變壓器差動保護(hù)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(dá)州供電公司，四川 達(dá)州 635000)

變壓器差動保護(hù)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(dá)州供電公司，四川 達(dá)州 635000)

闡述了變壓器差動保護(hù)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(hù)原理、相位及幅值的補(bǔ)償方法，采用Visual Basic 6.0開發(fā)了實(shí)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(hù)裝置為例，驗證了該程序能提高調(diào)試人員工作效率，實(shí)際使用效果良好。

變壓器；差動保護(hù)；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(hù)作為變壓器的主保護(hù)，一直是現(xiàn)場調(diào)試中的重難點(diǎn)。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(jìn)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(hù)生產(chǎn)廠家、相位及幅值補(bǔ)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(jìn)保護(hù)裝置的合適電流，從而使得變壓器差動保護(hù)調(diào)試費(fèi)時又費(fèi)力。

根據(jù)以上原因，基于變壓器差動保護(hù)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(hù)比率制動系數(shù)校驗的程序，作為變壓器差動保護(hù)調(diào)試的輔助工具。該程序在實(shí)踐中得到充分驗證，為變壓器差動保護(hù)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(hù)原理

變壓器差動保護(hù)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(diǎn)A1處的制動電流，A；Ir2為拐點(diǎn)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(jìn)差動保護(hù)裝置的變壓器各側(cè)的電流，A。

圖1 變壓器差動保護(hù)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(jìn)差動保護(hù)裝置的變壓器各側(cè)電流也必然達(dá)不到平衡條件。為確保變壓器在正常運(yùn)行或者外部故障時流進(jìn)差動保護(hù)裝置的電流矢量和為0，必須進(jìn)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(jìn)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(dá)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(jìn)行調(diào)試。針對不同的轉(zhuǎn)角補(bǔ)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(yùn)作流程

變壓器差動保護(hù)比率制動系數(shù)校驗程序運(yùn)作流程如圖3所示。

圖3 程序運(yùn)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(diǎn)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(hù)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(hù)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(hù)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(bǔ)償轉(zhuǎn)角方式、校驗方式，然后點(diǎn)擊計算，可得到在平衡點(diǎn)A1，A2下應(yīng)該在保護(hù)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(hù)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(hù)動作，記錄下動作點(diǎn)A1′，A2′；然后將這2點(diǎn)電流數(shù)據(jù)輸入到程序動作狀態(tài)下的方框中，點(diǎn)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(jìn)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(bǔ)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(hù)現(xiàn)場調(diào)試中，主要是針對第2段比率制動系數(shù)進(jìn)行驗證，因此所開發(fā)的程序只能進(jìn)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(hù)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(hù)裝置，其保護(hù)各參數(shù)計算也有所不同，但保護(hù)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(hù)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(dá)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(hù)比率制動系數(shù)校驗一直是現(xiàn)場調(diào)試的難點(diǎn)，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(jī)界面，易操作。經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)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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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(hù)調(diào)試維護(hù)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(hù)調(diào)試維護(hù)工作。

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

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

彭 瑾(1986-)，女，技師，主要從事電力系統(tǒng)繼保護(hù)工作。