朱祚恒，敬海兵，張勤勇，蔣 毅，彭 瑾

(國網(wǎng)四川省電力有限公司達州供電公司，四川 達州 635000)

變壓器差動保護比率制動系數(shù)校驗輔助方法

朱祚恒，敬海兵，張勤勇，蔣 毅，彭 瑾

(國網(wǎng)四川省電力有限公司達州供電公司，四川 達州 635000)

闡述了變壓器差動保護原理、相位及幅值校正方法，以及現(xiàn)場調(diào)試接線方式；并基于變壓器差動保護原理、相位及幅值的補償方法，采用Visual Basic 6.0開發(fā)了實用的比率制動系數(shù)校驗程序；最后以南瑞繼保公司RCS-978保護裝置為例，驗證了該程序能提高調(diào)試人員工作效率，實際使用效果良好。

變壓器；差動保護；比率制動系數(shù)；程序開發(fā)

0 引言

變壓器是電力系統(tǒng)中極其重要的設(shè)備，差動保護作為變壓器的主保護，一直是現(xiàn)場調(diào)試中的重難點。其中，比率制動系數(shù)的校驗尤為麻煩：一是調(diào)試人員需要手工進行大量的計算，得出變壓器的二次額定電流、平衡系數(shù)等參數(shù)，過程繁瑣；二是由于差動保護生產(chǎn)廠家、相位及幅值補償方法以及現(xiàn)場接線方式的不同，導(dǎo)致即使是經(jīng)驗豐富的調(diào)試人員也不一定能快速確定流進保護裝置的合適電流，從而使得變壓器差動保護調(diào)試費時又費力。

根據(jù)以上原因，基于變壓器差動保護原理、相位及幅值的校正方法，采用Visual Basic 6.0開發(fā)了一個專門用于變壓器差動保護比率制動系數(shù)校驗的程序，作為變壓器差動保護調(diào)試的輔助工具。該程序在實踐中得到充分驗證，為變壓器差動保護的調(diào)試工作節(jié)約了大量的時間，提高了工作效率。

1 變壓器差動保護原理

變壓器差動保護3段式比率制動特性曲線如圖1所示。該曲線的動作方程可描述為

其中：Id為差動電流，A；Ir為制動電流，A；Ir1為拐點A1處的制動電流，A；Ir2為拐點A2處的制動電流，A；Icdqd為差動啟動電流，A；Kb1，Kb2，Kb3分別為3段折線的比率制動系數(shù)；，，分別為流進差動保護裝置的變壓器各側(cè)的電流，A。

圖1 變壓器差動保護比率制動特性曲線

2 變壓器相位及幅值校正

由于變壓器本身各側(cè)繞組的接線方式不同，流進差動保護裝置的變壓器各側(cè)電流也必然達不到平衡條件。為確保變壓器在正常運行或者外部故障時流進差動保護裝置的電流矢量和為0，必須進行相位及幅值校正?，F(xiàn)以目前電力系統(tǒng)常用變壓器聯(lián)接組別YNynd11為例進行說明。

2.1 相位校正

(1) 由星形側(cè)轉(zhuǎn)向三角形側(cè)(Y→△)轉(zhuǎn)角計算如下。

（2）由三角形側(cè)轉(zhuǎn)向星形側(cè)(△→Y)轉(zhuǎn)角計算如下。

2.2 幅值校正

(1) 變壓器各側(cè)一次額定電流IN(A)為

其中：SN為變壓器最大額定容量，MVA；UN為變壓器各側(cè)的額定電壓，kV。

(2) 變壓器各側(cè)二次額定電流Ie(A)為

其中：nTA為變壓各側(cè)電流互感器變比。

（3）變壓器各側(cè)平衡系數(shù)Km為

以各側(cè)中二次額定電流小值為基準(zhǔn)：

其中：IeH為高壓側(cè)二次額定電流，A；IeL為低壓側(cè)二次額定電流，A；Ie·min為變壓器各側(cè)中二次額定電流的最小值，A；Ien為需計算側(cè)的二次額定電流，A。

通過相位及幅值校正后，根據(jù)式(1)，差動電流計算式可表達為

3 現(xiàn)場調(diào)試接線方式

為方便計算，選擇在試驗側(cè)加入單相電流進行調(diào)試。針對不同的轉(zhuǎn)角補償方式，現(xiàn)場接線方式也有所不同。

圖2中(a)和(b)分別為由星形側(cè)轉(zhuǎn)向三角形側(cè)(Y→△)轉(zhuǎn)角方式下，高、中壓側(cè)和高、低壓側(cè)的試驗接線方式。圖2中(c)和(d)分別為由三角形側(cè)轉(zhuǎn)向星形側(cè)(△→Y)轉(zhuǎn)角方式下，高、中壓側(cè)和高、低壓側(cè)的試驗接線方式。

2.3 3組患者的殘留內(nèi)膜面積比較 輕度粘連組的殘留內(nèi)膜面積最高，重度粘連組的殘留內(nèi)膜面積最低(P<0.05)。見表3。

圖2 比率制動系數(shù)校驗現(xiàn)場接線方式

4 程序開發(fā)

4.1 程序運作流程

變壓器差動保護比率制動系數(shù)校驗程序運作流程如圖3所示。

圖3 程序運作流程

4.2 程序功能

根據(jù)變壓器銘牌參數(shù)、各側(cè)電流互感器比，將其輸入到軟件相應(yīng)的方框內(nèi)，然后點擊計算，可得到變壓器各側(cè)的二次額定電流；再根據(jù)廠家保護裝置說明書選擇相應(yīng)的平衡系數(shù)計算方式，可以計算出變壓器各側(cè)的平衡系數(shù)。

在編程過程中，主要用到Visual Basic 6.0的標(biāo)簽(Label)、文本框(Textbox)、命令按鈕(CommandButton)、選擇按鈕(OptionButton)等控件。

以南瑞繼保RCS-978變壓器差動保護裝置為例，參照變壓器參數(shù)(見表1)，平衡系數(shù)計算方式以變壓器各側(cè)二次額定電流最小值為基準(zhǔn)，即可得出計算結(jié)果。

表1 變壓器參數(shù)

根據(jù)廠家保護裝置說明書，在程序相應(yīng)的方框內(nèi)輸入比率制動特性曲線數(shù)據(jù)，并選擇相應(yīng)的相位補償轉(zhuǎn)角方式、校驗方式，然后點擊計算，可得到在平衡點A1，A2下應(yīng)該在保護裝置試驗的兩側(cè)輸入的電流數(shù)據(jù)。再將得到的電流數(shù)據(jù)輸入到保護測試儀中，然后固定一側(cè)電流，稍微增加或減小另一側(cè)電流使得保護動作，記錄下動作點A1′，A2′；然后將這2點電流數(shù)據(jù)輸入到程序動作狀態(tài)下的方框中，點擊計算，則可計算出第2段折線比率制動系數(shù)Kb2′；然后即可與定值通知書上的Kb2進行比較驗證。

由此可得，RCS-978比率制動特性曲線參數(shù)為：Ir1=0.5Ie，Ir2=6Ie，Icdqd=0.5Ie，Kb1=0.2，Kb2= 0.5；相位補償方式是由三角形側(cè)轉(zhuǎn)向星形側(cè)(△→Y)轉(zhuǎn)角。

5 程序適用范圍

(1) 在變壓器差動保護現(xiàn)場調(diào)試中，主要是針對第2段比率制動系數(shù)進行驗證，因此所開發(fā)的程序只能進行第2段比率制動系數(shù)的校驗。

(2) 該程序適用于YNd11接線方式的三相繞組和雙繞組變壓器。

(3) 由于變壓器保護生產(chǎn)廠家較多，即使是同一廠家生產(chǎn)的不同型號的保護裝置，其保護各參數(shù)計算也有所不同，但保護原理基本一致。

該程序是基于目前電力系統(tǒng)內(nèi)最常用的產(chǎn)品開發(fā)的，可適用的保護裝置有：南瑞繼保RCS-978系列，國電南自PST-1200系列，四方繼保CSC-326系列，許繼電氣WBH-801系列，成都智達JBK-3000系列，南京電研NSA-3000系列等。

6 結(jié)束語

變壓器差動保護比率制動系數(shù)校驗一直是現(xiàn)場調(diào)試的難點，用Visual Basic 6.0開發(fā)的比率制動系數(shù)校驗程序，有較好的人機界面，易操作。經(jīng)過現(xiàn)場實踐驗證，能較好地幫助調(diào)試人員，節(jié)約時間，提高工作效率。

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3 王 濤，林桂華．變壓器保護[M]．北京：中國電力出版社，2012.

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6 張 魯，柯春根．變壓器比率差動保護調(diào)試輔助軟件開發(fā)[J]．變壓器，2012，49(1)：33-36.

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2015-01-12；

：2015-04-16。

朱祚恒(1983-)，男，技師，主要從事電力系統(tǒng)繼電保護調(diào)試維護工作，email：112952437@qq.com。

敬海兵(1985-)，男，助理工程師，主要從事電力系統(tǒng)繼電保護調(diào)試維護工作。

張勤勇(1957-)，男，高級技師，主要從事電力系統(tǒng)繼電保護調(diào)試維護工作。

蔣 毅(1983-)，男，工程師，主要從事電力系統(tǒng)繼電保護調(diào)試維護工作。

彭 瑾(1986-)，女，技師，主要從事電力系統(tǒng)繼保護工作。