主變比率差動門檻值的現場校驗方法

汪 驁

(上海送變電工程有限公司，上海 200235)

受到變壓器各側不同的電壓等級、流變變比、接線組別和勵磁涌流等因素影響，不同的微機保護裝置采用了不同的電流補償方式和比率制動曲線。

以上海市500 kV靜安變電站3號主變所使用南瑞繼保的PCS-978T5-G和國電南瑞的NSR-378T5兩種變壓器微機保護裝置為例，闡述其比率差動門檻值的校驗方法。

1 比率差動

1.1 比率差動原理

由于差動保護所使用的電流互感器(CT)和主變銘牌標稱的變比與實際的變比之間存在誤差及匹配的問題，差動回路不可避免地會出現不平衡電流。如果主變區外故障時，經過CT的故障電流增大可能會導致CT飽和，不能準確地反映出故障類型，從而導致差動保護誤動。這時候保護引入了比率差動式繼電器，即動作電流會隨著不平衡電流的增大而按照比率增大，并且增加的速度將高于故障電流。

比率差動原理的核心機制就是引入區外故障時的電流作為制動電流，當區外故障電流增大時，制動電流隨之增大，在主變區外故障時，使差動保護有效拒動。

1.2 常見的比率差動特性曲線

以南瑞繼保的PCS-978T5-G和國電南瑞的NSR-378T5的比率差動曲線為例，對曲線的差動電流和制動電流算法進行闡述。

南瑞繼保PCS-978T5-G變壓器成套保護裝置中的比率差動特性曲線如圖1所示。國電南瑞NSR-378T5變壓器成套保護裝置中的比率差動特性曲線如圖2所示。

在圖1和圖2中，Ie為變壓器額定電流；Id為差動電流；Ir為制動電流；Ii為變壓器各側電流；K為比率制動系數整定值；Icdqd為比率差動啟動定值。

圖1 PCS-978T5-G比率差動特性曲線

圖2 NSR-378T5比率差動特性曲線

(1)

式中Id——差動電流；Ir——制動電流；Ii——變壓器各側電流。

1.3 比率差動門檻值的校驗

以南瑞繼保的PCS-978T5-G和國電南瑞的NSR-378T5為例，詳細說明其比率差動特性曲線門檻值的校驗方法。

已知現場變壓器的參數如表1所示，比率差動啟動定值為0.5倍的Ie。

表1 現場變壓器的參數

這里選取高壓側和低壓側做比率差動門檻值的測試。由于在只加某一側的電流時：Id=2Ir，那么對于PCS-978T5-G來說，將與曲線Id=0.2Ir+0.5Ie相交于Id=5/9Ie，具體門檻值計算結果可見表2。

表2 PCS-978T5-G門檻值計算

對于NSR-378T5來說，將與曲線Id=0.5Ie相交于Id=0.5Ie，具體門檻值計算結果見表3。

表3 NSR-378T5門檻值計算

差動門檻值的校驗既可以選擇在高壓側或低壓側通入電流，也可以通入單相或是三相電流完成校驗。

在高壓側通入單相電流、高壓側通入三相電流、低壓側通入單相電流和低壓側通入三相電流這4種調試方法下進行試驗，比較其試驗過程和所獲得數據，討論其優劣，具體試驗數據見表4～6。

表4 PCS-978T5-G門檻值試驗數據

表5 PCS-978T5-G門檻值試驗數據

表6 比率差動動作時間

從試驗需求上來說，單相法對比三相法，其需求的儀器要求低，只需要輸出一路電流；缺點是需要根據不同保護裝置型號的補償方式，計算單相時的啟動電流，且在曲線拐點校驗時，補償角度計算起來較為復雜。

三相法雖然對儀器要求較高，但輸出電流不需要根據保護裝置型號不同計算電流補償，同時在曲線計算拐點時也更加方便，Y側對Y側時，兩側電流角度反180°，Y側對Δ側11點鐘接線時，兩側電流相差210°。

2 結語

差動保護作為變壓器的主保護，其重要程度不言而喻。本文介紹了不同差動電流補償算法和比率差動特性曲線門檻值的校驗方法，有助于在實際工作中幫助更好地完成對主變差動保護的調試。