CSC326变压器保护比率差动试验方法

1．比率差动保护特性：

   采用常规的三段式折线，如下图：

2．平衡系数的计算：

计算变压器各侧一次额定电流：

式中，为变压器最大额定容量，为变压器各侧额定电压（应以运行的实际电压为准）。

以高压侧为基准，计算变压器中、低压侧平衡系数：

 ；

   ；

TAH1、TAM1、TAL1分别为高压侧TA、中压侧TA和低压侧TA的原边值。

3．变压器绕组接线方式的影响：

   若使用软件做TA星三角变换，则装置对星型接线侧做变换，对三角接线侧不作变换。以11点接线为例，软件对星型侧做以下变换：

式中，、、为Y侧TA二次电流，、、为Y侧校正后的各相电流。其它接线方式可以类推。装置中可通过“变压器接线方式”控制字以及“接线方式钟点数”定值来选择接线方式。

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。

4．动作电流和制动电流的计算方法

动作电流和制动电流的计算方法如下：

式中：为所有侧中最大的相电流，为其它侧（除最大相电流侧）相电流之和。

5．动作判据

比率差动保护的动作判据如下：

其中： 为差动保护电流定值，为动作电流，为制动电流，为第一段折线的斜率（固定取0.2），为第二段折线的斜率其值等于比例制动系数定值，为第三段折线的斜率（固定取0.7）。

程序中按相判别，任一相满足以上条件时，比率差动保护动作。比率差动保护经过励磁涌流判别、TA断线判别(可选择)后出口。

6．试验方法

注意：以下各电流量全部是向量，为了计算的方便，把各电流的相位都设置为0度或180度。这样就可以以正负号来表示和计算。

    整体思想是选取若干个制动电流Izd，然后计算出对应比率曲线上的动作电流Idz。找初始点，(Izd, Idz-M),然后通过控制外接的电流，固定制动电流Izd，逐渐增加动作电流，直至保护动作，记录数据，并在图纸上描点。鉴于大多数实验仪只能提供三路电流，所以选取装置的A相一侧作为实验侧，通过改变高压侧A相电流IHA（或中压侧IMA）和低压侧A相电流ILA的大小来控制差动电流Icd和制动电流Izd的大小。另外，若软件做TA星三角变换，还需通过控制低压侧C相电流ILC来保证C相一侧差流为零。

7．三圈变压器Y/Y/△－12－11接线的实验（在高、低压侧加电流）

比率曲线实验点的确定：

…………………………………..(1)

………………………………………(2)

    ……………………..(3)

先给出一个固定的制动电流IzdA，根据比率差动保护的动作判据可求出该制动电流IzdA对应的动作电流IdzA，设IHA的绝对值恒大于ILA，则可去掉绝对值号。将IzdA和IdzA代入上面（1）、（2）、（3）式联立的方程组可求出对应的IHA、ILA、ILC，即装置外加交流量的大小（此三相电流均为同相，ILA会出现负数的情况，反映到相位上即ILA与其他两相电流反相）。

电流量增量的确定：

为了达到试验目的，在改变加给装置的交流量时，必须保证制动电流不变，只改变一侧的差动电流的大小。设△Idz为A相差动电流的增量；△IHA为高压侧A相电流的增量；△ILA为低压侧A相电流的增量；△ILC为低压侧A相电流的增量。由上面（1）、（2）、（3）式联立的方程组可求得以下关系式：

 ……………………………..(4)

……….(5)

由此可得差动电流增量△Idz、高压侧A相电流增量△IHA、低压侧A相电流增量△ILA、低压侧A相电流增量△ILC四者的关系，按这种比例同时增减IHA、ILA、ILC即可达到之增加（减小）动作电流Idz而不改变制动电流Izd的目的。

例如，设定系统定值如下：额定容量Se=68.5MVA；高、中、低三侧电压为220kV、110kV、11kV；TA变比为300/5、600/5、6000/5；11点接线，软件作星三角变换；Icd=1A，KID=0.5；可求得额定电流Ie=3A,平衡系数KPM=1，KPL=1。则对应得比率制动曲线如下图：

可由上面（1）、（2）、（3）式联立的方程组计算出理论值如下表：

由（4）、（5）式可求出△Idz、△IHA、△ILA、△ILC的对应数值：

注意：只有IHA、ILA和ILC三者同时增加或减小时才能保证制动电流不变。当ILA为负数时，增加△ILA意味着ILA的绝对值的减小，因此，反映的测试仪上就是幅值相应的减小（而不是增大），相位反相。

8．三圈变压器Y/Y/△－12－11接线的实验（在高、中压侧加电流）

比率曲线实验点的确定：

………………………………….. (6)

……………………………… (7)

…………………………………..(8)

………………………………(9)

由上面四个式子可以看出，当在YY侧加电流时，软件均对其做TA星三角变换，所以在只加高压侧和低压侧A相电流时，A相一侧和C相一侧的差流、制动电流大小相等。所以可以只加IHA和IMA进行实验。先给出一个固定的制动电流IzdA，根据比率差动保护的动作判据可求出该制动电流IzdA对应的动作电流IdzA，设IHA的绝对值恒大于IMA，则可去掉绝对值号。将IzdA和IdzA代入上面（6）、（7）式联立的方程组可求出对应的IHA、IMA，即装置外加交流量的大小（此两相电流均为同相，IMA会出现负数的情况，反映到相位上即IMA与IHA反相）。

……………………………………(9)

…………………………..(10)

电流量增量的确定：

为了达到试验目的，在改变加给装置的交流量时，必须保证制动电流不变，只改变一侧的差动电流的大小。设△Idz为A相（C相）差动电流的增量；△IHA为高压侧A相电流的增量；△IMA为中压侧A相电流的增量；由上面（6）、（7）式联立的方程组可求得以下关系式：

 ………………………………….(11)

…………………………….(12)

由此可得差动电流增量△Idz、高压侧A相电流增量△IHA、中压侧A相电流增量△IMA两者的关系，按这种比例同时增减IHA、IMA即可达到之增加（减小）动作电流Idz而不改变制动电流Izd的目的。

例如，设定系统定值如下：额定容量Se=68.5MVA；高、中、低三侧电压为220kV、110kV、11kV；TA变比为300/5、600/5、6000/5；11点接线，软件作星三角变换；Icd=1A，KID=0.5；可求得额定电流Ie=3A,平衡系数KPM=1，KPL=1。则对应得比率制动曲线如下图：

可由上面（9）、（10）两式计算出理论值如下表：

由（11）、（12）式可求出△Idz、△IHA、△IMA的对应数值：

    注意：只有IHA、IMA两者同时增加或减小时才能保证制动电流不变。当IMA为负数时，增加△IMA意味着IMA的绝对值的减小，因此，反映的测试仪上就是幅值相应的减小（而不是增大），相位反相。

第二篇：变压器比率差动保护原理及校验方法