浅谈主变比率制动差动保护原理与调试方法

刘东洋

（中国水利水电第四工程局有限公司机电安装分局，河南平顶山467521）

0 引言

变压器差动保护反映的是各侧能量的平衡关系。通过比较各侧电流大小和相位，在发生区内故障时使差动继电器动作实现差动保护。发生区外故障时短路电流增大造成CT饱和，可能导致差动保护误动作。比率差动保护在外部短路电流增大时，制动电流和动作电流都随之增大，能有效防止变压器区外故障时差动保护误动作，这就是主变比率制动差动保护的原理。要想准确校验出比率制动系数K，需对保护的原理及继保仪加量方法深入理解，本文对此进行了研究。

1 主变比率差动保护原理

1.1 比率差动保护的动作特性

本文以RCS-978G5举例说明比率差动保护的动作特性，其比率差动保护动作特性如图1所示。

图1 比率差动保护动作特性

Ir1=0.5Ie，Ir2=6Ie，K1=0.2，K2=0.5，K3=0.75。动作电流随不平衡电流增大而按比率增大，当Id、Ir同时处于动作区时，比率差动保护动作。

1.2 差动各侧电流相位的补偿

微机型变压器差动保护的应用中，为简化现场接线，变压器各侧CT均采用星型接线方式，CT极性端均指向同一方向（如母线侧），各侧的CT二次电流直接接入保护。此时对于Y/△-11接线方式的变压器，两侧二次电流之间会出现30°的相位差，保护装置需通过软件算法对相位进行校正。微机型保护装置主要有两种相位校正方式：三角形侧向星形侧校正（即△→Y）和星形侧向三角形侧校正（即Y→△）。

以南瑞继保RCS-978G5为代表的主变保护装置采用△→Y相位校正的算法。以△→Y相位校正中A相为例，与相位相同。可见通过软件算法校正后，变压器差动回路两侧电流之间的相位取得一致。

2 差动保护调试的接线及试验过程

2.1 变压器参数计算

变压器参数如表1所示。

表1 变压器参数

各侧额定电流计算公式为：

式中，S为容量；Un为各侧额定电压；nTA为各侧TA变比。

变压器各侧二次电流：

I1e=150×103/（1.732×220×240）≈1.64A

I2e=150×103/（1.732×110×250）≈3.15A

I3e=150×103/（1.732×35×600）≈4.12A

2.2 比率制动系数校验计算

RCS-978G5比率差动保护动作方程如下：

式中，Icdqd为比率差动启动定值；变压器二次额定电流Ie=Sn/

人为设定制动电流，根据比率差动保护动作方程计算出差动电流，然后推算出高压侧、低压侧电流标幺值。最后再根据各侧额定电流，将电流标幺值转换为继保仪应当输出的电流有名值。

2.3 继保仪接线及加量说明

一侧Y接，一侧△形接线时：Y接侧电流从A相极性端进入，流出后进入B相非极性端，由B相极性端流回试验仪器；△形接侧电流从A相极性端进入，由A相非极性端流回试验仪器。即对于Y侧，保护A相、B相加入电流大小相同、方向相反；△形侧只加A相即可，电流相位方向与Y侧相差180°。继保仪接线方式如图2所示。

2.4 比率制动系数计算

继保仪加量及比率制动系数计算数据如表2所示。

图2 继保仪接线方式

表2 RCS-978比率制动系数计算数据

3 结语

变压器比率制动差动保护是变压器的主保护，其调试的难度最大。本文介绍的方法是，在斜率为0.5的动作特性直线上，指定两个制动电流，根据直线方程计算出差动电流大小，并由制动电流、差动电流计算公式计算出变压器两侧应当施加的动作值的电流有名值。通过校验出两点动作值，便可校验出比率制动系数K。掌握比率制动差动保护的原理及调试方法，就可以正确校验主变的比率制动差动保护。