變壓器差動保護(hù)比率制動測試方法

1、變壓器差動保護(hù)比率制動測試方法以Yn, Yn, d11型自耦變?yōu)槔?，總結(jié)了幾類變壓器保護(hù)算法的特點，給出了相應(yīng)的試驗接線方 法和一般性試驗步驟。1幾個基本概念1.1 比率制動系數(shù)采用比率差動能顯著提高變壓器保護(hù)的靈敏度，國產(chǎn)微機型變壓器差動保護(hù)常采用具有兩段折Ioplop.min線形的動作特性曲線，如圖1所示。I res.min圖1比率制動特性曲線圖比率制動曲線有兩大決定因素，即動作電流和制動電流，按照預(yù)定的算法計算得到動作電流和 制動電流，滿足比率制動曲線即可動作。1.2 變壓器的Y, d11接線組1變壓器組常采用 Y, d11接線組。需要指出的是，只要是 Y, d型接線組，就有奇數(shù)次接線組

2、別出 現(xiàn)，按照我國電工技術(shù)規(guī)范，規(guī)定 Y, d11接線組為變壓器標(biāo)準(zhǔn)接線組。如果出現(xiàn) Y, d11接線組，在 進(jìn)行差流運算時就必須進(jìn)行相位校正，這在下文的算法分析中將做詳細(xì)討論。1.3 TA極性端按照慣例，保護(hù)TA極性端位于母線側(cè)。對于變壓器差動保護(hù)，只要確立變壓器各側(cè)母線位置，TA極性端進(jìn)行標(biāo)注，照此原則就就不難確定各側(cè) TA的極性端。而電工學(xué)上常采用減極性標(biāo)注方法對能對流入保護(hù)裝置電流的方向進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。這一點對于確定進(jìn)行比率差動試驗時所加電流的相位很有幫助。1.4 平衡系數(shù)對于正常運行變壓器，不計勵磁電流，各側(cè)磁勢平衡。這一平衡關(guān)系反映到微機保護(hù)中，各側(cè) 的二次電流應(yīng)在微機保護(hù)的算法體系

3、下平衡。將各側(cè)不同的電流值折算成作用相同的電流，相當(dāng)于將某一側(cè)或兩側(cè)的電流乘以修正系數(shù)，該 系數(shù)叫做平衡系數(shù)。以Yn, Yn, d11型自耦變?yōu)槔?，差動保護(hù) TA二次側(cè)采用星形接線，各側(cè)額定電壓及TA變比分別為Uh、nh、Um、nm、Ui、nj若以高壓側(cè)為基準(zhǔn)，則各側(cè)流入差動保護(hù)某相的電流分別為Ih_SN,3Uhnh'm=S； 11=-3Umnm-3Uini(1)式中Sn為變壓器額定容量。設(shè)以高壓側(cè)電流為基準(zhǔn)，將其他兩側(cè)的電流折算到高壓側(cè)的平衡系數(shù)分別為Kbm 和 Kbl。則bm(2)Kbi"_ UgIi Am(3)對于微機保護(hù)裝置，可以理解為，在中壓側(cè)三相加入1A正序電流，

4、在高壓側(cè)只需要加入Kbm安培的正序電流即可使微機保護(hù)計算差流為零，低壓側(cè)同理。1.5 動作電流與制動電流的計算引入平衡系數(shù)以后動作電流的計算公式為(4)Iop = Ih - ImKbm IlKbl對于三繞組變壓器，制動電流有多種取法，有的取高、中、低壓側(cè)TA二次電流幅值和的一半;有的取高、中、低壓側(cè) TA二次電流幅值的最大值，具體取法要參看保護(hù)裝置技術(shù)說明書。值得指出 的是，所有動作電流、制動電流都要折算到同一側(cè)計算比較才有意義。2兩類相位校正算法由于Y, d11接線組的存在，Y, d11兩側(cè)電流存在一定轉(zhuǎn)角，在進(jìn)行差流計算時需要將不同連接 組別的電流轉(zhuǎn)換至同一角度方可進(jìn)行比較。3.1 星形側(cè)

5、向三角形側(cè)校正的算法這種算法將各側(cè)電流均折算到三角形側(cè)進(jìn)行計算比較。其校正算法如下：I A2 = ( I A2 一1 B2) / ', 3 星形側(cè)IB2 =(IB2 -修)八3 jI C2 = ( IC2 - I A2) / ', 3(5)三角形側(cè)_LIa2=Ia2a2a2I IIb2Ib2Ic2=Ic2(6)4式中I；?、I.、Ie9星形側(cè)TA二次電流； A2 B2 C2IA2、IB2、IC2 星形側(cè)校正后的各相電流;II h9 > I 9角形側(cè)TA *次電流；a2 b2 C2I;2、Ib2、1c2 三角形側(cè)校正后的各相電流。采用此類算法的主要保護(hù)有國電南自的PST-1

6、200、GSGT756 ,四方的CST31,南瑞繼保的LFP-972 ,許繼的WBZ-500H等產(chǎn)品。3.2 三角形側(cè)向星形側(cè)校正的算法這種算法將各側(cè)電流均折算到星角形側(cè)進(jìn)行計算比較。其校正算法如下:星形側(cè)I A2 = ( I A2 - I 0)IB2 =(IB2-I0)I C2 =(IC2- I0)匕文蜃-Ic2 Y后(7) 三角形側(cè) jIb-2=(I'b2 I；2)/J3Ic2 = Ic2 -Ib2 八 3(8)式中I0 星形側(cè)零序電流二次值；其余電流含義同3.1節(jié)。采用此類算法的主要保護(hù)有南瑞繼保的RCS-978,許繼的 WBH-800H等產(chǎn)品。經(jīng)過上述變換，差動回路兩側(cè)電流之間

7、的相位一致。上述轉(zhuǎn)換均通過微機算法在保護(hù)裝置內(nèi)部完成。這兩種校正算法，被轉(zhuǎn)換側(cè)除以J3是由于在轉(zhuǎn)換時把電流放大了J3倍，需要除以 J3才能使兩側(cè)差動電流平衡。3比率制動系數(shù)一般性試驗方法3.1 接線方法采用不同的試驗儀時對不同接線組進(jìn)行試驗時接線方法各不相同。下面從突出概念的角度出發(fā)，選取三相試驗儀進(jìn)行說明。三相試驗儀只能提供三路電流，每側(cè)可以加入單相或兩相電流進(jìn)項分相 測試。設(shè)均對 A相進(jìn)行差動試驗，I側(cè)為星形接線組，n側(cè)也為星形接線組，iii側(cè)為三角形接線組。1）如果采用往三角形側(cè)校正的算法3.1,利用I側(cè)、n側(cè)進(jìn)行比率差動試驗。則兩側(cè)電流均從a相流入，N相流出。此時接線相當(dāng)于同時對A、C

8、兩相進(jìn)行試驗。2）如果采用往三角形側(cè)校正的算法3.1 ,利用I側(cè)、III側(cè)進(jìn)行比率差動試驗。則I側(cè)電流從 A相流入，N相流出。III側(cè)電流從A相流入，C相流出。此時接線也相當(dāng)于同時對A、C兩相進(jìn)行試驗。3）如果采用往星形側(cè)校正的算法3.2,利用I側(cè)、n側(cè)進(jìn)行比率差動試驗。則兩側(cè)電流均從A相流入，B相流出。此時接線相當(dāng)于同時對A、B兩相進(jìn)行試驗。4）如果采用往星形側(cè)校正的算法3.2,利用I側(cè)、III側(cè)進(jìn)行比率差動試驗。則I側(cè)電流從A相流入，B相流出。III側(cè)電流從A相流入，N相流出。此時接線也相當(dāng)于同時對A、B兩相進(jìn)行試驗。其余相測試類比推導(dǎo)。值得注意的是，所加兩相測試電流相位應(yīng)相反，只有這樣才

9、會既有差流 又有制動電流，達(dá)到測試比率制動系數(shù)的目的。3.2 試驗步驟1）根據(jù)比率制動曲線選取兩個試驗點，求取這兩個試驗點的坐標(biāo)，注意兩個試驗點間隔比較遠(yuǎn)，這樣求取比率系數(shù)時誤差較??；2）、選取試驗側(cè)和相別，如選擇I側(cè)、 III側(cè)的A相進(jìn)行比率差動試驗；3）根據(jù)不同保護(hù)裝置的算法列出動作電流計算式和制動電流計算式，計算時可以假設(shè)某側(cè)電流 較大，且兩側(cè)電流方向相反，將相量運算化為代數(shù)運算，得到一個二元一次方成組，求解可得到計 算電流；4）將第3步得到的結(jié)果換算至試驗應(yīng)加的電流。將第3步所得結(jié)果除以平衡系數(shù)，如果是需要轉(zhuǎn)換的一側(cè)，如3.1算法中的星形側(cè)和 3.2算法中的三角形側(cè)，需要將電流乘以轉(zhuǎn)換

10、系數(shù)J3,得到試驗需加的電流值；5）按4.1分析接線完后，在第 3步假定較大電流的一側(cè)加入第4步計算所得試驗電流值，并在另一側(cè)加入比第4步計算電流略大的試驗電流，逐步減小，直至差動保護(hù)動作，得到一組動作電流值；6）重復(fù)上一步，得到兩組動作電流后，利用第4步，將試驗電流反算得到差動、制動電流；7）利用兩組臨界動作電流值和計算公式，計算出動作電流和制動電流；8）將第7步結(jié)果描點，計算得到比率制動系數(shù)。4算例某500kV自耦變的接線方式為 Yn, Yn, d11,額定容量為750.0MVA ,高、中、低壓側(cè)額定電壓 分別為 525.0kV、230.0kV、36.0kV ,高、中、低壓側(cè) TA變比分別

11、為 3000/1、3000/1、4000/1 , TA二次 負(fù)載均為星形接線。保護(hù)裝置為國電南自GSGT756系列產(chǎn)品，差動定值倍數(shù)為0.4, 一折段制動電流定值倍數(shù)為0.8,二折段制動電流定值倍數(shù)為3.0, 一折段斜率為0.5。用三相試驗儀測試一折段斜率的方法步驟如下：1）選取兩個測試點，坐標(biāo)分別為Ir1=1A, 1d1=0.5A; Ir2=1.5A , Id2=0.75A。2）選取I側(cè)、III側(cè)的A相進(jìn)行比率差動試驗；3）列出差動電流和制動電流（GSGT756采用變壓器三側(cè)TA二次電流幅值的最大值作為制動電流）計算方程，求得計算電流值，以 Ir1=1A, 1d1=0.5A為例，方程為:1m5；求得 I1。Il；”5。4）由裝置計算電流求解試驗電流。I側(cè)需要轉(zhuǎn)換至三角形側(cè)進(jìn)行比較，故I側(cè)試驗電流需用裝 置計算乘以1.732; III側(cè)需除以平衡系數(shù)（0.0914）得到試驗電流值。5）利用三相試驗儀，在I側(cè)AN間加入電流1.73A/0 1在III側(cè)AC間加入比電流5.47A/180二幅值稍大的電流，不斷減小III側(cè)電流，記錄