浅谈变电所的主变微机差动保护

电力18讯：    作者：李晓东

　　(1)电磁式继电器构成的变压器差动保护在正常情况和外部故障时，理想情况下流入差动继电器的电流Ij=0，保护装置不动作。但实际上变压器的差动保护在近端外部短路(保护区外)时，由于短路电流很大，构成差动保护的各侧TA的电压等级不同，变比、容量和磁饱和特性不一致，即使采用平衡线圈等方法进行补偿，各侧TA之间的变比有可能不匹配，流入差动继电器的不平衡电流，可能会使差动保护误动作。同时，当投入空载变压器或外部故障切除电压时，一旦铁芯饱和，相应出现数值很大的励磁涌流。由于励磁涌流只存在于一次绕组中，经TA变换后流入差动继电器，也造成差动保护误动作。采用主变微机差动保护可避免外部短路时的不平衡电流和励磁涌流造成的变压器差动保护误动。
　　(2)微机型主变差动保护由二次谐波制动的比率差和差动速断组成。并针对系统频繁发生的差动保护在差动回路TA断线或接触不良时发生误动问题，设计了TA断线闭锁装置。我局的夏蔚、四十里、泉庄和官庄变电所主变均采用微机差动保护，运行情况证明了它的可靠性。

①比率差动的原理及动作特性(见图1)：

图1比率差动动作特性曲线

比率差动动作特性方程：

Id＞Iqd Izd＜Ie

Id-Iqd＞k(Izd-Ie) Izd＞Ie

式中Iqd-差动电流起动定值

Id-差动电流动作值，Id=｜i1＋i2｜

Izd-制动电流，Izd=0.5(｜I1｜＋｜I2｜)

K-比率制动系数，取0.5

Ie-变压器的额定电流

即：当Izd＜Ie时，比率差动不带制动作用，

Izd＞Ie时，比率差动有较大的制动作用。

　　特点：当变压器轻微故障时，例如匝间短路的圈数很少时，不带制动量，使保护在变压器轻微故障时具有较高的灵敏度。而在较严重的区外故障时，有较大的制动量，提高保护的可靠性。

　　二次谐波制动主要区别是故障电流还是励磁涌流，若被判定为励磁涌流，比率差动动作被涌流判别元件闭锁，否则比率差动动作。二次谐波制动比一般取0.12。

②差动速断的作用：

　　差动速断是在较严重的区内故障情况下，快速跳开变压器各侧断路器，切除故障点。实际上是由差动过流继电器完成的，与电磁式的差动速断没有区别。差动速断的定值是按躲过变压器的励磁涌流和最大运行方式下穿越性故障引起的不平衡电流两者中的较大者。定值一般取(4～14)Ｉe。

计算举例：

　　变电所主变容量2500kVA，变比为38.5±2×2.5%/11kV，接线组别为Yd11，高压侧TA变比100/5，低压侧TA变比200/5。

a.基本侧电流的确定：

按变压器容量及各侧平均电压计算各侧的二次额定电流。

高压侧二次额定电流：


低压侧二次额定电流：


b.平衡调整：

LSA-P保护中平衡调整以高压侧为基准。

电压侧平衡系数： 3.57/3.61=0.988，取0.99。