反之越小; I op. min 越大, 差动保护误动可能性越小, 区内轻微故障时灵敏 度可能不满足 要求。基于
∃大型发电机变压器继电保护整定计算导则%[ 4] 规
定, 比率制动特性动作电流和制动电流整定范围 为: I op. min = ( 0. 2 ~ 0. 5) I n ( I n 为变 压 器额 定电
K res > 2。显然要同时满足上述两种 特殊情况存
在矛盾。为确保单电源内部短路差动保护灵敏度
( 双电源供电应考虑一侧先合闸, 另一侧未合闸时
内部短路) , K res< 2; 同时装设 T A 二次断线闭锁
装置, 防止断线差动保护误动作。
由图 1 可看出, I res, 1 越大, 差动保护区越大,
由以上分析可知, K res> S 或 K res < S , 保护是 否误动, 由 I op. min 、S I res. 1 确定。整定计算中, 决不 允许将 S 等同于 K res 整定, 否则将造成保护误动。 一般保护装置出 厂时将 I r es. 1 与 S 固定或确定一 定整定范围, 需注意整定参数 K res 。比率制动差 动保护整定中 I op, min 、I res. 1 和 K res 的相互比值关系
∀
I l 的相量见图 2。由图可得差动电流:
∀
∀
∀
∀
I op = I h + I l = I h
( 7)
图 2 外部短路两侧电流的相量图
Fig. 2 Phas or dia gr am o f c urre nt o n bo t h
sides o f e x t e rnal sho rt c irc uit
1 两折线式比率制动特性
( 1) 比率制动判据。主要作用是使差动保护
躲开外部短路故障时的稳态不平衡电流。有两种
判据方式[ 1] 。
判据 1
I op > K res I res
( 1)
判据 2
I op > I op. min + S ( I res - I res. 1 )
( 2)
式中, I r es. 1 为 拐点制动电流; I op. min 为差动最小动 作电流。
收稿日期: 2010 10 25, 修回日期: 2010 12 07 作者简介: 黄瑞梅( 1963 ) , 女, 副教授, 研究方向为电力工程, E mail: hr m101@ 163. com 通讯作者: 许建安( 1950 ) , 男, 教授, 研究方向为电力工程, E mail: fjsyx ja@ 126. com
通过变压器接线组别 控制字选择接 线型式控制

字, 进行幅值补偿时将低压侧二次相电流乘以相 应的 K P。变压器二侧均按星形接线, 现场整定了 接线组别控制字、K P , 即可实现差动保护电流回 路相位校正与幅值平衡功能。当星形侧采用接线
方式补偿时, 其幅值增大 3倍, 若以高压侧 T A 为 星形接法, 则计算的 K P 值使电流幅值无法平衡, 采用常归接线后低压侧 K P= 1. 82。显然 K P= 1. 05 不正确, 应为 1. 82, 错误整定 K P 必对差动保护造 成影响。设差动保护二次定值为 1. 5 A ( 即 1. 5=
器为例) 如下三种方法[ 3] 。
∀
∀
方法 1 I r es = Ih - I l / 2
( 4)
方法 2 I res = ( Ih + I l ) / 2
( 5)
方法 3 I res = m ax I h , I l
( 6)
式中, I h 、I l 分别为变压器高压侧、低压侧二次电
流。当外部短路时, 若电流互感器( T A) 无误差,
b. 根据单电源和双电源选择制动电流及最小 动作电流是确保差动保护选择性和灵敏度性的关 键要素。
第 29 卷第 4 期
黄瑞梅等: 比率制动变压器差动保护整定分析
∀ 169 ∀
直接影响 整 定 的 差 动 保 护 是 否 误动。选 取 的 I op, min 值大于 I res. 1 与整定计算中最小制动系数的 乘积, 可确保差动保护不误动。
2 Ire s选择
微机差动保护 I res的选取采用( 以双绕组变压
( 2) 整定参数选取。图 1 为两折线式比率制 动特性曲线。两折线式变压器差动整定计算有两
种方法[ 2] : 先求 K res = I op / I res ( K res 为通过坐标 原点直线) , 再根据 I res. 1 求 I op. min 。该法简单、安全 可靠, 在满足灵敏度 下, 建议采用此法。I op. min 确 定与 I res. 1 选择有关, 应根据变压器参数正确选择。
三种方法的 I res 均等于穿越性短路电流; 当差动判
据采用 I op > K I res res 时, 认为 K res 等于允许的最大
误差; 当外部短路且 T A 电流互感器不存在误差
时, 按三种方法选取 I res 不存在差异。
3 K res选择
∀
若 T A 存在误差时, 设相对误差为 , 则 I h 和
先求 Iop. min , 由最大制动电流求 S, 再求 K res : K res = I op / I res = S + ( I op. min - SI res. 1 ) / I res ( 3)
图 1 两折线比率制动 特性 Fig . 1 Cha rac t e rist ic s of bilinea r ra t io bra king
按式( 6) 的 1/ 2。变压器为双电源供电时, 内部短 路时两侧短路电流相位不一致, 按式( 4) 允许有较
大的相位差, 较按式( 5) I r es 取更有优势。 当差动保护中引出线较多时, 按式( 6) 取值就
不适宜。因外部短路时故障引出线电流最大, T A
误差也最大, 以其为制动电流失去制动量最多。
用软件补偿方式补偿相位; 变压器二次、一次电流
分别为 78. 8、788 A; TA 变比分别为 100/ 5、1 000/ 5,
二次额定电流均为 3. 94 A; 外部短路最大短路电
流为 519 A , 最大不平衡电流为 6. 48 A ; I res 按式
( 5) 选取时, 最大 I res = 25. 95 A ; 区内短路差动电
3I L - I L , I L 为低 压侧二次额定 电流) , 当 I L = 2. 05 A 时差动保护将动作, 无法达到额定运行状 态。对单电源降压变压器相位补偿方式无论采用何 种方式, 校验内部短路故障的灵敏度时, 采用两相短 路电流值进行灵敏度校验不正确, 须引起注意[ 3,5] 。
障时, 制动电流较大, 内部短路故障时制动电流按 最小原则选取, 才能确保差动保护可靠动作。
式( 3) 有如下 几种 选取 情况: 当 I op. min = SI res. 1 时, K res= S , 为常数。制动特性曲线延长线 过原点。整定计算时取制动系数大于计算值即可 确保保护正确动作。 当 Iop. min < SI res. 1 时, K res < S。制动特性曲线在理想制动特性曲线之下, 制动 系数为变量, 因 K res < S, 保护的动作区增大, 可能 出现误动。 ! 当 I op. min > SI res. 1 时, K res> S。制动特 性曲线在理想制动特性曲线之上。因 K res > S, 整 定计算时取 K res大于计算值, 即可确保保护不误动。
∀ 170 ∀
水电能源科学
2011 年
∀
∀
∀
∀
动回路电流为 I Ar = ( I A - I B ) / 3= I A ej30∋, 既补
偿了相位又补偿了数值。设变压器容量为 15 000
kVA, 变比 35/ 11 kV 的降压变压器, 两侧 T A 变
比分别为 300/ 5、1 000/ 5, 则平衡系数 K P = 1. 05。
4 实例
已知双绕组降压变压器的 参数为 15 MVA ,
110( 1 & 2. 5% ) / 11 kV, Uk= 8% , Y, d11 接线, 归算
到 10. 5 kV 系统最大电抗 X s, max = 0. 66 , 最小电
抗 X s. min = 0. 48 。选变压器高压侧为基本侧, 采
流为 22. 2 A ; 当取不同 I res 与 I op. min 时参数关系见
表 1。由表可看出, 适当提高 I op. min 、降低 I res. 1 对
变压器差动保护灵敏度影响不明显, 适当选择
I op 、I op. min 可提高保护性能。
表 1 计算结果比较
T ab. 1 Co mpariso n o f diff e re nt me t ho ds
I res. 1 / A
0. 8I n 0. 6I n 0. 5I n
Io p. min / A
0. 3I n= 1. 28 0. 4I n= 1. 58 0. 5I n= 0. 197
动作电流/ A 6. 00 6. 26 6. 43
灵敏度 3. 7 3. 5 3. 4
5 接线组别型式控制字选择
微机变压器差动保护对 Y, d11 接线的相位 补偿方式可按常规接线( 即将高压侧 T A 二次回 路接成三角形) , 也可 采用软件补偿 方式补偿相 位。即通过计算方法补偿。如 Y 侧加入 A 相差
中图分类号: T M 773
文献标志码: A
比率制动变压器差动保护由于制动电流选择 灵活、动作灵敏、躲外部故障能力强等优点获得了 广泛应用。比率制动差动保护整定计算中动作电 流( I op ) 、制动电流( I res ) 、制动系数 ( K res ) 和斜率 ( S) 为变压器差动保护整定的重要 参数, 最小动 作电流的选取是确保正常运行下差动保护不误动 的条件, K res 是确保外部短路故障时 变压器差动 保护不误动的基础。虽比率制动变压器差动保护 整定简单, 若 I op 、I res 、K r es 选择不 合理, 外部故障 时将引起 保护误 动; 整 定计算中 有的误 将 S 与 K res 等同看待, 造成保护误动时有发生。鉴此, 本 文分析了变压器比率 制动差动保护 整定有关参 数, 提出了 K r es 选取、I res 选择原则及 相位补偿方 式等整定计算中应注意的问题。