差動(dòng)保護試驗探討

差動(dòng)保護廣泛應用于電力系統中的干式變壓器、母線(xiàn)和短線(xiàn)路保護。差動(dòng)保護的試驗很難模擬，原因如下：一是差動(dòng)保護中電流回路多，雙線(xiàn)圈干式變壓器需要高低壓電流，三線(xiàn)圈干式變壓器需要高、中、低壓電流，母線(xiàn)保護需要更多；二、差動(dòng)保護的核心是向自動(dòng)化系統的差動(dòng)繼電器或差動(dòng)保護單元提供差動(dòng)電流，這就要求每個(gè)電流回路的極性必須正確，否則極性不對就會(huì )變成和電流；第三，差動(dòng)保護的特性很難測試。傳統的極性檢查方法是制作六角圖，但新投入運行的干式變壓器負荷一般較小，很難制作六角圖。而且即使是一對六角圖也不能保證保護屏的正確連接(我發(fā)現屏內接線(xiàn)錯誤，制作六角圖時(shí)保護動(dòng)作不正確)。我看到過(guò)關(guān)于如何通過(guò)增加干式變壓器的負荷來(lái)精確制作六角圖的文章，比如通過(guò)投電容器人為增加主變壓器的負荷，以及兩個(gè)不同變比的主變壓器并列后通過(guò)產(chǎn)生環(huán)流來(lái)人為增加主變壓器的負荷。筆者認為上述方法與相關(guān)操作規程存在矛盾。干式變壓器的并聯(lián)變比是一樣的，運行規程中明確規定負荷較輕時(shí)不允許投電容器，即試驗沒(méi)問(wèn)題，也很難與運行人員協(xié)調。所以以上方法不方便采用。下面介紹一下我們的經(jīng)驗。我們只在二次回路上測試，不需要人為增加主變壓器的負荷，就可以全面系統的驗證差動(dòng)保護的正確性。先先，使用測試箱從保護屏的端子排添加電流，檢查保護屏和保護單元的接線(xiàn)正確性。干式變壓器的差動(dòng)保護電流互感器接線(xiàn)傳統上對應干式變壓器的繞組接線(xiàn)，即干式變壓器的繞組連接成星形，對應的電流互感器連接成角形；干式變壓器的繞組呈角形連接，對應的電流互感器呈星形連接。這樣，干式變壓器每側的電流回路正好相反。自動(dòng)化系統的電流差動(dòng)保護單元有的繼承了原有的接線(xiàn)方式，有的為了簡(jiǎn)化接線(xiàn)，要求各側呈星形，這樣一般Y、D-11接線(xiàn)的干式變壓器高壓側電流領(lǐng)先低壓側150，接線(xiàn)系數為3。這些差值由計算機處理，較后差分電流為零。以上討論了電流互感器的連接類(lèi)型，并通過(guò)向保護屏添加模擬電流來(lái)進(jìn)行以下測試，以驗證連接是否正確。如果是傳統的連接方式，可以加入兩個(gè)相位相反的模擬電流(可以通過(guò)從一側進(jìn)入尾部，然后從另一側從尾部進(jìn)入頭部來(lái)實(shí)現)。如果所有邊都是星形連接，高壓側領(lǐng)先低壓側150進(jìn)行模擬。自動(dòng)化系統的電流差動(dòng)保護單元都有差動(dòng)電流顯示，可以根據顯示數據判斷接線(xiàn)的正確性。如果是兩個(gè)電流有效值之差，接線(xiàn)正確；如果是兩個(gè)電流有效值的和，則極性相反；如果是兩個(gè)電流的和與差之間的值，相位處理是錯誤的。如果沒(méi)有差動(dòng)電流顯示，只能通過(guò)動(dòng)作來(lái)判斷接線(xiàn)是否正確，即如果沒(méi)有動(dòng)作正確，則動(dòng)作不正確。在測試過(guò)程中，您必須徹底理解圖紙，并注意接線(xiàn)的極性?？梢砸幎◤哪骋幌?頭)流入保護屏，以正方向從地(尾)流出。這樣，a，b，c #p#分頁(yè)標題#e#

二、用極性測試法判斷變壓器和電纜連接是否正確。用極性試驗方法，將瞬時(shí)電池電流依次施加到電流互感器的一次端子上，在保護屏相應的電流端子上依次觀(guān)察電流表的偏轉方向，判斷電流互感器和電流互感器到保護屏的電纜連接是否正確。先先，帶上被保護設備(干式變壓器、母線(xiàn)或線(xiàn)路等)。)作為節點(diǎn)，然后打開(kāi)保護屏的電流端子，操作如下：如果電流互感器是星形接線(xiàn)，原因很簡(jiǎn)單。將DC毫安表的正極探針連接到保護屏這一側電流回路的某一相電流端，負極探針連接到接地端。如果用電池形成流入節點(diǎn)的電流(正極接遠離節點(diǎn)的電流互感器的端子，負極接靠近節點(diǎn)的電流互感器。以上操作是分階段測試的。如果是Y、D-11型連接干式變壓器的角電流互感器的連接回路，保護屏上電流回路的A相電流端子與DC毫安表的正探頭連接，C相電流端子與負探頭連接。電池在A(yíng)相變流器中形成一個(gè)流入節點(diǎn)的電流矩，手的正向旋轉表示A相連接正確。同理，DC毫安表的正探頭接保護屏上側電流電路的B相電流端，負探頭接A相電流端。電池在B相變流器中形成一個(gè)流入節點(diǎn)的電流矩，指針正轉表示B相接線(xiàn)正確；在保護屏上，該側電流回路的C相電流端子與DC毫安表的正探頭相連，B相電流端子與負探頭相連。電池在C相電流互感器中形成一個(gè)流入節點(diǎn)的電流矩，指針正轉表示C相連接正確。在保護屏上，該側電流回路的C相電流端子與DC毫安表的正探頭相連，B相電流端子與負探頭相連。電池在C相電流互感器中形成一個(gè)流入節點(diǎn)的電流矩，指針正轉表示C相連接正確。以上操作并排測試。當然，如果所有側電流回路的所有相位在上述測試中顛倒，也是正確的。檢查保護所有電流回路的極性后，可確保電流互感器和保護屏之間的接線(xiàn)正確。另外，較好部分可以證明保護屏內部接線(xiàn)正確，可以保證整個(gè)差動(dòng)保護的接線(xiàn)正確。

3.測試差動(dòng)保護的動(dòng)作特性。母線(xiàn)和線(xiàn)路保護的動(dòng)作特性比較簡(jiǎn)單，這里不再贅述。干式變壓器差動(dòng)保護的動(dòng)作特性復雜。傳統的差動(dòng)繼電器通常使用DC制動(dòng)。三相干式變壓器合閘時(shí)勵磁涌流的DC分量有時(shí)很小，僅依靠DC閉鎖是不可靠的。目前自動(dòng)化系統的差動(dòng)保護大多采用比率差動(dòng)和帶二次諧波制動(dòng)的差動(dòng)速斷，其動(dòng)作特性如圖所示。以自動(dòng)化系統的差動(dòng)保護單元為例，下面討論實(shí)驗方法，其他設備可以參考。為方便起見(jiàn)，三匝干式變壓器在高壓側電流Ih、中壓側電流I1和低壓側電流Im中選擇兩側電路逐相增加電流。測試箱電流的“頭”對應保護單元電流回路的“頭”，測試箱電流的“尾”對應保護單元電流回路的“尾”，則差動(dòng)電流(Ic)等于兩側電流矢量之和，制動(dòng)電流(Izd)等于兩側電流矢量之差(注意測試箱電流 #p#分頁(yè)標題#e#

值應經(jīng)接線(xiàn)系數和平衡系數校正）。 先先試驗比率差動(dòng)。較好，加Ic Imk的工頻電流保護不應動(dòng)作,逐漸調整試驗箱電流值使Ic至Imk定值時(shí)應可靠動(dòng)作。第二，加工頻電流，逐漸調整電流值使Izd稍大于Isd1，Ic小于Imk+Kb*（Izd-Isd1）時(shí)不應動(dòng)作（Kb為比率制動(dòng)系數，以下同），Ic至Imk+Kb*（Izd-Isd1）時(shí)應可靠動(dòng)作，逐漸調整電流值使Izd為Isd1和Isd1的中間值，Ic小于Imk+Kb*(Izd-Isd1)時(shí)不應動(dòng)作，Ic至Imk+Kb*(Izd-Isd1)時(shí)應可靠動(dòng)作; 逐漸調整電流值使Izd稍小于Isd2，Ic小于Imk+Kb*（Izd-Isd1）時(shí)不應動(dòng)作，Ic至Imk+Kb*（Izd-Isd1）時(shí)應可靠動(dòng)作。接下來(lái)投入二次諧波閉鎖，試驗二次諧波閉鎖比率差動(dòng)。重復以上試驗并且在干式變壓器的電源側同時(shí)加二次諧波電流，當I（2）≥Kxb*I（1）且Ic Isd時(shí)比率差動(dòng)不應動(dòng)作（其中，I（2）為二次諧波的有效值，I（1）為基波的有效值，Kxb為諧波制動(dòng)系數）。 較后試驗差動(dòng)速斷。為了方便起見(jiàn)，只在干式變壓器一側回路逐相加電流，所加電流即為Ic。加IcI〈sd的工頻電流保護不應動(dòng)作，逐漸調整試驗箱電流值使Ic至Isd定值時(shí)應可靠動(dòng)作。 以上試驗依次在A(yíng)、B、C三相上分別做，三相都正確動(dòng)作，說(shuō)明差動(dòng)保護的動(dòng)作特性正確。 如果以上試驗完畢，基本上可以保證差動(dòng)的正確性，設備投運后做六角圖再次驗證。通常做六角圖用功率表法，要求主變負荷不能太小，如果用高精度相位表則可以對負荷要求較低，且快速而簡(jiǎn)便。

四、結束語(yǔ) 筆者用上述方法檢驗了數十個(gè)差動(dòng)保護，其中既有差動(dòng)繼電器式的也有自動(dòng)化系統差動(dòng)保護單元型的，既有干式變壓器（包括兩圈的和三圈的）差動(dòng)保護，也有短線(xiàn)路差動(dòng)保護，均取得了成功。如果經(jīng)過(guò)以上試驗仍然有誤動(dòng)和拒動(dòng)則應重點(diǎn)做如下檢查: 較好，核對定值，看定值是否適合實(shí)際工程。第二，檢查電流互感器及電纜，看電流互感器的伏安特性是否適合實(shí)際工程及電流回路實(shí)際負荷是否超過(guò)電流互感器的額定負荷。第三，檢查硬連接及軟設置，看差動(dòng)、制動(dòng)、平衡線(xiàn)圈的連接位置是否正確，軟卡參數如: 變比、平衡系數、定值等設置是否正確?？傊?，該方法是一種簡(jiǎn)便易行，無(wú)任何負作用即可對各種差動(dòng)保護做出系統、全面、準確評價(jià)的試驗方法。