主变比率差动门槛值的现场校验方法

汪 骜

(上海送变电工程有限公司，上海 200235)

受到变压器各侧不同的电压等级、流变变比、接线组别和励磁涌流等因素影响，不同的微机保护装置采用了不同的电流补偿方式和比率制动曲线。

以上海市500 kV静安变电站3号主变所使用南瑞继保的PCS-978T5-G和国电南瑞的NSR-378T5两种变压器微机保护装置为例，阐述其比率差动门槛值的校验方法。

1 比率差动

1.1 比率差动原理

由于差动保护所使用的电流互感器(CT)和主变铭牌标称的变比与实际的变比之间存在误差及匹配的问题，差动回路不可避免地会出现不平衡电流。如果主变区外故障时，经过CT的故障电流增大可能会导致CT饱和，不能准确地反映出故障类型，从而导致差动保护误动。这时候保护引入了比率差动式继电器，即动作电流会随着不平衡电流的增大而按照比率增大，并且增加的速度将高于故障电流。

比率差动原理的核心机制就是引入区外故障时的电流作为制动电流，当区外故障电流增大时，制动电流随之增大，在主变区外故障时，使差动保护有效拒动。

1.2 常见的比率差动特性曲线

以南瑞继保的PCS-978T5-G和国电南瑞的NSR-378T5的比率差动曲线为例，对曲线的差动电流和制动电流算法进行阐述。

南瑞继保PCS-978T5-G变压器成套保护装置中的比率差动特性曲线如图1所示。国电南瑞NSR-378T5变压器成套保护装置中的比率差动特性曲线如图2所示。

在图1和图2中，Ie为变压器额定电流；Id为差动电流；Ir为制动电流；Ii为变压器各侧电流；K为比率制动系数整定值；Icdqd为比率差动启动定值。

图1 PCS-978T5-G比率差动特性曲线

图2 NSR-378T5比率差动特性曲线

(1)

式中Id——差动电流；Ir——制动电流；Ii——变压器各侧电流。

1.3 比率差动门槛值的校验

以南瑞继保的PCS-978T5-G和国电南瑞的NSR-378T5为例，详细说明其比率差动特性曲线门槛值的校验方法。

已知现场变压器的参数如表1所示，比率差动启动定值为0.5倍的Ie。

表1 现场变压器的参数

这里选取高压侧和低压侧做比率差动门槛值的测试。由于在只加某一侧的电流时：Id=2Ir，那么对于PCS-978T5-G来说，将与曲线Id=0.2Ir+0.5Ie相交于Id=5/9Ie，具体门槛值计算结果可见表2。

表2 PCS-978T5-G门槛值计算

对于NSR-378T5来说，将与曲线Id=0.5Ie相交于Id=0.5Ie，具体门槛值计算结果见表3。

表3 NSR-378T5门槛值计算

差动门槛值的校验既可以选择在高压侧或低压侧通入电流，也可以通入单相或是三相电流完成校验。

在高压侧通入单相电流、高压侧通入三相电流、低压侧通入单相电流和低压侧通入三相电流这4种调试方法下进行试验，比较其试验过程和所获得数据，讨论其优劣，具体试验数据见表4～6。

表4 PCS-978T5-G门槛值试验数据

表5 PCS-978T5-G门槛值试验数据

表6 比率差动动作时间

从试验需求上来说，单相法对比三相法，其需求的仪器要求低，只需要输出一路电流；缺点是需要根据不同保护装置型号的补偿方式，计算单相时的启动电流，且在曲线拐点校验时，补偿角度计算起来较为复杂。

三相法虽然对仪器要求较高，但输出电流不需要根据保护装置型号不同计算电流补偿，同时在曲线计算拐点时也更加方便，Y侧对Y侧时，两侧电流角度反180°，Y侧对Δ侧11点钟接线时，两侧电流相差210°。

2 结语

差动保护作为变压器的主保护，其重要程度不言而喻。本文介绍了不同差动电流补偿算法和比率差动特性曲线门槛值的校验方法，有助于在实际工作中帮助更好地完成对主变差动保护的调试。