浅谈电力变电所变压器差动保护平衡系数及调试

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摘要：了解110kV、35kV电力变压器差动保护接线方式，对其试验方法及过程进行探讨，为今后试验人员提供借鉴。

关键词：电力变电所；差动保护；平衡系数；试验

中图分类号： TM63 文献标识码： A

引言

1：变压器差动保护从原理上来讲是对基尔霍夫定律的近似应用。目前运行的变压器差动保护装置均采取对电流的幅值和相位进行校正的方法， 以使正常运行时流入变压器保护的电流的向量和近似为零，从而基本满足基尔霍夫电流定律。差动保护作为变压器保护的核心，它回路接线复杂，保护装置形式多样，它能有效地保护高压侧电流互感器到低压侧电流互感器间的母线和变压器内部绕组匝间短路等故障，一旦发生保护范围内故障，差动保护应可靠动作，迅速跳开变压器高低压侧断路器或隔离开关，切除故障变压器，因此对差动保护的检查和试验至关重要。本文将电力变压器差动保护回路及平衡系数计算进行简单介绍，重点阐述差动回路的检查和试验方法，给试验工作人员及运行部门提供相应的参考。

1电力变压器差动保护平衡系数计算及运行方式

1.1平衡系数计算

通常变压器高低压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。

微机差动保护必须进行幅值校正，将中、低压侧大小不同的电流折算成以高压侧电流为基准的等值电流。校正的方法是，高压侧电流不变，将中、低压侧二次电流乘以相应平衡系数后再参加差动电流的计算。

由于各侧电压等级和CT 变比的不同，计算差流时需要对各侧电流进行折算，本装置各侧电流均折算至I 侧，即I 侧为基准侧，且装置内部固定I 侧为Y 侧，即I 侧电流应选择为变压器某一Y 型侧的电流。若通过参数定值整定自动判别，I 侧为高压侧，则其余各侧电流均折算至高压侧，若I 侧为中压侧，则其余各侧电流均折算至中压侧，若I 侧为低压侧，则其余各侧电流均折算至低压侧。

以Y0/Y/Δ-11 变压器为例来说明纵差差流的计算，假设通过整定，I 侧为高压侧，则其它各侧电流均折算至高压侧。

此时变压器各侧二次额定电流：

式中：S――变压器高中压侧容量；

CT 为全Y 接线；

Uh、Um、Ul――变压器高、中、低压侧铭牌电压；

na.h、na.m、na.l――变压器高、中、低压侧CT 变比。

由于各侧电压等级和CT 变比的不同，计算差流时需要对各侧电流进行折算，本装置各侧电流均折算至高压侧。

变压器纵差各侧平衡系数, 和各侧的电压等级及CT 变比都有关，如下：

1.2差动运行方式

微机变压器差动保护采用分相差动，其动作具有比率差动特性。

动作判据为:

Id>Icd (Izd1

Id>Icd+K1×(IZ―Izd1)(Izd1

Id>Icd+K1×(Izd2-Izd1)+K2(IZ-Izd2)(Izd1

程序中依次按每相判别，当满足以上任何一个条件时，比率差动动作。上图1中：Id为差动电流；IZ为制动电流；Icd最小动作电流；Izd1和Izd2为比率制动特性拐点1和点2电流定值；K1和K2为比率制动系数；Isd差动速断动作电流值。

现以津秦客专唐山配电所110kV变压器为例,变压器各侧电流互感器采用星形接线，二次电流直接接入国电南自PST671U变压器保护装置。电流互感器各侧的极性都以母线侧为极性端。由于Y 侧和Δ侧的线电流的相位不同，计算纵差差流时，变压器各侧CT 二次电流相位由软件调整，装置采用由Y->Δ 变化计算纵差差流。如图2所示。

双绕组变压器常采用Y，d11接线方式，则变压器两侧电流相位差为300，为保证在正常运行或外部短路故障时高雎侧电流与低压侧电流呈反向关系，必须进行相位校正。对于PST671U微机保护，变压器两侧电流相位差由软件进行相位校正，两侧电流互感器二次接线同为星形接线法，称为“内转角”方式。如图2所示，当变压器为Y，d11接线时，图3(1)示出了TA一次侧电流相量图，为消除两侧TA二次电流之间的30o角差，由软件通过算法调整。经软件校正后，差动回路两侧电流之间的相位一致，见图3(2)所示(电流为二次侧)。

对于Y侧：

对于d-11 侧：

QIZ

其中：

Ida、Idb、Idc测量到的各侧电流的二次矢量值；

IDA、IDB、IDC为经折算和转角后的各侧线电流矢量值；

K1为低压侧点流折算到高压侧的平衡系数。

差动电流： 制动电流：

2电力变压器差动调试方法

2.1取点

如图1及判据所示，在IZ轴上任取制动电流为Iz1，如果Iz1

2.2计算试验所加电流

如图2所示，高低压二次电流进入PST671U的相位相反，以A相为例，B、C相电流设为零，取相应的差动电流和制动电流，并由差动电流和制动电流公式，

可以计算出PST671U外部所加的高低压的二次电流IA2和Ida，相位相反。通过差动电流公式，我们可以发现，当单独加A相差动电流时，C相的也存在差动电流，

为了校验变压器A相差动保护的比率制动特性，需要将C相差流平衡掉，否则C相差动会先动作，影响测试结果。方法是在低压侧C相加人电流,相位与高压侧A相相位相同。经公式计算后，C相差动为零。其试验接线方式如下图：

将计算得出的IA2、Ida、Idc以试验仪器IA、IB、IC的方式分别代人高压侧A相电流、低压侧A相电流和低压侧c相电流，并且IA2与Ida反相，IA2与Idc同相。固定IA和IC，平衡C相差流。令IB初始值稍大于计算值，使保护先不动作，然后逐渐降低IB的值至保护动作。记录数据。

以相同的方法对B相、C相进行差动保护调试，取对应的差动电流和制动电流，从而算出相应的高低压二次电流，与计算值进行比较，并计算误差。

3电力变压器差动调试注意事项

试验前后应严格检查CT二次回路，防止CT二次开路，试验端子、连片、短连片应连接牢固，无松动。对CT二次回路接地进行严格检查，严禁重复接地和多点接地，尤其是差动电流回路，其接地与否应严格按照实际图纸和技术交底资料执行。为了保证整个差动回路及CT的极性的正确性，低电压通电检查非常必要，是保证送电顺利的关键环节。

4结束语

通过上述差动保护装置试验方法的分析研究, 可以在一定程度上为试验人员及运行部门提供相应的参考。