCT×MDY）/（HCT×HDY）=（600×110）/（200×220）=1.5。（2）保护控制字：0C10，内转角方式；六相测试仪；做Y/ D11侧。测试仪选择：“保护对象” “接线方式”选为高压侧Y，低压侧D11。电流接线方法：测试仪Ia、Ib、Ic高压侧（Y侧）；测试仪Ia、Ib、Ic低压侧（D11侧）； 平衡系数的设置：高压侧1；低压侧（LCT×LDY）/（HCT×HDY）=（2000×10）/（200×220）=0.455。（3）保护控制字：0C13，外转角方式；六相测试仪；做Y/Y侧。测试仪选择：“保护对象” “接线方式”选为高压侧Y，低压侧Y。电流接线方法：测试仪Ia、Ib、Ic高压侧（Y侧）；测试仪Ia、Ib、Ic中压侧（Y侧）； 平衡系数的设置：高压侧1/=0.577；中压侧（MCT×MDY）/（HCT×HDY×）=（600×110）/（200×220×）=0.866。（4）保护控制字：0C13，外转角方式；六相测试仪；做Y/ D11侧。测试仪选择：“保护对象” “接线方式”选为高压侧Y，低压侧Y。电流接线方法：测试仪Ia、Ib、Ic高压侧（Y侧）；测试仪Ia、Ib、Ic低压侧（D11侧）； 平衡系数的设置：高压侧1/=0.577；低压侧（LCT×LDY）/（HCT×HDY）=（2000×10）/（200×220）=0.455。（三）LFP972微机变压器保护此保护内部固定为内转角方式。相关保护参数定值：差动速断值 1Ie=7.14A；差动起动电流 0.3Ie=2.142A；比例制动拐点 Icdqd/Kbl=2.142/0.55；比例制动斜率 0.55；高压侧额定电流 7.14A；中压侧额定电流 8.19A；低压侧额定电流 4.12A；相关保护设置：差流=I1+I2+I3，制动电流=maxI1，I2，I3。1、三相测试仪测试仪：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 7.14/7.14=1；中压侧7.14/8.19=0.872；低压侧7.14/4.12=1.733。2、六相测试仪（1）测试对象：变压器高、中侧（Y/Y侧）。测试仪选择：“保护对象” “接线方式”选为高压侧Y，低压侧Y。电流接线方法：测试仪Ia、Ib、Ic高压侧（Y侧）；测试仪Ia、Ib、Ic中压侧（Y侧）；平衡系数的设置：高压侧 7.14/7.14×=1.732；中压侧7.14/8.19×=1.51。（2）测试对象：变压器高、低侧（Y/ D11侧）。测试仪选择：“保护对象” “接线方式”选为高压侧Y，低压侧D11。电流接线方法：测试仪Ia、Ib、Ic高压侧（Y侧）；测试仪Ia、Ib、Ic低压侧（D11侧）；平衡系数的设置：高压侧 7.14/7.14×=1.732； 低压侧7.14/4.12=1.733。（四）RCS978微机变压器保护相关保护参数定值： 整定定值变压器保护定值主保护定值差动启动电流：0.3Ie=0.3×1.965=0.589A比率差动制动系数：0.5二次谐波制动系数：0.15三次谐波制动系数：0.2差动速断电流：6Ie=6×1.965=11.79A整定定值系统参数定值变压器接线方式：00002（变压器为Y/Y/D11接线）平衡系数为保护计算给出，保护板状态差动计算定值：侧平衡系数：2.516 侧额定电流：1.965A侧平衡系数：1.256 侧额定电流：3.935A侧平衡系数：0.999 侧额定电流：4.945A侧平衡系数：0.999 侧额定电流：4.945A相关保护设置：制动方程：Ir=（Ih+Il）/2比率制动特性曲线：第一个拐点电流为0，斜率K1=0.2；第二个拐点电流0.5Ie，在此定值中为0.5×1.965=0.983A，斜率K2=0.5；第三个拐点电流6Ie，在此定值中为6×1.965=11.79A，斜率K3=0.75。1、三相测试仪（1）保护控制字：00002，内转角方式；三相测试仪；做Y/Y侧。测试仪：测试对象选择2圈变Y/Y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，非极性端流出后进入B相非极性端，由B相极性端流回测试仪；测试仪Ib中压侧（Y侧），电流从A相极性端进入，非极性端流出后进入B相非极性端，由B相极性端流回测试仪。平衡系数的设置：高压侧 2.516/2.516=1；中压侧1.256/2.516=0.499（2）保护控制字：00002，内转角方式；三相测试仪；做Y/ D-11侧。测试仪：测试对象选择2圈变Y/ D-11方式，CT低压侧内转角。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，非极性端流出后进入B相非极性端，由B相极性端流回测试仪；测试仪Ib低压侧（D-11侧），电流从A相极性端进入，非极性端流出。平衡系数的设置：高压侧 2.516/2.516=1；低压侧0.999/2.516=0.397（五）CST31A微机变压器保护相关保护参数定值：；中压侧平衡系数KPM=1，低压侧平衡系数KPL=0.5； 差动速断电流定值：ISD=3.5A 差动电流动作门槛值：ICD=0.601A； 比率制动特性拐点电流定值：IB=1.00A； 基波比率制动特性斜率：KID=0.5。相关保护设置：差流=I1+I2+I3，制动电流=maxI1，I2，I3。1、 三相测试仪（1）保护控制字KG1的D8=0，D9=1时，保护对象为三卷变；变压器接线型式KMD=0000，为“无校正”；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。平衡系数的设置：高压侧KPH=1；中压侧KPM=1；低压侧KPL=0.5。（2）保护控制字KG1的D8=0，D9=1时，保护对象为三卷变；变压器接线型式KMD=0002，为"变压器Y/Y/D-11接线"，即高压侧和中、低压侧CT二次电流之间存在30°角度差；三相测试仪；做Y/D-11侧。测试仪：测试对象选择2圈变，Y/D-11接线方式，CT高压侧内转角。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KPH=1；低压侧KPL=0.5。（3）保护控制字KG1的D8=0，D9=1时，保护对象为三卷变；变压器接线型式KMD=0002，为"变压器Y/Y/D-11接线"，即高压侧和中、低压侧CT二次电流之间存在30°角度差；三相测试仪；做Y/Y侧。测试仪：测试对象选择2圈变，Y/Y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Ib低压侧（D侧），电流从A相极性端进入，非极性端流出； 平衡系数的设置：高压侧KPH=1/；低压侧KPL=1/。（4）保护控制字KG1的D8=0，D9=1时，保护对象为三卷变；变压器接线型式KMD=0002，为"变压器Y/Y/D-11接线"，即高压侧和中、低压侧CT二次电流之间存在30°角度差；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KPH=1/=0.577；中压侧KPM=1/=0.577；低压侧KPL=0.5。（六）PST621微机变压器保护相关保护参数定值：；高压侧平衡系数为1,中压侧平衡系数为0.932，低压侧平衡系数为1.1；(平衡系数定值由保护内部参数给出,主菜单-其它-参数显示-平衡系数) 差动速断电流定值：10A 差动动作电流值：1A； 比率制动特性拐点电流1: 2.00A； 比率制动特性拐点电流2: 5.00A 差动制动系数1：0.5 差动制动系数2: 0.7相关保护设置：差流=I1+I2+I3，制动电流=maxI1，I2，I3。三相测试仪（1）保护控制字KG1为0033，KG2为0000,保护对象为三卷变；变压器接线型式为"变压器Y/Y/D-11接线" ，外CT均星接；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KPH=1；中压侧KPM=0.932；低压侧KPL=1.1。（2）保护控制字KG1为0033，保护对象为三卷变；变压器接线型式为"变压器Y/Y/D-11接线"，即高压侧和中、低压侧CT二次电流之间存在30°角度差；三相测试仪；做Y/D-11侧。测试仪：测试对象选择2圈变，Y/D-11接线方式，CT高压侧内转角。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Ib低压侧（D侧），电流从A相极性端进入，非极性端流出；测试仪Ic低压侧（D侧），电流从C相极性端进入，非极性端流出。平衡系数的设置：高压侧KPH=1.732；低压侧KPL=1.1。（3）保护控制字KG1为0033，保护对象为三卷变；变压器接线型式为"变压器Y/Y/D-11接线"，即高压侧和中、低压侧CT二次电流之间存在30°角度差；三相测试仪；做Y/Y侧。测试仪：测试对象选择2圈变，Y/Y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Ib中压侧（Y侧），电流从A相极性端进入，非极性端流出； 平衡系数的设置：高压侧KPH=1；中压侧KPM=0.932。