變壓器微機差動保護的應用

摘要：介紹了變壓器微機差動保護的功能以及安裝調試中應注意的問題。

關鍵詞：變壓器　微機　差動保護　應用

　　微機綜合保護與常規保護相比較，具有很大的優越性，值得推廣應用。現只對變壓器WCD－8A微機差動保護加以介紹。

1　變壓器WCD－8A差動保護裝置功能

　　1.1　比率制動式差動保護

　　比率制動式差動保護作為變壓器的主保護，能反映變壓器內部相間短路故障，高壓側單相接地短路及匝間層間短路故障。當突變量大于0～25倍差動定值時投入，動作判據為：

　　式中　Icd=IH/NCH-KL(IL/NCL)(A)二次差流

　　Icdset=Izdset/2(A)—差動保護定值

　　Izdset=1.73I1e/NCH(A)—制動電流門檻值

　　Izd=(IH/NCH+IL/NCL)/2(A)—制動電流

　　K1—比率制定系數(0.3～0.7間，選0.5)

　　IH、IL—變壓器高壓側、低壓側實際電流

　　I1e—變壓器高壓側額定電流

　　NCH、NCL—變壓器高壓側、低壓側TA變比

　　圖1　差動保護動作特性曲線

　　1.2　二次諧波閉鎖功能

　　設置差電流二次諧波閉鎖差動保護的功能，主要是防止變壓器的勵磁涌流導致差動保護誤動作，二次諧波制動的判據如下：(采用常規保護避開涌流技術比較困難)：

　　Icd2>K2×Icd

　　式中　Icd——差動電流的基波分量

　　Icd2——差動電流中的二次諧波分量

　　K2——二次諧波制定系數(0.1～0.4可取0.15)

　　1.3　差動速斷保護

　　動作判據為：Icd≥Icsdset(A)式中　

　　Icd—任一相差動電流

　　Icsdet=(6～8I1e/NCH)——差動速斷保護整定值

　　為了提高內部嚴重故障時保護動作的可靠性和動作速度，差動速斷保護不受二次諧波電流閉鎖條件的限制，而是靠電流值避開涌流，因此，靈敏度較低。此功能可以由軟壓板控制字投入或退出。

　　1.4　TA二次回路斷線的監視功能

　　TA二次回路斷線的動作判據為：任一相差動電流有突變，突變相只有高壓側或低壓側電流有變化，變化相電流減小，判據為：

　　|ía+íb+íc|≥門檻值

　　TA二次回路斷線監視功能可以由軟壓板控制字投入或退出。此項功能均由自適應的門檻值控制，無需整定定值。

　　1.5　變壓器高壓側相位差與平衡補償

　　凡Yd接線方式變壓器，Y側二次電流都需要校正相位。常規接線中，高壓側TA二次側接成d接線進行相位補償，而WCD－8A具有軟件自動校正功能，這樣對于Yd－11接線的雙繞組變壓器高壓側TA可直接接成Y/Y型，投入控制字Y/d即可，已經進行了補償，即將二次相電流變換成了線電流。這樣可以簡化接線。但TA的極性仍是高壓側采用減極性輸出，低壓側采用加極性輸出。

　　1.6　變壓器低壓側電流平衡系數

　　變壓器低壓側電流互感器二次電流平衡補償由軟件完成，需輸入KL即可。以高壓側二次電流為基準，已投入了Y/d控制字的KL計算方法如下：

　　若TA二次已接成d形，未投入控制字Y/d，KL計算與上式相同。

　　式中　UNH·UNL—變壓器高、低壓側額定電壓

　　NCH·NCL—變壓器高低壓側TA變比

　　在實際運行中由于電流互感器的變比和負載Z造成誤差以及相位誤差，還要根據實際情況，測差動電流為最小(近似為零)，否則應根據實際情況KL做出適當調整，使Icd=IH/NCH-KLIL/NCL≈0。

　　常見差動保護高、低壓側變比選擇比較嚴格，要考慮TA接線系數，使二次電流近似相等，還要用差動繼電器平衡繞組補償。微機差動保護TA變比選擇即使不匹配或有誤差，適當調整KL系數進行數字運算補償即可，使保護定值計算簡單，帶負荷后，對保護可以不作六角圖。

　　1.7　突變量啟動故障錄波功能

　　保護的突變量啟動元件動作判據為：

　　｜i(t)-i(t-N)｜-｜it-N-i(t－2N)｜≥Iqd｜

　　式中　N=32——一個周波的采樣點數

　　Iqd—定值一般按0.25倍差動定值

　　　i(t)——t個采樣點的采樣值

　　任一相差動電流的突變量大于整定值時，啟動故障錄波功能，按照每周波32點記錄三相差動電流在故障時刻前8周波，后56周波的采樣值，裝置按照時間順序只保留最新兩次故障的錄波數據，便于對故障進行分析。

　　1.8　差流過大告警

　　動作判據為：Icd≥Icdset/2

　　任一相差動電流Icd大于差動保護定值Icdset的一半時，運行超過3s后，發出差流過大告警信號。可能由于TA極性接錯或TA斷線造成。此功能可以由軟壓板控制投入或退出，定值無需整定。

2　安裝調試應注意的幾個問題

　　(1)　保護裝置在現場安裝調試工作，應對裝置作通電前檢查、通電檢查、保護性能測試等工作，發現問題由廠家及時處理。在實際調試中，曾發現過插件接觸不良，芯片損壞，錯接線等情況。曾發生過因斷線閉鎖未投，因電流端子接線不良，因TA二次回路斷線使差動保護誤動，誤跳主變斷路器。

　　(2)　保護裝置投入前應對TA作變比、極性、伏安特性試驗，應檢查二次接線的正確性。在實際工作中曾發生過TA變比與實際要求不符，TA二次出線極性接錯，使二次差流過大告警。因接線錯誤使斷路器不能跳。

　　(3)　應調整斷路器機構，使斷路器跳、合靈活不發生機卡。曾發生過因斷路器機構卡燒壞掉閘、合閘線圈的故障。建議保護出口回路設計在滿足線圈熱穩定時間內，因發生斷路器機構機卡故障時，斷開故障斷路器控制電源的功能。

　　(4)　檢修保護裝置的插件，應在停電的情況下進行。因拔出插件就退出了保護。帶負荷檢修插件應采取其它技術保護措施。

　　(5)　微機保護結構比較復雜，不易檢修。現在微機保護發生故障時還需廠家派人來檢修處理。因此應培養能獨立工作的檢修維護人員。