例:20000KVA变压器,高压侧CT变比500/5,低压侧CT变比1500/5,高压侧额定电流350A,假设低压侧A分支和B分支额定电流大约分别为1154A和1160A,高压侧电压35KV,低压侧电压10KV。接线为Y/Δ/Δ11。 如果没有B分支则为Y/Δ11两绕组变压器。
NS911变压器差动保护装置内部有CT自动平衡功能,平衡以高压侧CT变比为基准,对中压侧及低压侧CT变比进行调整。桥侧与高压侧处理相同。通道系数=
中压侧平衡系数为
低压侧平衡系数为
=
其中 Uh、Um、Ul分别为高、中、低各侧额定线电压;
Nh、Nm、Nl 分别为高、中、低各侧CT变比;
Kjx_h、Kjx_m、Kjx_l分别为高、中、低各侧CT接线系数,对Y型接线侧为
,对△型接线侧为1。
差动电流和和制动电流的算法:
cd=
h+
l×Kl
1)双圈变压器
2)三圈变压器
以三圈变压器为例:
A相(A)
Ih一侧
1.75
1.85
2.9
3.5
5
8
Il二侧
0
2.03(3.01)
3.19(4.72 )
3.85(5.7)
5.5(8.14)
8.8(13.02)
0.85(1.26)
1.97(2.91)
2.39(3.53)
3.16(4.67)
5.64(8.35)
Icd
1.75
1.75
1.81
2.17
3.47
4.67
Izd
1.75
1.75
2.9
3.5
5
8
以上是两拐点的计算数值,现场实际做是有误差的,2.9和3.5列是第一拐点计算斜率.而5和8列是计算第二拐点的斜率数值.制动电流Izd是以最大侧电流为准,实际用了高压侧的电流.压侧二次额定电流是3.5A,低压侧二次额定电流3.85A.( )内的数值是Δ侧乖以平衡系数折算后的数值.( )左边是测试仪要加的数值量.例如:加入三相高低压侧的二次额定电流 Ih一侧3.5/ Il二侧3.85(5.7)是平衡的,没有差流.当逐渐将 Il二侧3.85(5.7)减小至2.39(3.53)左右,那么纵差保护动作.差流为5.7-3.53=2.17A Izd是3.5A. 针对2.03(3.01) 3.19(4.72 ) 3.85(5.7) 5.5(8.14) 8.8(13.02)的数值为对应高压侧的平衡度(无差流数值)
各列数值是根据定值提供的斜率和拐点电流,套用两拐点类的公式算出的各个差流,在算出将低压侧减小到的数值.公式如下:
特性曲线为两拐点曲线如下图:
Ires.0 —第一个拐点电流 Ires.1 — 第二个拐点电流
S1 —第二段折线的斜率 S2 —第三段折线的斜率
高压侧对低压侧A分支比例制动系数1为0.6, 比例制动系数2为0.4,二次谐波制动比15%,差动电流启动值为1.75A。第一拐点2.8A第二拐点4.0A.
A相(A)
Ih一侧
1.75
1.85
2.9
3.5
5
8
Il二侧
0
2.03(3.01)
3.19(4.72 )
3.85(5.7)
5.5(8.14)
8.8(13.02)
0.85(1.26)
1.97(2.91)
2.39(3.53)
3.16(4.67)
5.64(8.35)
Icd
1.75
1.75
1.81
2.17
3.47
4.67
Izd
1.75
1.75
2.9
3.5
5
8
B 相(A)
Ih一侧
Il二侧
Icd
Izd
C相(A)
Ih一侧
Il二侧
Icd
Izd
6-2-1.两折线方式的动作方程
式中 Id—差电流,对于两绕组变压器,(
分别为差动元件两侧的电流)
Iop.0—差动元件的启动电流,也称最小动作电流,或初始动作电流。
Ires—制动电流,一般取差动元件各侧电流中的最大者,即
,也有采用
Ires.0—拐点电流,即开始出现制动作用的制动电流;
S—折线的斜率,通常叫比率制动系数;
6-2-2.三折线方式的动作方程
式中 Ires.0 —第一个拐点电流 Ires.1 — 第二个拐点电流
S1 —第二段折线的斜率 S2 —第三段折线的斜率
6-2-3.两折线和三折线的动作曲线。
如图所示:可以看出,具有比率制动特性差动元件的动作特性,由三个物理量来决定:即由启动电流Iop.0,拐点电流Ires.0、Ires.1及比率制动系数(特性曲线的斜率S1、S2)来决定。由于差动元件的动作灵敏度及躲区外故障的能力与其动作特性有关,因此,与Iop.0、Ires.0及S有关。
比较差动元件的动作灵敏度,可比较它们的Iop.0、Ires.0及S。可以看出:当启动电流Iop.0及比率制动系数相同的情况下,拐点电流Ires.0越小,其动作区越小,动作灵敏度就低。
在比较几个差动元件的动作灵敏度及躲区外故障的能力时,只有将上述三个物理量中的两个固定之后才能进行,而当三个物理量均为变量时是无法比较的。在其他两个固定之后,比率制动系数越小,或拐点电流越大,或初始动作电流越小,差动元件动作灵敏度越高,但躲区外故障的能力越差。
只要对启动电流Iop.0,拐点电流Ires.0及比率制动系数进行合理的整定,目前二段折线式动作特性的差动元件,完全能满足动作灵敏度及工作可靠性的
。
图3 变压器为Y/△-11连接和TA为Y/Y连接的差动保护原理接线
图4 向量图
对于两圈变压器:(选择Y/△1方式)
:当制动电流Izd < 拐点电流Ib时 差动电流Icd>起动电流Iblzd;
当制动电流Izd > 拐点电流Ib时 差动电流Icd>Iblzd+Kbl×(Izd-Ib);
将比例差动保护投入, 比例差动起动电流Iblzd=5A,拐点电流Ib=6A ,制动系数Kbl=0.5,制动系数K2=0.2;
试验方法:设置比率差动启动电流Icd=5A,Ib=6A,在高压侧Ia和Ic分别加入测试仪的Ia和Ic各3A,相角为0度和120度,在低压侧Ia加入测试仪的Ib,相角为150度,Ib由小增大。
计算公式:Kb1=(第三点差流-第二点差流)/(第三点制动电流-第二点制动电流)
点号
第一点
第二点
第三点
计算参考值
IH(A)
(Ia 0度,2.8A)
(Ic 120度,2.9A)
(Ia 0度,3A)(Ib 120度,3A)(固定)
(Ia 0度,4A)(Ib 120度,4A)(固定)
IL(A)
0
7.0→7.25A(150度)
9.0→9.10A(150度)
Icd(A)
5.01
6.20
7.36
对于三圈变压器:(选择Y/Y/Δ11高低压侧)
在高压侧Ia相通入测试仪电流Ia,在低压侧Ia相通入测试仪电流Ic, 在低压侧Ic相通入测试仪电流Ib,测试仪电流Ia、Ib、Ic相角分别为0度,0度、180度,增大Ic使差动动作。
差动电流:Icd=
h+
L×KL
制动电流:Izd=Max(IH,IM,IL)
以下试验分三点来描绘制动曲线,第一点为进入制动特性电流拐点前的点,第二点为制动电流达额定电流两倍的点,第三点为制动电流达额定电流三倍的点。最后计算斜率。
定值设定:差动启动电流为In(5A),拐点电流为1.2In(6A),比率系数为0.5。
计算公式: Kb1=(第三点差流-第二点差流)/(第三点制动电流-第二点制动电流)
点号
第一点
第二点
第三点
计算参考值
IH(A)
0→5A
3.00A(Ic=1.9A)
(固定)
4.00A(Ic=2.53A)
(固定)
IL(A)
0
6.0→6.30
7.5→7.6
Icd(A)
5.01
7.0
8.0
Izd(A)
4.99
9.99
11.99
对于三圈变压器:(选择Y/Y/Δ11高中压侧)
在高压侧Ia相通入测试仪电流Ia,在中压侧Ia相通入测试仪电流Ic, 测试仪电流Ia、Ic相角分别为0度、180度,增大Ic使差动动作。
点号
第一点
第二点
第三点
计算参考值
IH(A)
0→5A
3.00A(0度)
(固定)
4.00A(0度)
(固定)
Im(A)
0
10.5
12.5
Icd(A)
5.01
6.98
7.97
Izd(A)
4.99
9.95
11.93