差动保护【平衡系数】计算方法
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差动保护平衡系数的作用:通常变压器各侧的额定二次电流是不同的,但是为了差动保护的需要,我们要把变压器正常工作时高低压侧的二次电流转换成是一样的,这里就需要引入一个平衡系数,举例说明:设变压器高压侧额定二次电流为4.6A(设已经过Y/△变化),低压侧额定二次电流为3.8安,选择高压侧为基本侧,则高压侧的平衡系数为Kph=4.6/4.6=1,低压侧的平衡系数为Kpl=4.6/3.8=1.21,经过平衡折算后,差动保护内部计算各侧额定二次电流分别为:高压侧=4.6*Kph=4.6A,低压侧=3.8*Kpl=4.6A,可见经过平衡折算后,保护内部计算用变压器两侧额定二次电流相等,都等于基本侧的额定二次电流。
平衡系数其实就是一个比例系数(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=max{│Ih│,│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 1/3=0.577;中压侧(MCT×MDY)/(HCT×HDY×3)=(600×110)/(200×220×3)=0.866;低压侧(LCT×LDY)/(HCT×HDY)=(2000×10)/(200×220)=0.455。
主变差动保护的调试校验一、相关的知识保护的制动特性曲线由3段折线组成,其中第一段和第三段的斜率固定为0.2和0.7,第二段折线的斜率可由用户整定,一般整定为0.5。
曲线中含有2个拐点,分别为e I 6.0和e I 5,其中e I 为高压侧的2次额定电流。
为保证主变在正常运行过程中或者外部故障时,流入到继电器的差动电流等于0,此时应对Y 侧电流进行相位和幅值的校正,校正同时去除因零序电流所造成的影响。
考虑到微机保护强大的计算能力,以及当前的很多主变保护,差动与后备保护公用同一组CT,由此,选I sdI cdI ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-==∑∑-=••=•11max 121N i izdN i idz I I I I I择外部进行相位校正势必会影响后备的接地保护功能。
因此由软件进行相位校正是必然的。
以Y /△-11为例:式中,ah I •、bh I •、ch I •为高压侧CT 二次电流,A I •'、B I •'、C I •'为高压侧校正后的各相电流;aL I •、bL I •、cL I •为低压侧CT 二次电流。
其它接线方式可以类推。
差动电流与制动电流的相关计算,都是在电流相位校正和平衡补偿后的基础上进行。
差流的计算均是在Y 侧进行相位校正,因而本软件自动进行了零序电流消除。
差动保护是以高压侧二次额定电流为基准,首先计算额定电流1.74961000600110350431n =⨯⨯⨯⨯=⋅=TAHnH e n U S I制动曲线的拐点计算1.04986.01.74966.06.0=⨯=⨯=e e I I (第一拐点) 8.748051.749655=⨯=⨯=e e I I (第二拐点)平衡系数的计算0.39775/6005/50021105.1011=⋅=⋅=TAH TAL nH nL phL n n U U K (低压侧平衡系数) 3/)('bh ah AI I I•••-=3/)('ch bh BI I I•••-=3/)('ah ch CI I I•••-=0.75/6005/12001105.3811=⋅=⋅=TAH TAm nH nm phm n n U U K (中压侧平衡系数) 式中,n S 为变压器额定容量,nH U 1为变压器高压侧额定电压(应以运行的实际电压为准,可参考变压器的铭牌),TA n 为变压器高压侧CT 变比,nL U 1为变压器低压侧额定电压,TAL n 为低压侧CT 变比,TAH n 为高压侧CT 变比。
电动机差动保护整定计算实例已知参数:电动机型号YK3200-3/1430,Pn=3200 KW,Un=10KV,COSφ=0.9,二侧CT变比nl=300/5,起动电流倍数为3。
根据上述条件,按规程规定应配电动机差动保护,按本公司型号,差动保护为:MMPR-22C 、MMPR-20H。
一、整定计算按本公司微机保护设置的功能有:差动速断、比率制动的差动保护,因此需整定的参数有:差动速断电流、比率制动动作的差动电流及比率制动系数。
①差动速断电流此定值是本公司保护为躲过启动时的不平衡电流而设置的,为躲过启动最大不平衡电流,推荐整定值按下式计算:,:可靠系数,取1.5则:②②比率差动电流现行的关于差动整定计算的原则有以下两种:a) =1.3~1.5 ,考虑躲CT断线b) =0.2~0.5 ,考虑差动灵敏度及匝间短路以上两种计算原则都是国家出版物中给出的,我们建议用户根据自己的具体情况选择。
③比率制动系数:一般整定为0.5。
二、关于微机型差动保护的详细资料参见本公司《产品汇编之二》,保护定值计算完毕后按相应型号的《使用说明书》将定值输入装置即可。
对超过2000KW的电动机,除配差动保护外,尚需配电流保护(即本公司MMPR-12C、MMPR-10H等综合保护)。
关于综合保护的算例参见“电动机保护整定计算实例”。
变压器差动保护的整定与计算以右侧所示Y/Y/△-11接线的三卷变压器为例,设变压器的额定容量为S(MVA),高、中、低各侧电压分别为UH、UM、UL(KV),各侧二次电流分别为IH、IM、IL(A),各侧电流互感器变比分别为nH、nM、nL。
一、各侧二次额定电流的计算式中为接线系数,当CT按Y形接线时,;按△形接线时,。
二、差动速断电流整定按躲过励磁涌流及区外故障时的不平衡电流整定,一般按6~12倍额定电流整定。
对于大型变压器可取较小值,对于小型变压器取较大值。
三、差动电流整定按躲过正常运行时的不平衡电流整定。
差动保护原理保护的动作方程假设保护的差动电流为Id,制动电流为Ir,差动门槛定值为Icd,差动速断定值为Isd,拐点1为Ig1,比例制动系数为K1,拐点2为Ig2,比例制动系数为K2,则国内绝大部分保护的动作方程均为:Id > Icd 当Ir < Ig 时;Id > Icd + K * ( Ir –Ig1 ) 当Ig2 > Ir > Ig1 时;Id > Icd + K1 * ( Ig2 –Ig1 ) + K2 * (Ir –Ig2)当Ir > Ig2 时;Id > Isd比例制动曲线如上图所示:以上四个动作方程只要满足其中一个,保护就会动作出口。
大部分差动保护目前只采用了一个拐点。
即便是存在两个拐点的差动保护,为了测试更方便简单,往往也可以在试验前将保护定值中修改定值为:Ig1 = Ig2;K1 = K2。
从而按只有一个拐点的方式进行测试。
只有一个拐点的比例制动动作方程如下:Id > Icd + K * ( Ir – Ig ) 当 Ir > Ig 时;对于微机差动保护,实际上比例制动和差动速断是两套保护,所以很多保护都设置了控制字,用于投、退这两种保护。
测试差动速断保护时,一般应将“比例制动”保护由控制字退出。
如果不退出,或有些保护没有这种退出功能,则只有在比例制动保护动作后,继续增加输出电流,从保护的指示灯或有关报文判断差动速断保护是否动作。
高、低压侧电流与差动电流、制动电流的关系一般,国内保护的差动电流均采用:Id = | Ih + Il |,可表述为:差动电流等于高、低压侧电流矢量和的绝对值,因此必须注意加在保护高低压侧电流的方向。
制动电流的方程则各个品牌和型号的保护往往不同,国内保护最常见的公式有以下三种:◆ Ir = max{ | Ih |,| Il | },正确的表述为:制动电流等于高、低压侧电流幅值的最大值;◆ Ir = ( | Ih | + | Il | ) / K ,正确的表述为:制动电流等于1/K倍的高、低压侧电流幅值之和;◆ Ir = | Il | ,正确的表述为:制动电流等于低压侧电流的幅值。