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陈华-换流变差动保护现场校验(修改)20140614

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浅析换流变压器比率差动保护校验方法
陈华
安徽送变电工程公司 ，安徽 合肥 230000
摘 要:介绍金华换流站换流变压器差动保护的配置,简析调压变差动保护的试验方法。
关键词:金华换流站;换流变;差动保护; 校验方法

Analysis of converter transformer differential protection checking method
Chen Hua
Anhui power transmission and substation engineering company, Hefei Anhui 230000
Abstract: Introduction Jinhua HVDC converter transformer differential protection configuration .Analysis
of converter transformer differential protection checking method

Keywords: Jinhua converter station; transformer; differential protection;calibration method
1.换流变保护介绍
1.1保护配置 ±800 kV特高压金华换流站换流变保护为三重化配置,三套保护均采用许继公司的SBH-101A换流变成套保护装置。与常规交流站双重化保护配置不同,该站保护系统基于一种冗余概念,在每一保护级上设有三套完全相同的保护系统并行运行(系统A\B\C),并与两套三取二装置配合使用。保护输出方式采用三取二逻辑提高了其可靠性，三取二装置实现三取二逻辑判断并输出动作信号功能。 保护以三取二原理运行,即完成一个保护动作至少需要三套保护系统中的两套系统同时检测到同一故障。这种原理使得保护系统内由于单个元件故障导致的误跳闸风险降至最低。 换流变保护系统主要由换流变网侧支路和换流变阀侧组成；换流变网侧支路支路与500kV交流侧母线相连，换流变压器阀侧支路与整流桥相连；每组换流变压器由六台双绕组变压器通过星星接线和星角接线组成。换流变保护主要包括换流变差动保护、换流变引线和换流变差动保护、换流变零序差动保护和后备保护及饱和保护。本站由SBH-101A/R1成套保护装置和SBH-101A/R2套保护装置配合完成。 1.2差动保护特点及保护范围 换流变差动保护是换流变的主保护,是按循环电流原理装设的,主要用来保护换流变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换流变单相匝间层间短路故障为了满足电力系统对继电护的要求，换流变压器主保护由比率差动、增量差动、差流速断和差流
越限告组成。
换流变差动保护的范围是构成换流变差动保
护的电流互感器之间的电气设备以及连接线这些
设备的导线。由于差动保护对保护区外故障不会动
作，因此差动保护不需要与保护区外相邻元件保护
在动作值和动作时限上配合。所以在区内故障时可
以瞬时动作。
本文以许继公司的SBH-101A换流变成套保护
装置为例简介换流变差动保护的构成和保护范围。
如图1、图2所示

图1 SBH-101A/R1保护装置
图1中：TA1为网侧引线1支路TA;TA2为网侧引线2支路TA;TA3.1为网侧套管角接换流变差动TA; TA3.2为网侧套管角接引线差动TA；TA6.1为网侧套管星接换流变差动TA; TA6.2为网侧套管星接引线差动TA；TA4为阀星侧首端套管TA;TA7为阀角侧首端套管TA ;TA5为套管角接外接零序TA;TA8为套管星接外接零序TA。 图2 SBH-101A/R2保护装置 图2中TA1为交流侧引线1支路TA;TA2为交流侧引线2支路TA;TA3为网侧套管角变首端TA; TA3′为网侧套管角变尾端TA; TA3为网侧套管角变首端TA; TA6′为网侧套管角变尾端TA; TA4为阀星侧首端套管TA; TA4′为阀星侧尾端套管TA; TA7为阀星侧首端套管TA; TA7′为阀星侧尾端套管TA; 通过差动原理分析并考虑TA极性的影响,得到差流平衡方程式如表1 表1 各差动保护中差流平衡方程式 差动保护类型 使用的TA 引线差动保护 I1+ I2= I3.2+ I6.2 角变差动保护 I3.1+ I4= 0 角变零序差动保护 I3.1+ I5= 0 星变差动保护 I6.1+ I7= 0 星变零序差动保护 I6.1+ I8= 0 换流变大差保护 I1+ I2= I4+ I7 角变网侧绕组差动保护 I3+ I3′= 0 角变阀组绕组差动保护 I4+ I4′= 0 星变网侧绕组差动保护 I6+ I6′= 0 星变阀侧绕组差动保护 I7+ I7′= 0 2．换流变差动保护现在校验
2.1比率差动保护动作特性
差动保护是按比较各侧电流大小和相位而构成
的一种保护[1]。比率差动保护能反映换流变压器内
部相间短路故障、网侧单相接地短路及匝间层间
短路故障，比例差动保护用来区分感受到的差流
是由于内部故障还是不平衡输出(特别是外部故
障时)引起。装置采用初始带制动的变斜率比率制
动特性, SHB-100A型微机保护 稳态比率制动特性
曲线如图3。

图3比率差动保护的动作特性曲线
I3.2

SBH-101A保护装置比率差动动作方程

式中Iop 为差动电流， Iop.0 为差动最
小动作电流整定值，Ires 为制动电流，Ires.0
为最小制动电流整定值，S 为比率制动系数整定
值，各侧电流的方向都以指向变压器为正方向。
对于两侧差动：

式中：分别为换流变压器网侧、 阀侧电
流互感器二次侧的电流。 SBH-101A/R1的角变、
星变差动采用两侧差动。 对于三侧及以上数侧的差动： 式中：3≤K≤4，分别为换流变压器各侧电流互感器二次侧的电流。SBH-101A/R2 的大差保护采用四侧差动 [2]。 注：以上曲线及动作特性方程的前提为已消除换流变各侧幅值和相位的差异 2.2换流变各侧电流调整 由于换流变差动用CT、主变名牌标称变比与实际变化存在误差及匹配问题，流变压器各侧变比和联接组的不同,换流变在运行时,各侧电流大小及相位也不同，换流变差动回路不可避免地存在不平衡电流，但换流变压器的TA一般装在各侧绕组上,因此原、副边绕组电流相位相同,，所以不需进行相位补偿。SHB-100A型微机保护根据换流变变比及CT变比计算换流变各侧CT二次电流平衡系数并将各侧CT二次电流归算到同侧进行补偿。 2.3比率差动特性曲线现场校验校验调试方法 以许继SBH-100换流变差动保护为例详细说明换流变角变差动比率制动特性曲线的校验方法和过程。 在I网侧首端,I阀侧首端加两侧反相平衡电流,以其中一侧为制动,另一侧变化电流值至比率差动动作,记录该动作点电流值并换算为标幺值,按制动电流范围代入公式验证K是否符合给定的定值。改变制动值,连续求取数个点的K值可验证特性正确与否。例如在I网侧首端侧加A相电流,在I阀侧首端侧加方向相反180°的A相电流。 假定I阀侧首端为制动侧,在I网侧首端加1Ie,2Ie,,相应地在I阀侧首端 侧加入1Ie,2Ie,,则使其保护装置显示无差流,然后逐渐降低I网侧首端的输入电流值至动作可得。用以上述方法取3点.如表2中数据。 假设差动电流起动定值Iop.0 为0.5Ie。最小制动电流整定值Ires.0为1Ie.角变差动以网侧为基准电流。 表2：比率差动保护校验数据

注：S=（Iop2- Iop1）/（Ires2 - Ires1）
3．结束语
换流变差动保护是换流变最主要的保护之
一，与常规的主变差动保护其原理一样，主要区
别在于换流变差动分类更细，且每类所取的CT
电流是唯一的，相互配合最大限度的较小保护死
区。
由于比率差动保护需要识别换流变压器的
励磁涌流和过励磁运行状态，当换流变压器内部
发生严重故障时，不能够快速切除故障，对电力
系统的稳定带来严重危害，所以配置差流速断保
护，用来快速切除变压器严重的内部故障[3]。当
任一相差流电流大于差动速断整定值时差流速
断保护瞬时动作，跳开各侧断路器。
换流变差动保护类型比较多但万变不离其
中宗，只要掌握上述介绍的原理和校验方法后可
以举反三就可以正确的校验换流变各类差动保
护。

参考文献
[1] 王维俭.电力设备继电保护原理及应[M].北京：中国电力出版
社1996
WANG WEI-jian.Principle and Application ofProtection Relaying
for Electric Power Principal Facility[M].
Beijing: China Electric Power Press,1996.
[2] SBH-100A系列流变压器保护装置技术说明书[Z].许昌:许继直
流公司.
[3] 国家电力调度通讯中心.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，2000.
National Power Dispath and Communication Center.Practical
Techniques A of Power System Relay Protection[M].
Beijing: China Electric Power Press, 2000.

试验条件:角变网侧电流I1和角变阀侧电流I2的同名相
分别正极性接入测试仪两相，相位相差180°。

试验点 I1 I2 Iop Ires S

1 1.201 0.799 0.402 1 -
2 1.851 1.191 0.660 1.520 0.496
3 2.499 1.581 0.919 2.040 0.498

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综合保护大面积使用带来优点和便利的同时，也面临着挑战。

综合保护对检修维护人员的专业知识水平要求也较高，从单个的老式电磁式的校验转换必须成对装置原理和保护回路及整个系统的了解掌握。

为了让维护人员更深入地了解综合保护，本文以西门子7UT6在变压器差动保护中应用为例，探讨其保护工作原理，校验差动启动值、速断值及比率制动特性等，以确保维护人员在日常预防性维护中能正确校验保护装置功能，同时一旦故障发生能迅速做出判断并进行处理。

差动保护是保护两端CT间的故障，正常运行流进CT的电流和流出电流大小相等，方向相反，相位相同，两者抵消为零，差动电流为零，发生故障时两端电流流向故障点，在保护内电流相叠加，差动电流大于零，经逻辑判断驱动继电保护出口继电器动作，跳开保护两侧的断路器，故障设备迅速断开电源。

[1]2.1 变压器的额定参数、额定电流计算及定值示例（1）额定参数。

变压器容量：57MVA，变压器接线：YnD11，高压侧CT变比：300/1。

低压侧CT变比：1 500/ 1，高压侧电压等级：110kV，低压侧电压等级：25kV。

继电保护校验规程

继电保护校验规程

在保护屏的端子排处将所有外部引入的回路及电缆全部断开；
分别将电流回路、电压回路、直流控制信号回路的所有端子各自连接在一起；
用1000V摇表测量下列绝缘电阻，其阻值均应大于10MΩ：
各回路对地
各回路相互间
此项检验在新安装的保护装置进行验收检验时进行，以后每5年进行一次。
5.3、保护二次回路对地整体绝缘检测：
外壳内有无杂物、剩水及生锈现象；
放电器固定牢固。
4.4.3、阻波器外观检查：
阻波器强流线圈和调谐元件的状态良好，相互之间的连接正确；
清除阻波器上的灰尘和污物；
各零件完好，各螺丝拧紧；各焊接点无假焊现象；
调谐元件箱外壳结合严密，放电器固定牢靠；
强流线圈部分干净，接触良好。
4.5、微机保护装置外观检查：
第五章、ZSZ-812校验大纲-----------------------------------------------------30
第六章、WFB-800微机发变组保护装置校验规程-----------------------------------34
第七章、WFB-800微机母差保护校验规程-----------------------------------------43
1.4因检验需要临时短接以及临时更改的定值，应逐个记录，以便恢复。
1.5因检验需要临时断开端子解开的带电二次引线，必须用绝缘胶带包扎好，应逐个解开，逐个包扎。
2、试验电源：
2.1 AC220V交流电源：可从现场取用AC220V照明电源或检修动力盘AC220V电源，不得取用盘顶AC220V仪表电源。取用电源时应设专用的安全开关，交流电源的仪器外壳应与保护屏柜在同一点接地；
第八章、LBD-MGR-V2000微机发变组故障录波校验规程-----------------------------46
微机变压器差动保护灵敏度校验方法的探讨_陈雅

微机变压器差动保护灵敏度校验方法的探讨_陈雅

· W' · · · · · · · · · · · · · · · · ·
·
I v、 I w 为 Δ 侧 TA 为 Y 侧校正后各相电流； I u 、
· · · ·
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·
·
I v' 、 I w' 为 Δ 侧校正后的各相电流。 二次电流； I u' 、 Y 侧电流调整是各相电流分别减去零序电流 I 0 ， I 0 = 0。 低压侧两相故障时， ＲCS978E 型保护稳态比率差动动作方程如 式（ 7 ） 所示： I d ＞ 0 ． 2 I r + I cdqd I d ＞ K b1 （ I r － 0 ． 5 I e ） + 0 ． 1 I e + I cdqd I ＞ 0 ． 75 （ I r － 6 I e ） + d K b1 × 5 ． 5 I e + 0 ． 1 I e + I cdqd m 1 I = | Ii | ∑ r 2 i =1 m Id = ∑ Ii
站基本情况如下： 主变接线组别为 YNyn0d11 ； 配 置 CSC326D 型微机变压器保护和 ＲCS978E 型微 机变压器保护。 2． 3． 1 CSC326D 型保护灵敏度校验 CSC326D 型变压器差动保护计算以高压侧 为基准， 中、 低压侧各相电流应乘以相应的平衡 系数， 得到幅值补偿后的电流。 变压器各侧 TA TA 接线采用星型接线， 二次电流直接接入装置， 二次电流相位由软件自动在 Y 侧进行校正， 对于 Y / △ － 11 接线， 其校正方法如公式 （ 1 ） ～ （ 3 ） 所 示。 I' 3 U = I U － I V /槡 I' 3 V = I V － I W /槡 I' 3 W = I W － I U /槡
继电保护复习题库

继电保护复习题库

题库一、填空题1、电力系统重要设备的继电保护应采用。

答案：双重化配置2、两套保护装置的交流电流应分别取自电流互感器互相独立的绕组；交流电压宜分别取自电压互感器互相独立的绕组。

其保护范围应，避免。

答案：交叉重叠、死区3、对于远距离、重负荷线路及事故过负荷等情况，宜采用设置或其他方法避免相间、接地距离保护的后备段保护误动作。

答案：负荷电阻线4、双母线接线变电站的母差保护、断路器失灵保护，除跳母联、分段的支路外，应经。

答案：复合电压闭锁5、变压器的高压侧宜设置的后备保护。

在保护不失配的前提下，尽变压器后备保护的整定时间级差。

答案：长延时、缩短6、双母线接线变电站的断路器失灵保护的电流判别元件应采用相电流、零序电流和负序电流按“逻辑”构成，在保护跳闸接点和电流判别元件同时动作时去解除，故障电流切断、保护收回跳闸命令后应重新闭锁断路器失灵保护。

答案：或、复合电压闭锁7、失步保护应能正确区分所处的位置，在机组进入失步工况时发出失步起动信号。

答案：失步振荡中心8、采用双重化配置的两套保护装置宜安装在各自保护柜内，并应充分考虑和时的安全性。

答案：运行、检修9、有关断路器的选型应与保护双重化配置相适应，220kV及以上断路器必须具备机构。

答案：双跳闸线圈10、双回线路采用同型号纵联保护，或线路纵联保护采用双重化配置时，在回路设计和调试过程中应采取有效措施防止保护通道。

答案：交叉使用11、线路两侧或主设备差动保护各侧的电流互感器的宜一致，避免在遇到较大短路电流时因各侧电流互感器的不一致导致保护不正确动作。

答案：相关特性、暂态特性12、为防止继电保护误动事故，应严格执行有关规程、规定及反措，防止回路的形成。

答案：二次寄生13、应采取有效措施防止空间磁场对二次电缆的干扰，宜根据开关场和一次设备安装的实际情况,敷设与厂、站主接地网紧密连接的。

答案：等电位接地网14、智能变电站的保护设计应遵循相关标准、规程和的要求。

答案：反措15、验收方应根据有关规程、规定及反措要求制定详细的。