MiCOMP632变压器比率差动保护原理和试验方法浅析

MiCOM P632变压器比率差动保护原理和试验方法浅析摘要：本文介绍了变压器比率差动保护的基本原理，以及AREVA(阿海珐）公司MiCOM P632变压器保护装置的差动保护特性和曲线，并探讨了P632变压器比率差动保护的试验方法。

关键词：变压器比率差动保护动作特性试验变压器是泵站电力系统中的一个重要组成部分，它的安全运行才能保障泵站的顺利运转，发挥水利系统的工程效益。

随着经济的发展，现代社会对电力的需求不断增加，作为输变电系统主设备的变压器，对它的安全稳定运行也提出了更高的要求。

差动保护是变压器主保护之一，动作迅速、灵敏而且可靠。

根据规程要求，电压在10kV以上、容量在10MVA及以上的变压器，采用纵差保护；对于电压为10kV的重要变压器，当电流速断保护灵敏度不符合要求时也可采用纵差保护[1]。

本文结合八里湾泵站采用的MiCOM P632变压器保护装置，来阐述P632变压器比率差动保护的原理和试验方法。

1MiCOM P632变压器保护装置介绍MiCOM P632是AREVA公司的一种变压器保护装置，为各种容量的变压器提供了全面的保护和测量，通过串口通讯为现代泵站提供强大的网络和自动化支持。

P632保护装置采用三折线特性和两个高定值差动元件，并具有变压器涌流制动、过激磁制动和穿越故障稳定功能，提供快速的三相差动保护。

2变压器差动保护原理变压器的差动保护是变压器的主保护，差动保护是利用基尔霍夫电流定律中“在任意时刻，对电路中的任一节点，流经该节点的电流代数和恒为零”的原理工作的。

主要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。

差动保护把被保护的变压器看成是一个节点，在变压器的各侧均装设电流互感器，把变压器各侧电流互感器副边按差接线法接线，即各侧电流互感器的同极性端都朝向母线侧，将同极性端子相连，并联接入差动继电器。

在继电器线圈中流过的电流是各侧电流互感器的副边电流之差，也就是说差动继电器是接在差动回路的，从理论上讲，正常情况下或外部故障时，流入变压器的电流和流出的电流（折算后的电流）相等，差回路中的电流为零。

变压器比率差动保护原理及校验方法1引言继电保护(Protective Relay,Power System Protection是研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况,以探讨其对策的反事故自动化措施。

因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件(发电机、变压器、输电线路等,使之免遭损害,所以也称继电保护。

基本任务是:当电力系统发生故障或异常工况时,在可能实现的最短时间和最小区域内,自动将故障设备从系统中切除,或发出信号由值班人员消除异常工况根源,以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。

继电保护是保障电力设备安全和防止及限制电力系统长时间大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。

许多实例表明,继电保护装置一旦不能正确动作,就会扩大事故,酿成严重后果。

因此,加强继电保护的设计和整定计算,是保证电网安全稳定运行的重要工作。

实现继电保护功能的设备称为继电保护装置。

本次设计的任务主要包括了六大部分,分别为运行方式的选择、电网各个元件参数及负荷电流计算、短路电流计算、继电保护距离保护的整定计算和校验、继电保护零序电流保护的整定计算和校验、对所选择的保护装置进行综合评价。

其中短路电流的计算和电气设备的选择是本设计的重点。

通过分析,找到符合电网要求的继电保护方案。

电力系统和继电保护技术的不断发展和安全稳定运行,给国民经济和社会发展带来了巨大动力和效益。

但是,电力系统一旦发生自然或人为故障,如果不能及时有效控制,就会失去稳定运行,使电网瓦解,并造成大面积停电,给社会带来灾难性的后果。

因此电网继电保护和安全自动装置应符合可靠性、安全性、灵敏性、速动性的要求。

要结合具体条件和要求,本设计从装置的选型、配置、整定、实验等方面采取综合措施,突出重点,统筹兼顾,妥善处理,以达到保证电网安全经济运行的目的。

继电保护是随着电力系统的发展而发展起来的。

20世纪初随着电力系统的发展,继电器开始广泛应用于电力系统的保护,这时期是继电保护技术发展的开端。

1引言随着生产生活进一步发展，社会各界对电能需求量进一步增加，电力企业为满足当前用电需求，不断优化电网，各种各样高压输电线路、变压设备等逐渐投入到电网建设之中。

变压器属于电网重要仪器之一，保证变压器质量可以有效提升电网整体可靠性。

而研究变压器比率差动保护原理及校验，对于提升变压器自身可靠性有很大意义。

2变压器比率差动保护原理差动保护属于变压器保护形式的一种，是指比较变压器不同侧相位与电流不同，进而构成一种保护。

尽管变压器各侧电路互不相通，电流不等，但可以根据变压器短路（外部）时流出与流入变压器的功率与正常情况下变压器工作时流出与流入变压器的功率进行比对，利用各侧电流安匝之和近似为零等，进而建立相应的差动保护平衡方程[1]。

一旦变压器内部发生故障后，可以通过建立相应差动保护平衡方程对相应差动电流流过的差动回路进行控制，促使差动继电器发挥作用，进而对变压器进行保护。

2.1不平衡电流产生的原因一旦变压器外部电路出现短路等故障后，差流回路（差动保护）会产生较大非平衡电流。

一般导致不平衡电流出现的原因包括以下几个：各侧电流（变压器）的互感器变比和型号不一致；高低压侧（变压器）绕组接线的形式不相同；暂态非平衡电流产生原因与变压故障、空载电流有很大关系，变压器外部故障消除后，或者有空载电流进入电源后，电压恢复励磁涌流导致暂态非平衡电流出现；变压器带负荷调分接头引起变比变化。

2.2不平衡电流处理措施常规变压器非平衡电流处理方式包括如下几种：确保各侧电流互感器必须一致。

相关技术人员选择相同电流互感器，安装在变压器各侧要尽可能选择变比、型号相同的仪器，确保各侧对变压器影响相同，避免非平衡电流产生。

技术人员也可以适当增加保护动作电流，以有效避免外部短路造成非平衡电流产生，动作电流具体数额要在对差动保护的整定计算中，进一步考虑[2]；相关技术人员可以利用相位补偿法有效解决因高低压侧绕组方式不同导致的非平衡电路；相关技术人员可以采用波形对称原理、二次谐波制动原理、励磁涌流波形和内部短路电流差别等方式来躲避励磁涌流，避免非平衡电流产生；可以利用对变压器差动保护的整定计算的进一步优化，消除由于带负荷调分接头导致的非平衡电流问题。

浅谈变压器比率差动保护调试方法一、概述变压器比率差动保护作为变压器的主保护具有非常重要的作用，变压器比率差动保护的调试方法较多，本文以现场微机变压器保护装置为例，介绍了一种比较实用的变压器比率差动保护调试的方法。

二、额定电流及幅值和相位的修正计算只要整定变压器参数，包括接线方式、容量、额定电压、CT原边电流、CT副边电流，由装置自动进行幅值和相位的修正计算。

定义IL1，IL2，IL3为流入本装置某侧的CT二次三相电流，而IA，IB，IC为参与差动计算的经折算后的该侧三相电流。

以Y/Δ-11点为例，三角形侧向星形侧转角，幅值和相位校正是按如下方式进行的：对于基准侧Y侧， Kph=1，如采用退出“基准侧消零序电流”方式，校正如下：IA＝Kph*IL1 IB＝Kph*IL2 IC＝Kph*IL3基准侧Y侧，如采用投入“基准侧消零序电流”方式，校正如下：IA＝Kph*[IL1－I0]＝Kph*[IL1-1/3(IL1+ IL2+ IL3)]IB＝Kph*[IL2－I0]＝Kph*[IL2-1/3(IL1+ IL2+ IL3)]IC＝Kph*[IL3－I0]＝Kph*[IL3-1/3(IL1+ IL2+ IL3)]对被保护主变中性点不接地的场合，因区外故障始终有（IL1+IL2+IL3）=0，故两种矩阵得到的结果是一致的。

对被保护主变中性点接地的场合，情况就不同了。

当区外接地故障时，变压器中性点将流过零序故障电流，如不采取措施，主变两侧电流将不能平衡，差动保护可能误动。

为此，必须消除Y侧的零序电流。

消除Y侧的零序电流后的缺点在于，当变压器内部发生接地故障时，保护灵敏度会降低。

对副边Δ侧（11点）校正如下：IA＝*[IL1－IL3]IB＝*[IL2－IL1]IC＝*[IL3－IL2]其它侧幅值平衡系数Kph为基准侧额定电流与本侧额定电流之比，计算如下：装置内部对差动电流和制动电流的计算：通过以上方法，得到经过折算后的各侧参与差动电流计算的电流。

变压器比率制动式差动保护及整定1 变压器差动保护分析(1)变压器的主保护差动保护是利用变压器正常情况下，流入和流出设备的电流相同(对变压器应按变比折算到同一侧)的原理而设定的。

正常情况下，理论上讲流人和流出设备的电流是没有差电流的。

实际上由于各侧电流互感器变比不同、误差不同，及变压器调节分头位置等原因，存在一个不大的差电流。

对于变压器这个差电流小于15％Ie保护整定的动作电流大于差电流就不会误动作。

(2)在外部故障时(区外故障或穿越性故障)流过设备的电流可能很大，在故障开始瞬间的暂态过程中，短路电流里还含有很大的非周期分量。

因而设备各侧的电流互感器可能或接近饱和，此时由于各电流互感器磁化特性不一致，二次差电流将会很大。

如果按躲过这一不平衡差电流整定动作值，整定值较大，差动保护的灵敏度将大大降低，为克服这一缺陷。

防止保护在这种情况下误动作，设有比例制动回路，当短路电流增大时，制动电压比例增大，使保护制动。

(3)在变压器空载投入或外部短路故障切除后电压恢复过程中，变压器的励磁涌流很大，其值有时可达变压器额定电流的6～12倍，对于大容量的变压器且衰减时间较长。

因为励磁涌流仅出现在一侧，对差动保护来讲相当于差电流，如不采取措施，将会误动作。

经过理论分析和世界各国历年的试验证明，励磁涌流中含有大量大比例的二次谐波分量，其值可达基波分量的23％～102％不等：而在内部或外部短路电流中含有二次谐波分量较小。

一般小于9％。

表1是一个实测的例子，可以看出励磁涌流中的二次谐波的比例相当大，而在短路故障中二次谐波量则较小，这样利用一定比例的二次谐波分量起制动作用，可有效地防止保护装置误动作。

(4)在设备内部严重故障时(如出口相间短路)，短路电流有时很大，达到额定电流的10～20倍以上。

此时设备的变流器严重饱和，其二次差电流中将出现很大的三次谐波分量：另外大容量主变合闸充电时。

二次谐波有可能达到102％Ie，二次谐波制动作用较强，而励磁电流衰减较慢，此时出现大电流短路故障时差动保护可能拒动。

变压器比率差动保护原理及校验方法分析
发布时间：2021-09-06T09:40:53.423Z 来源：《科学与技术》2021年第4月第11期作者：张柏文[导读] 电力系统的发展突飞猛进，大型发电机变压器投入运行，
张柏文
国网山西省电力公司检修分公司，山西太原 030032
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
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。

比率差动保护原理比率差动保护是电力系统中常用的一种保护方式，它主要用于保护变压器和输电线路。

比率差动保护原理基于比较电流变压器的一次和二次电流之间的比率，以检测电流在变压器或输电线路中的不平衡情况，从而实现对系统的保护。

本文将介绍比率差动保护的原理及其应用。

比率差动保护的原理是基于基尔霍夫电流定律和变压器的工作原理。

在正常情况下，变压器的一次和二次电流是按照变比关系进行传递的，即二次电流等于一次电流乘以变压器的变比。

当变压器或输电线路发生故障时，导致一次和二次电流不平衡，这时比率差动保护就会起到作用。

比率差动保护装置会对一次和二次电流进行比较，如果检测到不平衡，则会输出保护动作信号，从而切断故障部分，保护系统的安全稳定运行。

比率差动保护通常由比率差动继电器、电流互感器、控制装置等组成。

比率差动继电器是比率差动保护的核心部件，它通过比较一次和二次电流的差值，来判断系统是否存在故障。

电流互感器则用于将一次和二次电流进行采集，并送至比率差动继电器进行比较。

控制装置则负责接收比率差动继电器的输出信号，并对系统进行保护动作。

比率差动保护在电力系统中具有重要的应用价值。

首先，它能够对变压器和输电线路进行全面的保护，及时发现故障并切断故障部分，保护系统的安全稳定运行。

其次，比率差动保护具有高灵敏度和快速动作的特点，可以有效地减小故障对系统的影响，提高系统的可靠性。

再次，比率差动保护还能够实现远程通信和自动化控制，提高电力系统的运行效率和管理水平。

总的来说，比率差动保护原理简单、可靠，具有广泛的应用前景。

随着电力系统的不断发展，比率差动保护将会在电力系统中发挥越来越重要的作用，为电力系统的安全稳定运行提供有力保障。

P632型差动保护校验方法#7号机组6KV中压保护装置1.定值核对与修改：由parameter(参数)进入到function parameter(功能参数)进入到parameter subset（参数设置）。

parameter subset中可进行保护定值核对，必要时可修改有关定值（部分定值）2.试验接线：①差动保护接线：高压侧电流接线X1:1，2，3，4;低压侧电流X1:16,17,18,19;高低压侧分别接于测试仪输出，保护出口接点X20：10，12②电流保护接线：输入X1;1,2,3,4;反馈X20:10,123.采样：高低压侧分别加入相关采样点的三相电流，可通过“∧+C”快捷进入measured value panles ，在本菜单可检测到对应的电流值，读取并记录相关数据。

4.反时限电流保护校验：在config parameters 中将DTOC1和DIFF保护功能退出（也可在general function中退出相应保护功能），然后依次分相校验动作情况。

同时，以A相为例，由operation 进入cyclic measure 进入log.stage signals 进入IDMT1 进入starting Iref a﹥，逐渐增加A相电流，直至starting Iref a﹥监测点由“NO”变“YES”，此时电流值就为该相反时限电流保护的启动值，记录此值，B,C相同法校验，然后依次做出整定值的2，4，6，8倍的曲线时间。

5.延时速断电流保护校验：在config parameters 中将DTOC1保护功能投入，以A相为例加入试验电流，由operation 进入cyclic measure 进入log.stage signals 进入DTOC1 进入starting I﹥﹥，逐渐增加A 相电流，直至starting I﹥﹥监测点由“NO”变“YES”，此时电流值就为该相动作值，记录此值并做出动作时间，B,C相同法校验。

浅析变压器比率差动保护校验原理摘要：本文主要针对Y/△-11型两卷变压器的比率差动保护校验原理进行简要的分析，讲解了变压器高低压侧二次电流相位补偿算法，阐述了变压器比率差动保护动作特性曲线，并针对现场实际校验时为什么需要增设补偿相给予了详细的分析说明。

关键词：变压器；比率差动；相位补偿；差流平衡点0 引言我们知道，电网运行每发生一次故障，都会产生大量的过电流，而这些过电流会对变压器的绕组产生严重的冲击和损害。

因此，变压器保护是否可靠成为影响电网安全运行的重要因素。

作为变压器主保护的变压器比率差动保护，其动作性能可靠与否就显得至关重要。

本文主要针对变压器比率差动保护的校验原理进行简要的分析。

1 变压器比率差动保护简介变压器比率差动保护是按比较变压器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不等，且各侧之间在电路上互不相通，但可以根据主变正常工作及发生主变外部短路时流入和流出变压器的功率相等或者各侧电流产生的安匝之和近似为零的条件建立差动保护平衡方程。

在变压器发生内部故障时，应有差动电流流过差动回路，差动继电器动作。

变压器比率差动保护作为变压器的主保护，能反映变压器内部相间短路故障、高压侧单相接地短路及匝间层间短路故障。

2 Y/△-11型变压器各侧二次电流相位补偿方法由于Y/△11型变压器高低压侧一次绕组接线方式的不同，造成两侧同相电流相差30°，在主变差动回路中产生较大的不平衡电流，传统电磁型差动保护通过改变差动用CT二次接线方式补偿接线组别产生的相位误差。

而微机差动保护则在软件内部以电流矢量差来消除相位角误差，主变差动用CT均以Y型法接入主变差动回路，简化了差动二次回路接线。

保装置制造厂家采取以变压器Y侧向△侧归算或△侧向Y型侧归算两种补偿方式。

3 变压器比率差动保护校验的基本原理为了便于分析，我们以“三折线”的变压器比率差动保护动作特性曲线为例进行说明。

由于变压器比率差动保护为分相式差动保护，在现场校验时我们应该对A、B、C三相分别进行校验，以A相比率差动保护校验为例进行分析说明：若在继电保护试验台上设置高压侧A相二次电流幅值为5A，相位角为，低压侧A相二次电流幅值为5A，相位角为，高、低压侧其它各相幅值均为0。