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變壓器差動曲線的全新測試

  現在的變壓器保護一般都是微機型的,以前都是用三路電流的繼電保護測試儀測試變壓器的制動曲線,一般都是分相測試,比如做a相的動作曲線時,就會千方百計地使另外b、c兩相不動作,由于各個型號的動作和制動公式各不相同,為了不使b、c兩相動作,一般都會在另外一相串入一個補償電流,或是改動保護里定值單的補償系數等方式,這種測試方法的缺點是受牽制較多,而且不一定能把差動的斜率區和速動區的制動曲線測試出來。

  我單位的onlly-4630g計算機自動化測試調試(繼電保護)系統能四路電壓、六路電流同時任意輸出,不僅可以全面考查變壓器保護的運行狀態,而且在測試變壓器保護的制動曲線時,由于是六路電流同時輸入到變壓器保護中,就不會出現上述的情況,而且對于任何動作和制動公式的變壓器保護,都可以很輕松地將制動曲線完整地測試出來。

  據上所述,可以得出:不管是兩相、三相、還是六相電流的繼保測試儀在測試變壓器保護的制動曲線時,由于a、b、c三相的制動曲線都是相同的,根據情況可以讓單相、兩相或是三相同時動作,這樣也可以很輕松地將制動曲線完整地測試出來(相信這種測試方法可以作為一種通用性的測試方法)。以下提供幾種典型變壓器保護的接線示意圖。

  1差動保護的基本接線原理:k1、k2的計算推導

  一般,對于y/△接線方式的變壓器,其差動保護的接線圖及電流正方向的定義如下圖所示:

  該接線圖中包含了兩個方面的內容:

  1)由于y/△接線方式,導致兩側ct一次電流之間出現30度的相位偏移,所以應對y側ct一次電流進行相位補償;

  2)由于變壓器兩側電壓等級不同,所以i1、i2的有名值不能直接進行運算,二者必須歸算到同一電壓等級。一般的處理方法為將i2歸算到i1側(通常即高壓側);

  ◆針對第1點,傳統的方法是通過將y側的ct作△接和△側的ct作y接實現相位補償,由此而導致的y側電流放大√3倍,則結合ct變比的不平衡補償完成,最后將處理后的電流引入保護;(以下是傳統變壓器保護的典型接線示意圖)

  ◆隨著微機型變壓器差動保護的出現,為了簡化現場接線,通常要求變壓器各側ct均按y型方式接線,然后將各側的ct二次電流i1、i2直接引入保護,而以上關于相位和ct變比的不平衡補償則在保護內部通過軟件進行補償。

  以y/△-11為例,對于a相差動:

  1)y側相位補償:根據變壓器的鐘點數選擇相應的相作y→△的轉換

  2)△側i2歸算到y側,即ct變比的不平衡補償

  2基于標么值概念下k1、k2的計算推導

  關于i1、i2有名值的歸算問題,可以在標么值概念的基礎上更加直接地表示出來。在標么系統中,同一電流歸算至不同的電壓等級后,其有名值雖然發生變化,但其標么值卻保持不變,所以歸算到側后的差流表達式為:

  式中:折算到ct1二次側變壓器一次側的額定電流;

  折算到ct2二次側變壓器二次側的額定電流;

  考慮到y側相位補償,從而式(2)可改寫為:

  3分相差動試驗(2路電流)時,常見保護的修正系數計算:

  以變壓器y/y/△-12-11接線為例,即高壓側y,中壓側y,低壓側△,當進行分相(如a相)差動試驗時,通常假定另外兩相電流為0(如i1b=0,i1c=0),則公式(3)簡化為:

  所以分相(a相)差動試驗時,

  1)從公式(4)可以看出,a相差動試驗時,由于y側相位補償,將在y側c相引入(i1a)影響,為了防止c相搶動,試驗時,可以通過接線在△側c相同樣引入(i2a),亦即:令i2b=0,i2c=i2a(相當于接線為ac相間故障形式),從而保證理論上a、c兩相差動和制動完全一致;(其他相位補償方式可依此類推)。

  2)從公式(4)可以看出,分相進行差動試驗時,一般取高低壓側電流i1a和i2a相位反180°,補償系數k1,k2,k3的取值如下:

  式中,u1n,u2n,u3n分別代表變壓器各側的額定電壓,ct1,ct2,ct3分別代表變壓器各側的ct變比值;

  注:公式(5)中的為變壓器的△側接線引起(y側需相位補償),如果變壓器的i、ii、iii側全部為y接,則去除公式(4)中相應的即可;

  國電南自pst-641(雙繞變,y側相位補償)

  (注:二次額定電流定值已考慮的補償)

  國電南自pst-1200(y側相位補償)

  (注:kpm、kpl分別為中、低壓側差動平衡系數定值)

  深圳南瑞isa系列(y側相位補償)

  (注:d35、d36分別為中、低壓側的ct變比調整系數定值,已考慮的修正)

  南京南瑞rcs9000系列(標么計算,y側相位補償)

  南京南瑞rcs978,985系列(標么計算,△側相位補償):

  )穩態比率制動特性:

  具體數字參見保護屏幕顯示中的“1、保護狀態”→“1、保護板狀態”→“4、差動計算定值”中的零差平衡系數;

  4分相差動試驗(2路電流)時,測試儀和保護之間的接線方法

  對于三繞變,令其某一側或兩側為0,將其簡化為雙繞變后,進行分相比率制動試驗,一般取i1為保護的高壓側繞組電流相量,i2為低壓側繞組電流相量。

  以a相差動試驗為例,假設取i1從測試儀的“ia”輸出,i2從測試儀的“ic”輸出,則分相試驗時,測試儀和保護之間的接線方法如下圖示:

  5三相同時進行差動試驗(6路電流)

  如果測試儀同時提供6路電流(高壓側abc,中壓側或低壓側abc)進行差動試驗,則試驗時測試儀和保護之間的接線大大簡化,只需將第一組電流iabc1引入保護的高壓側,第二組電流iabc2引入保護的中壓側(或低壓側),但兩側對應相電流之間的相位差不能簡單地象分相試驗那樣取反180°,此時的相位差還和變壓器兩側接線方式的鐘點數有關:

  另外,補償系數k1、k2、k3的取值和分相差動試驗也稍微有些不同,即在分相試驗的補償系數基礎上:

  保護:y側相位補償,則y側的補償系數*,△側不變;

  保護:△側相位補償,則△側的補償系數*,y側不變。

  由此可見:用六路電流輸出的測試儀做差動試驗優勢非常明顯

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