变压器微机差动保护的应用

　
摘要：介绍了变压器微机差动保护的功能以及安装调试中应注意的问题。
关键词：变压器　微机　差动保护　应用
　　微机综合保护与常规保护相比较，具有很大的优越性，值得推广应用。现只对变压器WCD－8A微机差动保护加以介绍。
1　变压器WCD－8A差动保护装置功能
　　1.1　比率制动式差动保护
　　比率制动式差动保护作为变压器的主保护，能反映变压器内部相间短路故障，高压侧单相接地短路及匝间层间短路故障。当突变量大于0～25倍差动定值时投入，动作判据为：

　　动作特性见图：阴影部分为动作区
式中　Icd=IH/NCH-KL(IL/NCL)(A)二次差流
　　　Icdset=Izdset/2(A)—差动保护定值
　　　Izdset=1.73I1e/NCH(A)—制动电流门槛值
　　　Izd=(IH/NCH IL/NCL)/2(A)—制动电流
　　　K1—比率制定系数(0.3～0.7间，选0.5)
　　　IH、IL—变压器高压侧、低压侧实际电流
　　　I1e—变压器高压侧额定电流
　　　NCH、NCL—变压器高压侧、低压侧TA变比

图1　差动保护动作特性曲线
　　1.2　二次谐波闭锁功能
　　设置差电流二次谐波闭锁差动保护的功能，主要是防止变压器的励磁涌流导致差动保护误动作，二次谐波制动的判据如下：(采用常规保护避开涌流技术比较困难)：
Icd2>K2×Icd
　　式中　Icd——差动电流的基波分量
　　　Icd2——差动电流中的二次谐波分量
　　　K2——二次谐波制定系数(0.1～0.4可取0.15)
　　1.3　差动速断保护
　　动作判据为：Icd≥Icsdset(A)式中　
Icd—任一相差动电流
Icsdet=(6～8I1e/NCH)——差动速断保护整定值
　　为了提高内部严重故障时保护动作的可靠性和动作速度，差动速断保护不受二次谐波电流闭锁条件的限制，而是靠电流值避开涌流，因此，灵敏度较低。此功能可以由软压板控制字投入或退出。


　　1.4　TA二次回路断线的监视功能
　　TA二次回路断线的动作判据为：任一相差动电流有突变，突变相只有高压侧或低压侧电流有变化，变化相电流减小，判据为：
|ía íb íc|≥门槛值
　　TA二次回路断线监视功能可以由软压板控制字投入或退出。此项功能均由自适应的门槛值控制，无需整定定值。
　　1.5　变压器高压侧相位差与平衡补偿
　　凡Yd接线方式变压器，Y侧二次电流都需要校正相位。常规接线中，高压侧TA二次侧接成d接线进行相位补偿，而WCD－8A具有软件自动校正功能，这样对于Yd－11接线的双绕组变压器高压侧TA可直接接成Y/Y型，投入控制字Y/d即可，已经进行了补偿，即将二次相电流变换成了线电流。这样可以简化接线。但TA的极性仍是高压侧采用减极性输出，低压侧采用加极性输出。
　　1.6　变压器低压侧电流平衡系数
　　变压器低压侧电流互感器二次电流平衡补偿由软件完成，需输入KL即可。以高压侧二次电流为基准，已投入了Y/d控制字的KL计算方法如下：

　　若TA二次已接成d形，未投入控制字Y/d，KL计算与上式相同。
　　式中　UNH.UNL—变压器高、低压侧额定电压
　　　NCH.NCL—变压器高低压侧TA变比
　　在实际运行中由于电流互感器的变比和负载Z造成误差以及相位误差，还要根据实际情况，测差动电流为最小(近似为零)，否则应根据实际情况KL做出适当调整，使Icd=IH/NCH-KLIL/NCL≈0。
　　常见差动保护高、低压侧变比选择比较严格，要考虑TA接线系数，使二次电流近似相等，还要用差动继电器平衡绕组补偿。微机差动保护TA变比选择即使不匹配或有误差，适当调整KL系数进行数字运算补偿即可，使保护定值计算简单，带负荷后，对保护可以不作六角图。
　　1.7　突变量启动故障录波功能
　　保护的突变量启动元件动作判据为：
｜i(t)-i(t-N)｜-｜it-N-i(t－2N)｜≥Iqd｜
　　式中　N=32——一个周波的采样点数
　　　Iqd—定值一般按0.25倍差动定值

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必须顶  

　　　i(t)——t个采样点的采样值
　　任一相差动电流的突变量大于整定值时，启动故障录波功能，按照每周波32点记录三相差动电流在故障时刻前8周波，后56周波的采样值，装置按照时间顺序只保留最新两次故障的录波数据，便于对故障进行分析。
　　1.8　差流过大告警
　　动作判据为：Icd≥Icdset/2
　　任一相差动电流Icd大于差动保护定值Icdset的一半时，运行超过3s后，发出差流过大告警信号。可能由于TA极性接错或TA断线造成。此功能可以由软压板控制投入或退出，定值无需整定。
2　安装调试应注意的几个问题
　　(1)　保护装置在现场安装调试工作，应对装置作通电前检查、通电检查、保护性能测试等工作，发现问题由厂家及时处理。在实际调试中，曾发现过插件接触不良，芯片损坏，错接线等情况。曾发生过因断线闭锁未投，因电流端子接线不良，因TA二次回路断线使差动保护误动，误跳主变断路器。
　　(2)　保护装置投入前应对TA作变比、极性、伏安特性试验，应检查二次接线的正确性。在实际工作中曾发生过TA变比与实际要求不符，TA二次出线极性接错，使二次差流过大告警。因接线错误使断路器不能跳。
　　(3)　应调整断路器机构，使断路器跳、合灵活不发生机卡。曾发生过因断路器机构卡烧坏掉闸、合闸线圈的故障。建议保护出口回路设计在满足线圈热稳定时间内，因发生断路器机构机卡故障时，断开故障断路器控制电源的功能。
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