比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)

1、變壓器差動(dòng)保護(hù)一：這里講的是差動(dòng)保護(hù)的一種，即變壓器比例制動(dòng)式完全縱差保護(hù) （以下簡(jiǎn)稱 差動(dòng)）二：差動(dòng)保護(hù)的定義由丁在各種參考書中沒有找到差動(dòng)保護(hù)的具體定義， 這里只根據(jù)自己所 掌握的知識(shí)給差動(dòng)保護(hù)下一個(gè)定義：當(dāng)區(qū)內(nèi)發(fā)生某些短路性故障的時(shí)候，在 變壓器各側(cè)電流互感器 CT的二次回路中將產(chǎn)生大小相同，相位不同的短路 電流，當(dāng)這些短路電流的向量和即差流達(dá)到一定值時(shí)，跳開變壓器各側(cè)斷路 器的保護(hù)，就是變壓器差動(dòng)保護(hù)三：下面我以兩圈變變壓器為例，針對(duì)以上所述變壓器差動(dòng)保護(hù)的定義， 對(duì)差動(dòng) 保護(hù)進(jìn)行闡述：I1'高低圖I1''1、 圖一所示：為一兩圈變變壓器，具體參數(shù)如下：主變高壓

2、側(cè)電壓U高=220KV，主變低壓側(cè)電壓 U低=110KV,變壓器容量Sn=240000KVA,I1':流過變壓器高壓側(cè)的一次電流；I ” ：流過變壓器低壓側(cè)的一次電流；I2':流過變壓器高壓側(cè)所裝設(shè)電流互感器即CT1的二次電流；I2”：流過變壓器低壓側(cè)所裝設(shè)電流互感器即CT1的二次電流；nh:高壓側(cè)電流互感器CT1變比；nl:低壓側(cè)電流互感器CT2變比；nB:變壓器的變比；各參數(shù)之間的關(guān)系：I17 I2 '= nh I 7 I2”= nl I2'= I2 ” I1'/1”= nh/ nl=1/ nB2、區(qū)內(nèi)：CT1到CT2的范圍之內(nèi)；3、反映故障類型：高

3、壓側(cè)內(nèi)部相問短路故障，高壓側(cè)（中性點(diǎn)直接接地）單相接地故障以及匝問、層問短路故障；四：差動(dòng)的特性1、比率制動(dòng)：如圖二所示，為差動(dòng)保護(hù)比率特性的曲線圖:動(dòng)作電流Iop L,“3.7巾J少屯何ires圖二下面我們就以上圖講一下差動(dòng)保護(hù)的比率特性：o：圖二的坐標(biāo)原點(diǎn)；f:差動(dòng)保護(hù)的最小制動(dòng)電流；d:差動(dòng)保護(hù)的最小動(dòng)作電流；p：比率制動(dòng)斜線上的任一點(diǎn)；e： p點(diǎn)的縱坐標(biāo)；b： p點(diǎn)的橫坐標(biāo)；動(dòng)用區(qū)：在of范圍內(nèi)，由丁電流小丁最小制動(dòng)電流，因此在此范圍內(nèi)，只 要電流大丁最小動(dòng)作電流Iopo,差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作；當(dāng)電流大于f點(diǎn)時(shí)， 由丁電流大丁最小制動(dòng)電流，此時(shí)保護(hù)開始進(jìn)行比率制動(dòng)運(yùn)算，曲 線抬高，此時(shí)只有當(dāng)電

4、流在比率制動(dòng)曲線以上時(shí)保護(hù)動(dòng)作；因此， 圖中陰影部分，即差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作區(qū)；制動(dòng)區(qū)：當(dāng)電流在落在曲線以下而大丁最小動(dòng)作電流的時(shí)候，由丁受比率制動(dòng)系數(shù)的制約，保護(hù)部動(dòng)作，這個(gè)區(qū)域就是差動(dòng)保護(hù)的制動(dòng)區(qū)； 比率制動(dòng)系數(shù)K:實(shí)際上比率制動(dòng)系數(shù)，就是圖二中斜線的斜率，因此我們 只要計(jì)算出此斜線的斜率，就等丁算出了比率制動(dòng)系數(shù)。以p點(diǎn)為例：計(jì)算出斜線pc的斜率K=pa/ac=(pb-ab)/(ob-of);舉例說明一下： 差動(dòng)保護(hù)有關(guān)定值整定如下：最小動(dòng)作電流Iopo=2,最小制動(dòng)電流Iopo=5，比率制動(dòng)系數(shù)k=0.5;按照做差動(dòng)保護(hù)比率制動(dòng)系數(shù)的方法， 施加高壓側(cè)電流I1=6A,180度，低壓側(cè)電流I2

5、=6A,0度，固定I1升 I2,當(dāng)I2升到9.4A的時(shí)候保護(hù)動(dòng)作，計(jì)算一下此時(shí)的比率制動(dòng)系數(shù)。由丁兩圈變差動(dòng)的制動(dòng)電流為(I1+I2 )/2,因此，Izd=(9.4+6)/2=7.7, 所以 K=(9.4-6-2)/(7.7-5)=1.4/2.7=0.52;2、諧波制動(dòng)：當(dāng)差動(dòng)電流中的諧波含量達(dá)到一定值的時(shí)候，我們的裝置就判此電流為非故障電流，進(jìn)行諧波閉鎖。500kv 一下等級(jí)的變壓器之進(jìn)行二次諧波判別，500kv及以上變壓器，則還需進(jìn)行5次諧波判別 以二次諧波為例：二次諧波系數(shù)=差電流中的二次諧波分量與基波分 量的比值。當(dāng)諧波系數(shù)大于整定值時(shí)，保護(hù)被閉鎖；小于整定值時(shí)， 保護(hù)被開放；根據(jù)經(jīng)驗(yàn)

6、，二次諧波制動(dòng)比可整定為0.15-0.2;五、不平衡電流實(shí)際上，差動(dòng)保護(hù)比率制動(dòng)也好，諧波制動(dòng)也好，歸根結(jié)底都是要躲 過變壓器的不平衡電流，而不平衡電流，也正是可能引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的 最重要因素之一。產(chǎn)生變壓器不平衡電流有以下幾個(gè)重要的原因：1、由變壓器勵(lì)磁涌流Ily所產(chǎn)生的不平衡電流；勵(lì)磁涌流主要是由于在變壓器空投時(shí)產(chǎn)生的含有大量高次諧波含量 的電流，其中以2次諧波為主。我們的800變壓器差動(dòng)保護(hù)中有“二次 諧波制動(dòng)系數(shù)” 一項(xiàng)定值，用來防止此原因造成的差動(dòng)誤動(dòng)。二次諧波制動(dòng)系數(shù)：差電流中的二次諧波分量與基波分量的比值；根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，此系數(shù)可整定為15%25%2、由于變壓器兩側(cè)電流相位不同而產(chǎn)生

7、的不平衡電流；由于變壓器常采用Y , d11的接線方式，因此，如果兩側(cè)的電流互感 器仍采用通常的接線方式，則二次側(cè)電流由于相位不同，也會(huì)有一個(gè)差 電流流入我們的保護(hù)裝置。為了消除這種不平衡電流的影響，通常都是 將變壓器星星側(cè)的三個(gè)電流互感器接成三角形，而將變壓器三角形側(cè)的 三個(gè)電流互感器接成星形，并適當(dāng)考慮聯(lián)結(jié)方式后即可把二次電流的相 位校正過來。但我們的保護(hù)要求現(xiàn)場(chǎng)二次側(cè)電流互感器的接線都接為星形接線， 因此，一次側(cè)為Y , d11的接線方式的變壓器將產(chǎn)生差流，差動(dòng)保護(hù)靠 程序?qū)⒋瞬黄胶怆娏餮a(bǔ)償?shù)簦唧w方法如下：如圖所示為Y, d11兩卷變壓器兩側(cè)繞組及電流互感器接線方式及 其中通過的一次、

8、二次電流流向：（各電流均為向量值）其中：IA,舊,IC表示流過變壓器高壓側(cè)一次繞組的電流；Ia,Ib,Ic表示流過變壓器低壓側(cè)一次繞組的電流；IAY' ,IBY' ,ICY'表示流過變壓器高壓側(cè)電流互感器二次側(cè)的電流;IaA ,Ib ,Ic表示流過變壓器低壓側(cè)電流互感器的一次側(cè)電流； 各電流關(guān)系如下：Ia= Ia + Ib <=> Ia = Ia- IbIb= Ib + Ic<=> Ib = Ib- IcIc= Ic + Ia<=> Ic = Ic- Ia向量圖：IAIC為了消除相位上帶來的差異:lah'= IA Y - IB

9、YIbh '= IB Y -ICYIch '= IC Y - IAY為了消除幅值上帶來的差異：Iah= Iah 71.732= (IA Y - I BY)Ibh= Ibh '/1.732= (IB Y- IC Y)Ich= Ich 71.732= (IC Y - IA Y)而低壓側(cè)電流保持不變Ial= Ia AIbl=Ib AIcl=Ic A其中：Iah, Ibh , Ich表示保護(hù)裝置中實(shí)際采到的高壓側(cè)電流;Ial,Ibl,Icl表示保護(hù)裝置中實(shí)際采到的高壓側(cè)電流；向量圖Ich'以二IcIC因此，差動(dòng)保護(hù)的高、低壓側(cè)電流相位一致,高壓側(cè)電流幅值不變。3、由計(jì)算

10、變比與實(shí)際變比不同而產(chǎn)生的不平衡電流由于兩側(cè)的電流互感器都是根據(jù)產(chǎn)品目錄選取標(biāo)準(zhǔn)的變比，而變壓器的變比也是一致的，因此，三者的關(guān)系很難滿足nl2/nl1=n b的要求，此時(shí)差動(dòng)回路中將有電流流過。當(dāng)采用具有速飽和鐵心的差動(dòng)繼電器時(shí)，通常都是利用它的平衡線圈Wph來消除此茶電流的影響。4、由兩側(cè)電流互感器型號(hào)不同而產(chǎn)生的不平衡電流由于兩側(cè)電流互感器型號(hào)不同，他們的飽和特性、勵(lì)磁電流（歸算置同一側(cè)）也就不同，因此，在差動(dòng)回路中所產(chǎn)生的不平衡電流也就較大。此時(shí)應(yīng)采用電流互感器的通行系數(shù)。5、由變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭而產(chǎn)生的不平衡電流帶負(fù)荷調(diào)整變壓器的分接頭，是電力系統(tǒng)中采用帶負(fù)荷調(diào)壓的變壓器來調(diào)整電

11、壓的方法，實(shí)際上改變分接頭就是改變變壓器的變比nB。如果差動(dòng)保護(hù)已按照某一變比調(diào)整好，則當(dāng)分接頭改換時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的不平衡電流流入差動(dòng)回路。對(duì)由此而產(chǎn)生的不平衡電流，應(yīng)在總差動(dòng)保護(hù)的整定值中予以考慮。六、整定計(jì)算差動(dòng)電流的定值整定比較復(fù)雜，需要考慮的各種因素很多，這里只對(duì)一些定值做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹，僅作參考：1、最小動(dòng)作電流的整定差動(dòng)最小動(dòng)作電流應(yīng)大于變壓器額定負(fù)載時(shí)的不平衡電流，即I op.min = Krel( Ker+ U + m)I n/Hb(87)式中：In變壓器額定電流；na電流互感器的變比；Krel可靠系數(shù)，取 1.31.5；Ker電流互感器的比誤差，10P型取0.03 X 2

12、, 5P型和TP型取0.01 X 2; U變壓器調(diào)壓引起的誤差，取調(diào)壓范圍中偏離額定值的最大值(百分值); m由于電流互感器變比未完全匹配產(chǎn)生的誤差，初設(shè)時(shí)取0.05。在工程實(shí)用整定計(jì)算中可選取Iop.min= (0.20.5) I N/ Ha。一般工程宜米用不小于0.3lN/na的整定值。根據(jù)實(shí)際情況(現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)不平衡電流)確有必要時(shí)也可大于0.5IN/na。2、 最小制動(dòng)電流Ires.0的整定最小制動(dòng)電流宜取Ires.0= (0.8 1.0)扇/血。3、不平衡系數(shù)的整定平衡系數(shù)通常是以高壓側(cè)為基準(zhǔn)盡心計(jì)算的。Kph=1 Kpm=Ih/Im Kpl=Ih/Il式中：Kph高壓側(cè)平衡系數(shù)Kpm 中壓側(cè)平衡系數(shù)Kpl低壓側(cè)平衡系數(shù)Ih高壓側(cè)二次額定電流Im中壓側(cè)二次額定電流Il低壓側(cè)二次額定電流下面以一實(shí)例計(jì)算一下變壓器的平衡系數(shù)：一電廠主變各側(cè)參數(shù)如下：高壓側(cè)電壓等級(jí)110KV，變比600/5,電抗器側(cè)電壓等級(jí)6.3KV,變比1000/5，機(jī)尾側(cè)電壓等級(jí) 6.3KV,變比4000/5 ,則各側(cè)平衡系數(shù)計(jì)算如下：高壓側(cè)二次電流i1=Sn/(1.732 X 110X 600/5 )A電抗器側(cè)二次電流i2=Sn/(1