变压器差动保护调试差动平衡及差动计算原理.docxVIP

变压器差动保护调试差动平衡及差动计算原理

摘要：变压器因接线组别导致各侧间电势相位产生一个角度差；变压器各侧电压、电流互感器变比不同，各侧电流幅值也不同。所以变压器差动保护装置在对电流采样进行差动计算前，需对各侧采样电流进行方向折算和幅值折算。变压器差动保护装置厂家较多，装置原理、动作特性平面坐标定义各不一致，对初学者来说有点混杂。现场调试可以单相加量或三相加量，本文对比各装置折算类型，总结对应的现场调试接线和加量方法。调试结果计算时，只需按装置折算过程，得出差动计算因数，根据装置说明书将因数代入对应制动电流、动作特性平面横坐标定义公式，即得出动作特性平面坐标点，实现装置校验的目的。

关键词：方向折算、幅值折算、单相加量、三相加量、差动计算因数

1引言

变压器差动保护作为变压器内部故障时的主保护，能快速、有选择地动作，具有高灵敏度、可靠性。现场差动保护调试对发现、解决问题具有一定意义。差动平衡加量是差动保护调试的重要环节：若因装置本身问题导致装置正确加量后不能平衡，其差动计算将失去意义，这种计算下可能导致断路器误动或拒动，差动保护也失去了运行的意义。本文介绍差动保护调试重要环节——差动平衡加量，以变压器常用接线组别Yd11、电流互感器星形接线为例，将两种主流折算原理对应的加量方法进行对比、总结，再阐述由动作边界采样值计算动作边界线斜率的方法，对初学者有一定启发作用。

2?Yd11接线方式

变压器接线组别是以“时钟表示”来命名的，即变压器高压侧线电势指向“12点”，低压侧根据高、低压侧线电势之间的相位关系来指向不同的钟点。所以变压器Yd11方式下，低压侧线电势超前高压侧线电势30°。差动保护根据电流变化判断故障，高、低压侧线电流相位关系如图2.1所示。

?

图2.1?Yd11接线变压器高低压侧线电流相位图

3差动平衡三相加量方法

变压器差动保护装置采样反应设备一次实际值，反之，变压器正常运行时，一次侧无故障电流，二次差流必定为0。所以，以变压器额定运行状态下对应二次额定电流为例，加入差动保护装置，此时差动平衡。变压器二次额定电流计算如式3.1，加量接线如图3.1。

?

（其中，IeH为高压侧二次额定线电流，IeL为低压侧二次额定线电流，SN为变压器容量，UNH为高压侧额定线电压，UNL为低压侧额定线电压，nH为高压侧CT变比，nL为低压侧CT变比。）

图3.1差动平衡三相加量接线图

???Yd11接线变压器因接线组别导致高、低压侧电流产生30°角差，因此差动保护装置对其采样会自动进行30°角修正，即方向折算：将低压侧采样电流相位减去30°折算到高压侧，或将高压侧电流相位加上30°折算到低压侧。

继保测试仪1输出电流如式3.2，假如装置逻辑是将低压侧电流方向折算到高压侧，要想差动平衡，低压侧折算电流需与式3.2反向，则继保测试仪2输出电流如式3.3。同理，假如装置逻辑是将高压侧电流方向折算到低压侧，继保测试仪1按式3.2输出、继保测试仪2按式3.3输出，装置差动依然平衡。将式3.2、式3.3同时乘于对应常数再输出至装置，可以得到现场调试想要装置采样为任何数的平衡态。

三相加量方法需要两组三相输出量，需要能同时输出两组三相电流的继保测试仪；当继保测试仪只能输出一组三相电流时，需用两台继保测试仪，此时两台继保测试仪间输出、停止等操作需考虑时间上的配合。所以，三相加量方法有一定短板，可考虑其他更简便的方法。

4差动平衡单相加量方法

差动保护装置差动判据是分相进行的，由于三相加量方法的制约性，可使用单相加量方法（继保测试仪有一组三相输出即可）。Yd11接线变压器因接线组别导致高、低压侧电流产生30°角差；变压器高、低压侧电压等级、CT变比不同，由式3.1可知，变压器高、低压侧电流大小自然不同。由于这两方面原因，变压器正常运行或外部故障时，若将差动保护装置采样电流直接用于差动计算，结果必定是差动不平衡，内部故障时这样的“直接计算”也没有意义。所以，装置采样电流进行差动计算前，需进行方向折算和幅值折算。

方向折算，即将高、低压侧电流相位折算到同一方向上。可将高压侧电流相位向低压侧折算（Y??Δ折算），也可将低压侧电流相位向高压侧折算（ΔY折算）。

幅值折算，即将高、低压侧电流幅值折算到同一电压等级、同一CT变比基准下。可采用标幺值或平衡系数两种方式，折算后差动计算中二者关系就是行业定义中标幺值与有名值的关系。标幺值是一种相对表示方法（如式4.1），差动计算过程更简便；平衡系数对应差动计算中采用有名值计算，过程更直观。假设将幅值折算到高压侧（以高压侧电压等级、CT变比为折算基准），此时高压侧平衡系数KpH=1，低压侧平衡系数计算如式4.2。

?

4.1?Y??Δ折算下的单相加量方法

由图2.1可知，高压侧电流做相差，可以实现