变压器差动保护比率制动系数校验辅助方法

朱祚恒，敬海兵，张勤勇，蒋 毅，彭 瑾

(国网四川省电力有限公司达州供电公司，四川 达州 635000)

变压器差动保护比率制动系数校验辅助方法

朱祚恒，敬海兵，张勤勇，蒋 毅，彭 瑾

(国网四川省电力有限公司达州供电公司，四川 达州 635000)

阐述了变压器差动保护原理、相位及幅值校正方法，以及现场调试接线方式；并基于变压器差动保护原理、相位及幅值的补偿方法，采用Visual Basic 6.0开发了实用的比率制动系数校验程序；最后以南瑞继保公司RCS-978保护装置为例，验证了该程序能提高调试人员工作效率，实际使用效果良好。

变压器；差动保护；比率制动系数；程序开发

0 引言

变压器是电力系统中极其重要的设备，差动保护作为变压器的主保护，一直是现场调试中的重难点。其中，比率制动系数的校验尤为麻烦：一是调试人员需要手工进行大量的计算，得出变压器的二次额定电流、平衡系数等参数，过程繁琐；二是由于差动保护生产厂家、相位及幅值补偿方法以及现场接线方式的不同，导致即使是经验丰富的调试人员也不一定能快速确定流进保护装置的合适电流，从而使得变压器差动保护调试费时又费力。

根据以上原因，基于变压器差动保护原理、相位及幅值的校正方法，采用Visual Basic 6.0开发了一个专门用于变压器差动保护比率制动系数校验的程序，作为变压器差动保护调试的辅助工具。该程序在实践中得到充分验证，为变压器差动保护的调试工作节约了大量的时间，提高了工作效率。

1 变压器差动保护原理

变压器差动保护3段式比率制动特性曲线如图1所示。该曲线的动作方程可描述为

其中：Id为差动电流，A；Ir为制动电流，A；Ir1为拐点A1处的制动电流，A；Ir2为拐点A2处的制动电流，A；Icdqd为差动启动电流，A；Kb1，Kb2，Kb3分别为3段折线的比率制动系数；，，分别为流进差动保护装置的变压器各侧的电流，A。

图1 变压器差动保护比率制动特性曲线

2 变压器相位及幅值校正

由于变压器本身各侧绕组的接线方式不同，流进差动保护装置的变压器各侧电流也必然达不到平衡条件。为确保变压器在正常运行或者外部故障时流进差动保护装置的电流矢量和为0，必须进行相位及幅值校正。现以目前电力系统常用变压器联接组别YNynd11为例进行说明。

2.1 相位校正

(1) 由星形侧转向三角形侧(Y→△)转角计算如下。

（2）由三角形侧转向星形侧(△→Y)转角计算如下。

2.2 幅值校正

(1) 变压器各侧一次额定电流IN(A)为

其中：SN为变压器最大额定容量，MVA；UN为变压器各侧的额定电压，kV。

(2) 变压器各侧二次额定电流Ie(A)为

其中：nTA为变压各侧电流互感器变比。

（3）变压器各侧平衡系数Km为

以各侧中二次额定电流小值为基准：

其中：IeH为高压侧二次额定电流，A；IeL为低压侧二次额定电流，A；Ie·min为变压器各侧中二次额定电流的最小值，A；Ien为需计算侧的二次额定电流，A。

通过相位及幅值校正后，根据式(1)，差动电流计算式可表达为

3 现场调试接线方式

为方便计算，选择在试验侧加入单相电流进行调试。针对不同的转角补偿方式，现场接线方式也有所不同。

图2中(a)和(b)分别为由星形侧转向三角形侧(Y→△)转角方式下，高、中压侧和高、低压侧的试验接线方式。图2中(c)和(d)分别为由三角形侧转向星形侧(△→Y)转角方式下，高、中压侧和高、低压侧的试验接线方式。

2.3 3组患者的残留内膜面积比较 轻度粘连组的残留内膜面积最高，重度粘连组的残留内膜面积最低(P<0.05)。见表3。

图2 比率制动系数校验现场接线方式

4 程序开发

4.1 程序运作流程

变压器差动保护比率制动系数校验程序运作流程如图3所示。

图3 程序运作流程

4.2 程序功能

根据变压器铭牌参数、各侧电流互感器比，将其输入到软件相应的方框内，然后点击计算，可得到变压器各侧的二次额定电流；再根据厂家保护装置说明书选择相应的平衡系数计算方式，可以计算出变压器各侧的平衡系数。

在编程过程中，主要用到Visual Basic 6.0的标签(Label)、文本框(Textbox)、命令按钮(CommandButton)、选择按钮(OptionButton)等控件。

以南瑞继保RCS-978变压器差动保护装置为例，参照变压器参数(见表1)，平衡系数计算方式以变压器各侧二次额定电流最小值为基准，即可得出计算结果。

表1 变压器参数

根据厂家保护装置说明书，在程序相应的方框内输入比率制动特性曲线数据，并选择相应的相位补偿转角方式、校验方式，然后点击计算，可得到在平衡点A1，A2下应该在保护装置试验的两侧输入的电流数据。再将得到的电流数据输入到保护测试仪中，然后固定一侧电流，稍微增加或减小另一侧电流使得保护动作，记录下动作点A1′，A2′；然后将这2点电流数据输入到程序动作状态下的方框中，点击计算，则可计算出第2段折线比率制动系数Kb2′；然后即可与定值通知书上的Kb2进行比较验证。

由此可得，RCS-978比率制动特性曲线参数为：Ir1=0.5Ie，Ir2=6Ie，Icdqd=0.5Ie，Kb1=0.2，Kb2= 0.5；相位补偿方式是由三角形侧转向星形侧(△→Y)转角。

5 程序适用范围

(1) 在变压器差动保护现场调试中，主要是针对第2段比率制动系数进行验证，因此所开发的程序只能进行第2段比率制动系数的校验。

(2) 该程序适用于YNd11接线方式的三相绕组和双绕组变压器。

(3) 由于变压器保护生产厂家较多，即使是同一厂家生产的不同型号的保护装置，其保护各参数计算也有所不同，但保护原理基本一致。

该程序是基于目前电力系统内最常用的产品开发的，可适用的保护装置有：南瑞继保RCS-978系列，国电南自PST-1200系列，四方继保CSC-326系列，许继电气WBH-801系列，成都智达JBK-3000系列，南京电研NSA-3000系列等。

6 结束语

变压器差动保护比率制动系数校验一直是现场调试的难点，用Visual Basic 6.0开发的比率制动系数校验程序，有较好的人机界面，易操作。经过现场实践验证，能较好地帮助调试人员，节约时间，提高工作效率。

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3 王 涛，林桂华．变压器保护[M]．北京：中国电力出版社，2012.

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2015-01-12；

：2015-04-16。

朱祚恒(1983-)，男，技师，主要从事电力系统继电保护调试维护工作，email：112952437@qq.com。

敬海兵(1985-)，男，助理工程师，主要从事电力系统继电保护调试维护工作。

张勤勇(1957-)，男，高级技师，主要从事电力系统继电保护调试维护工作。

蒋 毅(1983-)，男，工程师，主要从事电力系统继电保护调试维护工作。

彭 瑾(1986-)，女，技师，主要从事电力系统继保护工作。