國(guó)電南自PST645UX微機(jī)變壓器保護(hù)裝置

2 保護(hù)功能及原理

2.1 差動(dòng)保護(hù)（D 型配置）

比率差動(dòng)保護(hù)主要保護(hù)變壓器的內(nèi)部故障。裝置直接采集變壓器兩側(cè)電流，存在的相位差由軟件

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)繞組接線方式自動(dòng)進(jìn)行校正，然后計(jì)算出差動(dòng)電流和制動(dòng)電流。

采用常規(guī)比率差動(dòng)原理，其動(dòng)作方程如下：

I d ＞ I cd （I r ＜ I r0 ）

I d - I cd ＞ K cd ·(I r - I r0 ) (I r ≥ I r0 )

同時(shí)滿足上述兩個(gè)方程時(shí)，比率差動(dòng)元件動(dòng)作。其中，I d 為差動(dòng)電流，I r 為制動(dòng)電流，K cd 為比率

制動(dòng)系數(shù)，I cd 為差動(dòng)電流門檻定值，I r0 為拐點(diǎn)電流值。

建議將元件中的拐點(diǎn)電流 I r0 設(shè)定為 0.7 倍的高壓側(cè)額定電流 I e ，以保證匝間短路在制動(dòng)電流小于

額定電流即 I r ＜ I e 時(shí)，沒有制動(dòng)作用。

差動(dòng)電流門檻判據(jù)不宜過小，建議取 I cd ＝(0.4～0.8) I e 。

比率制動(dòng)系數(shù)的整定可按以下的公式進(jìn)行:

K cd = K k ·(K tx ·F wc + ?U + ?F ph )

其中，Kk 為可靠系數(shù)，取 1.3～1.5；Ktx 為同型系數(shù)，取 1.0；

Fwc 為電流互感器的允許誤差，取 0.1

?U 為變壓器調(diào)壓抽頭誤差，取調(diào)壓范圍的一半

?Fph 為因電流互感器引起的電流不平衡產(chǎn)生的相對(duì)誤差，取 0.05

比率制動(dòng)系數(shù) Kcd 建議取值范圍為 0.3～0.7。

對(duì)于雙圈變：

I L 分別為高壓側(cè)和低壓側(cè)電流，均以流入變壓器為正方向。

在差動(dòng)保護(hù)裝置內(nèi)，變壓器各側(cè)電流存在的相位差由軟件自動(dòng)進(jìn)行校正。變壓器各側(cè)的電流互感器均

采用星形接線，并且以指向變壓器為同極性。各差動(dòng)元件的差電流、制動(dòng)電流均可在“ 運(yùn)行狀態(tài) 計(jì)算量 "

菜單中實(shí)時(shí)顯示，或在主菜單實(shí)時(shí)循環(huán)顯示，以便于裝置檢測(cè)和運(yùn)行監(jiān)視。

2.1.1 相位校正方法

裝置軟件對(duì) Y 側(cè)電流相位進(jìn)行校正，以 Y/Δ-11 接線為例，方法如下：

2.1.2 二次諧波制動(dòng)

利用三相差動(dòng)電流中的二次諧波作為勵(lì)磁涌流閉鎖的判據(jù)。動(dòng)作方程如下：

Max[I da2 , I db2, I dc2 ] ＞ K xb · Max[I da , I db, I dc ]

其中 I da2 , I db2, I dc2 為 A ,B,C 三相差動(dòng)電流中的二次諧波含量，I da , I db, I dc 為 A ,B,C 三相差動(dòng)電流，

K xb 為二次諧波制動(dòng)系數(shù)。當(dāng)滿足上述條件時(shí)，閉鎖三相比率差動(dòng)保護(hù)。K xb 一般取為 10％～20％之

間，建議取為 0.15，誤差范圍為±5%或絕對(duì)誤差 0.05。

各差動(dòng)元件的二次諧波有效值均可在“ 運(yùn)行狀態(tài) 計(jì)算量 "菜單中實(shí)時(shí)顯示，或在主菜單實(shí)時(shí)循環(huán)顯

示，以便于裝置檢測(cè)和運(yùn)行監(jiān)視。

2.1.3 TA 斷線

具有瞬時(shí) TA 斷線閉鎖或告警功能及差流越限告警功能。

TA 斷線啟動(dòng)條件為差流大于差動(dòng)啟動(dòng)電流,在滿足下列任何一個(gè)條件時(shí)，裝置退出瞬時(shí) TA 斷線判

別：

a) 啟動(dòng)前某側(cè)最大相電流小于該側(cè)額定電流的 20％，則不判該側(cè)；

b) 啟動(dòng)后相電流最大值大于該側(cè)額定電流的 120％；

c) 啟動(dòng)后任一側(cè)電流比啟動(dòng)前增加。

在上述三個(gè)條件均不滿足的情況下，如某一側(cè)同時(shí)滿足以下條件，則判為 TA 斷線：

1) 只有一相電流為零；

2) 其余兩相電流與啟動(dòng)前電流相等。

如差流大于 15％的差動(dòng)啟動(dòng)電流，經(jīng) 10s 延時(shí)裝置報(bào)差流越限，但不閉鎖差動(dòng)保護(hù)。這一功能可

兼作保護(hù)裝置交流采樣回路的監(jiān)視功能。

國(guó)電南自PST645UX微機(jī)變壓器保護(hù)裝置

2.1.4 差動(dòng)速斷

當(dāng)任一相差動(dòng)電流大于差動(dòng)速斷整定值時(shí)，動(dòng)作于總出口繼電器。用于在變壓器差動(dòng)區(qū)發(fā)生嚴(yán)重

故障情況下快速切除變壓器。差動(dòng)速斷定值應(yīng)能躲過外部故障的最大不平衡電流和空投變壓器時(shí)的勵(lì)

磁涌流，一般取 6～12 倍的額定電流。

2.2 相間過電流保護(hù)

裝置在執(zhí)行三段過流判別時(shí)，各段判別邏輯一致，其動(dòng)作條件如下：

1) I? ＞ Idn；Idn 為 n 段電流定值，I?為相電流；

2) T ＞ Tdn ；Tdn 為 n 段延時(shí)定值。

其低壓閉鎖元件、負(fù)序電壓閉鎖元件由相應(yīng)控制字投退。

2.2.1 低電壓閉鎖元件

低電壓元件在三個(gè)線電壓中的任意一個(gè)低于低電壓定值時(shí)動(dòng)作，開放被閉鎖保護(hù)元件。利用此元件，

可以保證裝置在電動(dòng)機(jī)反饋等非故障情況下不出現(xiàn)誤動(dòng)作。

2.2.2 負(fù)序過電壓閉鎖元件

當(dāng)負(fù)序大于負(fù)序過電壓定值時(shí)，開放被閉鎖保護(hù)元件?？梢酝碗妷洪]鎖元件共同構(gòu)成復(fù)合電壓閉鎖

元件，與過流元件構(gòu)成復(fù)合電壓過流保護(hù)。

2） 非常反時(shí)限

其中： t p 為時(shí)間系數(shù)，范圍是（0.05～1）；I p 為電流基準(zhǔn)值；I 為故障電流；t 為跳閘時(shí)間。

整定值部分反時(shí)*為上述表達(dá)式中分子的乘積值，單位為秒，整定范圍為（0.005～127）。

對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間反時(shí)限亦能實(shí)現(xiàn)。長(zhǎng)時(shí)間反時(shí)限表達(dá)式如下：

裝置的相間電流保護(hù)，可通過設(shè)置控制字的相關(guān)位選擇定時(shí)限或反時(shí)限方式。當(dāng)選擇反時(shí)限方式后，

自動(dòng)退出定時(shí)限過流Ⅲ段保護(hù)，相間電流Ⅲ段的功能壓板為相間電流反時(shí)限功能投退壓板。

2.3 過負(fù)荷元件

過負(fù)荷元件監(jiān)視三相的電流，其動(dòng)作條件為：

MAX (I ? )>I fh ， 其中 I fh 為過負(fù)荷電流定值。

可通過相應(yīng)控制字設(shè)置為告警或跳閘。

2.4 零序過流保護(hù)

裝置提供高低壓側(cè)各三段零序過流保護(hù)，其中高壓側(cè)零序Ⅲ段可通過控制字設(shè)置為告警，當(dāng)高壓

側(cè)零序電流用作跳閘或告警時(shí)，零序電流可以由運(yùn)行參數(shù)中的控制字一的 KG1.1 位選擇零序電流由外部專

用的零序 CT 引入，或者由軟件自產(chǎn)生成，裝置默認(rèn)為高壓側(cè)零序電流外接。

低壓側(cè)零序Ⅲ段保護(hù)可通過控制字設(shè)置為反時(shí)限保護(hù)，零序保護(hù)反時(shí)限特性同相間電流反時(shí)限元

件。

2.5 零序過壓保護(hù)

在滿足下列條件時(shí)，零序過電壓元件動(dòng)作：

1) 零序電壓高于零序過壓整定值；

2) 斷路器在合位；

3) 延時(shí)時(shí)間到。

可通過相應(yīng)控制字設(shè)置為告警或跳閘，當(dāng)零序過壓選擇為告警時(shí)，裝置采用自產(chǎn) 3U0 零序電壓進(jìn)行判

別。