微机型变压器差动保护比率制动特性校验方法分析与应用

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广西电力
2006 年第 5 期
率制动特性曲线形状的主要参数包括: 起始动作电 流值( 也称为启动电流) I dz0 , 拐点电流值 I g, 比率制 动系数 K Z。 简单的折线型特性为两段式, 见图 1。 复 杂的折线型特性为三段式或多段式 2. 2 为: I dz > I dz0 I dz > I dz0 + K z( I zd - I g ) I dz > I s 当 I zd < I g 当 I zd I g ( 1) 动作特性方程 带差动电流速断特性的两段式动作特 性方程
A
的内容主要有: 起始动作电流值 I dz0 , 制动系数 K z, 拐点电流 I g , 并绘制出比率制动特性曲线。 3. 1 测试起始动作电流 测试起始动作电流 I dz0 时 , 在差动保护的各侧 分别加测试电流。 可以加单相电流 , 单相动作 ; 也可 加三相电流, 三相同时动作。 对于 Y/ Y 接线变压器 或虽然是 Y/ 接线但是采用外转角电流移相方式 的差动保护, 各相差动电流与其他相无关, 所以加单 相和加三相测试结果相同 , 加单相可测试出各相的 不同 , 实际上与软件计算值是一样的, 如果不同只能 是采样通道的误差 , 测试结果应等于 I dz0 = K pi I ce, 式中 K pi 分别为高、 中、 低压各侧的平衡系数 , I ce 为 测试电流。 对于 Y/ 接线变压器并且采用内转角电 流移相方式的差动保护 , 加单相电流时的测试电流 I ce 是加三相电流时的 3 倍。 这是因为加三相对称电 流时, 补偿后的电流为两相向量相减 , 幅值 增大了 3 倍。 同时 , 加单相电流时 , 在不加电流的一相中 , 在相位补偿计算时从加电流相取电流, 所以会两相 同时动作。 测试结果乘以平衡系数后, 与 I dz0 比较误 差应小于 5% 。 3. 2 测试制动系数及拐点电流 测试制动系数 K Z 的方法有两种, 第一种是根 据保护定值单给定的 I dz0 , K z , I g 值列出动作方程或 绘出理想的特性曲线。 第二种是确定测试电流路数 及接线。 变压器差动保护通常都是采用分相动作原 理。 对于 Y/ Y 接线变压器或虽然是 Y/ 接线但 是采用外转角电流移相方式的差动保护测试时 , 可 以只在一相的两侧通入测试电流分相测试比率制动 特性 , 试验接线如图 2 。
[ 1]
2. 3
差动保护动作电流方程 各种微机型变压器差动保护的动作电流方程基
本相同。 两卷变: I dz = | I h + I L| 三卷变: I dz = | I h + I m+ I L | 2. 4 制动电流方程 制动电流方程有不同的形式, 常用的方程见下。 对于双绕组变压器 a. 制动电流为高、 低压侧 T A 二次电流 向量差 的一半 I zd = I h- I L /2 ( 3) b. 制动电流为高、 低压侧 T A 二次电流幅值和 的一半 I zd = ( 最大值 I zd = max{ I zd = ! 对于三绕组变压器 a. 制动电流为高、 中、 低压侧 TA 二次电流幅值 和的一半 I zd = ( | I h | + | I m | + | I L | ) / 2 的最大值 ( 7) b. 制动电流为高、 中、 低压侧 T A 二次电流幅值 Ih IL , IL } ( 5) ( 6) d. 制动电流为低压侧 T A 二次电流的幅值 Ih + IL )/2 ( 4) c. 制动电流为高、 低压侧 T A 二次电流 幅值的 ( 2)
, 未加测试电流的 C 相出现的差
电流有可能超过测试相, 此时实际上是没加测试电 流的 C 相在动作 , 因此也就无法测试出保护的比率 制动特性。 解决的方法有三种 : a. 对侧加补偿相电流的单相测试法。在出现差 流的非测试相对测输入端加入补偿电流 , 补偿电流 与转角侧测试相的电流幅值、 相位相同, 将出现的差 电流完全补偿为零。这种方法的特点是可以单相测 试 , 需要三路测试电流 , 测试接线如图 3 。
1
引言
微机型变压器差动保护的广泛应用, 使得变压
测试, 并且自动生成试验报告。但是 , 使用这些软件 进行测试时, 也同样要求正确理解保护原理和正确 接线, 才能完成正确的测试, 否则, 将得不到正确的 结果。因此, 掌握变压器差动保护比率特性试验的 手动方法对于正确理解保护原理、 自动测试软件的 应用、 提 高 现场 校验 工 作效 率 , 有 着 十分 重 要的 意义。
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试验方法及分析
微机型变压器差动保护的比率制动特 性校验
转角电流移相方式的微机差动保护, 如果只在一相 两侧加电流分相测试比率制动特性时, 除了加测试 电流相的两侧有电流之外 , 在转角侧不加电流的另 外两相的一相中也出现了差电流。以 Y/ - 11 变 压器 Y 侧电流内转角 A 相为例, 当保护 Y 侧只在 A 相两侧通入测试电流时 , 由式 ( 12) 可知 , 对于 Y 侧, I∃
。
2. 6 变压器 TA 二次电流的幅值校正 变压器差动保护与其他的元件差动保护不同的 特点之一是变压器各侧的电压、 电流不同 , 电流互感 器的变比不完全匹配 , 使得在正常运行和外部故障 时流入保护装置的各侧电流出现不平衡而形成差电 流 , 微机差动保护通过设置各侧的电流平衡系数来 消除这种不平衡电流。平衡系数的设 置有两种方 法 : 方法一是直接设置平衡系数 ; 方法二是输入变压 器的最大侧容量、 各侧电压、 各侧 T A 变比等参数, 微机保护软件自动计算出平衡系数。直接设置平衡 系数时, 需要根据变压器的最大侧容量、 各侧电压、 各侧 TA 变比等参数进行计算。
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微机型变压器差动保护比率制动特性 校验方法分析与应用
Analysis and Application of Characteristic Caliberation about Ratio Brake on Micro_computer Type Differential Relay Protection for Power Transformer
廖晓明1 , 林
( 1. 梅州供电局 , 广东 梅州
峰2
汕头 515041)
L IAO Xiao_ming 2 , L IN Feng 2
514021; 2. 汕头供电局 , 广东
摘要 : 介绍了变压器差动保护比率制动 特性原理的各种应用特点 , 同时结 合原理 , 总结分析 了变压器 差动保护 比率制 动 特性原理现场校验各种方法的应用 , 理论与现 场方法相结合 , 对现场校验方法做了很好的理论分析 总结。 关键词 : 微机型变压器差动保护 ; 比率制动特性原理 ; 现场校验方法应用 中图分类号 : T M 772 文献标识码 : B 文章编号 : 1671- 8380( 2006) 05- 0091- 05
器差动保护的动作特性更加完善 , 变压器差动保护 的现场校验项目及方法也有了很大的改变。校验电 磁型、 晶体管型、 集成电路型等常规差动保护时 , 差 动元件动作特性试验是试验工作的重点。微机型差 动保护装置由软件逻辑实现差动保护的特性, 无法 进行单元件的动作特性校验, 只能进行整套装置的 特性校验。对于差动保护装置原理的理解和采用正 确的试验方法, 直接关系到校验工作的质量和效率。 国产的微机型差动保护装置的厂家和型号很多 , 保 护特性原理也不完全相同。微机型差动保护的比率 制动特性是最主要的特性, 也是现场校验工作必做 的项目。本文对几种主要的国产微机型变压器差动 保护装置的比率制动特性进行了分析, 提出了现场 的校验方法。这些校验方法都是基于人工控制试验 过程和参数 , 即所谓的手动方法。用这些方法即可 使用微机型保护校验仪测试, 也可以使用常规试验 仪器测试。应当指出, 目前有很多国产和进口的微 机型保护校验仪的测试软件包都配置有差动保护比 率制动特性试验的专用自动测试模块, 使用这些软 件模块只要输入相关参数 , 正确接线, 即可自动完成
收稿日期 : 2006- 08- 29; 修订日期 : 2006- 10- 07
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微机型变压器差动保护比率特性制动原 理分析
差动保护在外部故障时 , 各侧电流互感器磁饱
2. 1 比率制动特性 和程度有可能不一致而出现很大的不平衡电流, 这 种不平衡电流是差动电流, 使差动保护误动。为了 防止差动保护在外部故障时误动, 微机型变压器保 护普遍采用了比率制动特性。比率制动特性的基本 原理是通过引入制动电流 I zd , 使保护的差动电流 动作值 I dz 随 I zd 的增大按一定的比率增大。为防止 内部严重故障时电流互感器饱和造成差动保护拒动 或动作迟缓, 变压器差动保护一般都带有差动电流 速断特性。比率制动特性一般都采用折线型特性, 表达折线型比率制动特性的方法采用动作方程 ( 解 析法) 和特性曲线 ( 图形法) 两种方法 , 确定折线型比
[ 1]
I zd = max { | I h | , | I m | , | I L | }
( 8)
c. 制动电流为 中、 低压侧 T A 二次电流的幅值 的最大值 I zd = m ax { | I m | , | I L | } 到同一侧进行计算和比较。 2. 5 Y/ 接线变压器 T A 二次电流的相位校正 ( 9) 注意, 无论是二卷变还是三卷变 , 电流都要折算
图1
带差动电流速断特性的两段式比率制动特性示意图
侧二次电流幅值相等, 由于存在相位差, 也会在各相 形成电流差。一般采用将其中一侧电流移相的方法 消除两侧电流相位差形成的差电流。电流移相的方 法是将两相邻相的电流按向量相减, 得到的电流向 量将超前或滞后 30 ∀。电流移相时, 可以选择 Y 侧 向 侧移相 , 也可以 侧向 Y 侧移相。选择 Y 侧 向 侧移相时, 如果 Y 侧为中性点接地系统, 还可 以兼有滤除 Y 侧外部接地故障时在差动回路出现 的零序电流的作用。电流移相也称为相位校正。电 流移相可以采用以下两种方法实现: 将电流互感器二次绕组结成 型接线 , 也称 为外转角, 引出端电流与绕组内电流比较 , 相位移了 30∀, 幅值增加了 3 倍[ 1] 。 ! 微机型差动保护也可以通过软件计算方法将 输入的电流移相, 称为内转角。经过软件校正后 , 差 动回路两侧电流之间的相位一致