朱祚恒，敬海兵，張勤勇，蔣 毅，彭 瑾

(國(guó)網(wǎng)四川省電力有限公司達(dá)州供電公司，四川 達(dá)州 635000)

變壓器差動(dòng)保護(hù)比率制動(dòng)系數(shù)校驗(yàn)輔助方法

朱祚恒，敬海兵，張勤勇，蔣 毅，彭 瑾

(國(guó)網(wǎng)四川省電力有限公司達(dá)州供電公司，四川 達(dá)州 635000)

闡述了變壓器差動(dòng)保護(hù)原理、相位及幅值校正方法，以及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試接線方式；并基于變壓器差動(dòng)保護(hù)原理、相位及幅值的補(bǔ)償方法，采用Visual Basic 6.0開(kāi)發(fā)了實(shí)用的比率制動(dòng)系數(shù)校驗(yàn)程序；最后以南瑞繼保公司RCS-978保護(hù)裝置為例，驗(yàn)證了該程序能提高調(diào)試人員工作效率，實(shí)際使用效果良好。

變壓器；差動(dòng)保護(hù)；比率制動(dòng)系數(shù)；程序開(kāi)發(fā)

0 引言

變壓器是電力系統(tǒng)中極其重要的設(shè)備，差動(dòng)保護(hù)作為變壓器的主保護(hù)，一直是現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試中的重難點(diǎn)。其中，比率制動(dòng)系數(shù)的校驗(yàn)尤為麻煩：一是調(diào)試人員需要手工進(jìn)行大量的計(jì)算，得出變壓器的二次額定電流、平衡系數(shù)等參數(shù)，過(guò)程繁瑣；二是由于差動(dòng)保護(hù)生產(chǎn)廠家、相位及幅值補(bǔ)償方法以及現(xiàn)場(chǎng)接線方式的不同，導(dǎo)致即使是經(jīng)驗(yàn)豐富的調(diào)試人員也不一定能快速確定流進(jìn)保護(hù)裝置的合適電流，從而使得變壓器差動(dòng)保護(hù)調(diào)試費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。

根據(jù)以上原因，基于變壓器差動(dòng)保護(hù)原理、相位及幅值的校正方法，采用Visual Basic 6.0開(kāi)發(fā)了一個(gè)專門用于變壓器差動(dòng)保護(hù)比率制動(dòng)系數(shù)校驗(yàn)的程序，作為變壓器差動(dòng)保護(hù)調(diào)試的輔助工具。該程序在實(shí)踐中得到充分驗(yàn)證，為變壓器差動(dòng)保護(hù)的調(diào)試工作節(jié)約了大量的時(shí)間，提高了工作效率。

1 變壓器差動(dòng)保護(hù)原理

變壓器差動(dòng)保護(hù)3段式比率制動(dòng)特性曲線如圖1所示。該曲線的動(dòng)作方程可描述為

其中：Id為差動(dòng)電流，A；Ir為制動(dòng)電流，A；Ir1為拐點(diǎn)A1處的制動(dòng)電流，A；Ir2為拐點(diǎn)A2處的制動(dòng)電流，A；Icdqd為差動(dòng)啟動(dòng)電流，A；Kb1，Kb2，Kb3分別為3段折線的比率制動(dòng)系數(shù)；，，分別為流進(jìn)差動(dòng)保護(hù)裝置的變壓器各側(cè)的電流，A。

圖1 變壓器差動(dòng)保護(hù)比率制動(dòng)特性曲線

2 變壓器相位及幅值校正

由于變壓器本身各側(cè)繞組的接線方式不同，流進(jìn)差動(dòng)保護(hù)裝置的變壓器各側(cè)電流也必然達(dá)不到平衡條件。為確保變壓器在正常運(yùn)行或者外部故障時(shí)流進(jìn)差動(dòng)保護(hù)裝置的電流矢量和為0，必須進(jìn)行相位及幅值校正?，F(xiàn)以目前電力系統(tǒng)常用變壓器聯(lián)接組別YNynd11為例進(jìn)行說(shuō)明。

2.1 相位校正

(1) 由星形側(cè)轉(zhuǎn)向三角形側(cè)(Y→△)轉(zhuǎn)角計(jì)算如下。

（2）由三角形側(cè)轉(zhuǎn)向星形側(cè)(△→Y)轉(zhuǎn)角計(jì)算如下。

2.2 幅值校正

(1) 變壓器各側(cè)一次額定電流IN(A)為

其中：SN為變壓器最大額定容量，MVA；UN為變壓器各側(cè)的額定電壓，kV。

(2) 變壓器各側(cè)二次額定電流Ie(A)為

其中：nTA為變壓各側(cè)電流互感器變比。

（3）變壓器各側(cè)平衡系數(shù)Km為

以各側(cè)中二次額定電流小值為基準(zhǔn)：

其中：IeH為高壓側(cè)二次額定電流，A；IeL為低壓側(cè)二次額定電流，A；Ie·min為變壓器各側(cè)中二次額定電流的最小值，A；Ien為需計(jì)算側(cè)的二次額定電流，A。

通過(guò)相位及幅值校正后，根據(jù)式(1)，差動(dòng)電流計(jì)算式可表達(dá)為

3 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試接線方式

為方便計(jì)算，選擇在試驗(yàn)側(cè)加入單相電流進(jìn)行調(diào)試。針對(duì)不同的轉(zhuǎn)角補(bǔ)償方式，現(xiàn)場(chǎng)接線方式也有所不同。

圖2中(a)和(b)分別為由星形側(cè)轉(zhuǎn)向三角形側(cè)(Y→△)轉(zhuǎn)角方式下，高、中壓側(cè)和高、低壓側(cè)的試驗(yàn)接線方式。圖2中(c)和(d)分別為由三角形側(cè)轉(zhuǎn)向星形側(cè)(△→Y)轉(zhuǎn)角方式下，高、中壓側(cè)和高、低壓側(cè)的試驗(yàn)接線方式。

2.3 3組患者的殘留內(nèi)膜面積比較 輕度粘連組的殘留內(nèi)膜面積最高，重度粘連組的殘留內(nèi)膜面積最低(P<0.05)。見(jiàn)表3。

圖2 比率制動(dòng)系數(shù)校驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)接線方式

4 程序開(kāi)發(fā)

4.1 程序運(yùn)作流程

變壓器差動(dòng)保護(hù)比率制動(dòng)系數(shù)校驗(yàn)程序運(yùn)作流程如圖3所示。

圖3 程序運(yùn)作流程

4.2 程序功能

根據(jù)變壓器銘牌參數(shù)、各側(cè)電流互感器比，將其輸入到軟件相應(yīng)的方框內(nèi)，然后點(diǎn)擊計(jì)算，可得到變壓器各側(cè)的二次額定電流；再根據(jù)廠家保護(hù)裝置說(shuō)明書選擇相應(yīng)的平衡系數(shù)計(jì)算方式，可以計(jì)算出變壓器各側(cè)的平衡系數(shù)。

在編程過(guò)程中，主要用到Visual Basic 6.0的標(biāo)簽(Label)、文本框(Textbox)、命令按鈕(CommandButton)、選擇按鈕(OptionButton)等控件。

以南瑞繼保RCS-978變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置為例，參照變壓器參數(shù)(見(jiàn)表1)，平衡系數(shù)計(jì)算方式以變壓器各側(cè)二次額定電流最小值為基準(zhǔn)，即可得出計(jì)算結(jié)果。

表1 變壓器參數(shù)

根據(jù)廠家保護(hù)裝置說(shuō)明書，在程序相應(yīng)的方框內(nèi)輸入比率制動(dòng)特性曲線數(shù)據(jù)，并選擇相應(yīng)的相位補(bǔ)償轉(zhuǎn)角方式、校驗(yàn)方式，然后點(diǎn)擊計(jì)算，可得到在平衡點(diǎn)A1，A2下應(yīng)該在保護(hù)裝置試驗(yàn)的兩側(cè)輸入的電流數(shù)據(jù)。再將得到的電流數(shù)據(jù)輸入到保護(hù)測(cè)試儀中，然后固定一側(cè)電流，稍微增加或減小另一側(cè)電流使得保護(hù)動(dòng)作，記錄下動(dòng)作點(diǎn)A1′，A2′；然后將這2點(diǎn)電流數(shù)據(jù)輸入到程序動(dòng)作狀態(tài)下的方框中，點(diǎn)擊計(jì)算，則可計(jì)算出第2段折線比率制動(dòng)系數(shù)Kb2′；然后即可與定值通知書上的Kb2進(jìn)行比較驗(yàn)證。

由此可得，RCS-978比率制動(dòng)特性曲線參數(shù)為：Ir1=0.5Ie，Ir2=6Ie，Icdqd=0.5Ie，Kb1=0.2，Kb2= 0.5；相位補(bǔ)償方式是由三角形側(cè)轉(zhuǎn)向星形側(cè)(△→Y)轉(zhuǎn)角。

5 程序適用范圍

(1) 在變壓器差動(dòng)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試中，主要是針對(duì)第2段比率制動(dòng)系數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，因此所開(kāi)發(fā)的程序只能進(jìn)行第2段比率制動(dòng)系數(shù)的校驗(yàn)。

(2) 該程序適用于YNd11接線方式的三相繞組和雙繞組變壓器。

(3) 由于變壓器保護(hù)生產(chǎn)廠家較多，即使是同一廠家生產(chǎn)的不同型號(hào)的保護(hù)裝置，其保護(hù)各參數(shù)計(jì)算也有所不同，但保護(hù)原理基本一致。

該程序是基于目前電力系統(tǒng)內(nèi)最常用的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的，可適用的保護(hù)裝置有：南瑞繼保RCS-978系列，國(guó)電南自PST-1200系列，四方繼保CSC-326系列，許繼電氣WBH-801系列，成都智達(dá)JBK-3000系列，南京電研NSA-3000系列等。

6 結(jié)束語(yǔ)

變壓器差動(dòng)保護(hù)比率制動(dòng)系數(shù)校驗(yàn)一直是現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的難點(diǎn)，用Visual Basic 6.0開(kāi)發(fā)的比率制動(dòng)系數(shù)校驗(yàn)程序，有較好的人機(jī)界面，易操作。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐驗(yàn)證，能較好地幫助調(diào)試人員，節(jié)約時(shí)間，提高工作效率。

1 廖小君，楊先義．現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2011.

2 李 ?。甐isual Basic 6.0程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用教程[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2013.

3 王 濤，林桂華．變壓器保護(hù)[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2012.

4 國(guó)家電力調(diào)度通信中心．國(guó)家電網(wǎng)公司繼電保護(hù)培訓(xùn)教材[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2009.

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7 楊水泉．變壓器差動(dòng)保護(hù)原理及實(shí)例分析[J]．四川水利發(fā)電，2009，28(2)：134-135.

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2015-01-12；

：2015-04-16。

朱祚恒(1983-)，男，技師，主要從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)調(diào)試維護(hù)工作，email：112952437@qq.com。

敬海兵(1985-)，男，助理工程師，主要從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)調(diào)試維護(hù)工作。

張勤勇(1957-)，男，高級(jí)技師，主要從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)調(diào)試維護(hù)工作。

蔣 毅(1983-)，男，工程師，主要從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)調(diào)試維護(hù)工作。

彭 瑾(1986-)，女，技師，主要從事電力系統(tǒng)繼保護(hù)工作。