微机变压器差动保护及其调试方法

赵广岩

（江门市电力工程输变电有限公司，广东 江门 529030）

1 差动保护

变压器差动保护反映变压器绕组和引出线相间短路、绕组匝间短路以及中性点直接接地侧绕组和引出线单相接地短路，是按分相比较各侧电流大小和相位而构成的一种保护。差动保护是依据基尔霍夫电流定理工作的：当变压器正常工作或区外故障时，将其看作理想变压器，则流入变压器的电流和流出电流（折算后的电流）相等，差动继电器不动作；当变压器内部故障时，两侧（或三侧）向故障点提供短路电流，差动保护感受到的二次电流的和正比于故障点电流，差动继电器动作。

2 不平衡电流

由于主变各侧CT型号、变比、计算变比、磁饱和特性、励磁电流及主变空载合闸的励磁涌流等影响，差流回路不可避免存在不平衡电流；一旦不平衡电流超过差动继电器动作整定值时，会导致差动保护误动作。

2.1 微机保护补偿方法

防止变压器接线组别、CT变比不同引起的不平衡电流，采用CT二次接线调整或软件进行相位补偿及电流数值补偿使其趋于平衡。微机差动保护利用软件程序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，根据主变容量及CT变比计算主变各侧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，简化了差动二次回路接线，保护装置制造厂家采取以变压器Y侧向△侧归算或△侧向Y侧归算两种补偿方式：

图1 CT回路接线

图2 向量图

2.1.1 Y→△补偿方法

目前绝大多数主变差动保护都是采用这种计算方法:

图3 Y→△补偿方法向量分析

2.1.2 △→Y补偿方法

目前南瑞继保RCS-978采用这种计算方法

图4 △→Y补偿方法向量分析

3 比率制动特性曲线的验证

3.1 比率制动动作特性

动作增长速率快于不平衡电流的增长速率。基本思路为引入区外短路电流作为制动电流，以差动电流为动作电流；当区外故障电流增大时，制动电流也随之增大，从而有效遏制主变区外故障时差动保护误动作的情况发生。

3.2 平衡系数的计算

以南瑞继保RCS-9671C变压器差动保护为例说明Y/△-11型双绕组变压器比率制动特性曲线的校验方法和过程。已知主变参数，计算额定二次电流和平衡系数：

表1 主变参数

3.3 试验接线方法（单相）

本文仅以RCS-9671C为例介绍Y→△补偿方法

A相：试验仪A相接高压侧的AN,

试验仪B相接低压侧的AN，

试验仪C相接低压侧的CN；

B相：试验仪A相接高压侧的BN,

试验仪B相接低压侧的BN，

试验仪C相接低压侧的AN；

C相：试验仪A相接高压侧的CN,

试验仪B相接低压侧的CN，

试验仪C相接低压侧的BN。

图5 试验接线图

3.4 手动试验

试验仪各相输出角度：A相:0°；B相：180°；C相:0°。角度不变，固定低压侧电流输出改变高压侧电流输出，直至差动保护动作，记录下动作值,依据表二斜率计算公式计算各阶段斜率，获得稳态比率差动特性手动测试结果，注意：标幺值=实测值/额定电流，计算值=标幺值/1.732

表2 稳态比率差动特性手动测试结果

3.5 试验仪自动菜单测试差动保护特性曲线简介

利用试验仪的自动菜单，可以完整的测试保护装置比率制动特性曲线，方法先进，结果全面，在作者工作单位目前已经成为调试和验收的必要工序。下面用图示法介绍几项重点参数设置和试验结果，试验仪器使用北京博电PW40A微机继电保护测试仪。

如图6所示，平衡系数：高压侧平衡系数设为1，低压侧平衡系数=高压侧二次额定电流/低压侧二次而定电流。转角：转角在高压侧指的是Y→△补偿方法，转角在低压侧指的是△→Y补偿方法，本例保护是Y→△补偿方法，所以要选择转角在“高压侧”。

图6 保护对象参数设置

如图7所示，制动电流Ir的计算公式应根据保护厂家说明书选用，各厂家会有不同。差动电流速断值应与保护参数设定值一致，此值在试验时不宜设置过大，过大时试验输出值超过试验仪最大输出电流导致试验失败。注意保持时间的选取。

图7 试验参数设置

如图8，试验结果完整的再现了保护装置比例制动特性。使用试验仪自动菜单，通过正确设置试验参数，可以获取保护装置比例差动全过程，改变了手动测试结果不直观的缺点。如果能够加入电压设置，将会全面模拟变压器运行状态，避免投运时因为电压定值设置不当引起的差流偏高现象，这对消灭由于正常状态差流偏高导致穿越性故障时导致保护误动作时很重要的。

图8 比例制动边界搜索试验结果

4 结束语

变压器是变电站的核心设备，差动保护是变压器的主保护，调试人员必须掌握其原理和正确的调试方法才能保证交接试验的正确性。随着保护原理、装置以及试验手段的进步，研究新的试验方法，全面、正确的校验保护装置，将会有力的提高变电设备运行可靠性，也是广大继电保护安装调试人员努力方向。