微机保护原理及整定计算

4.1基本保护功能原理

4.1.1 二段式比率制动差动保护

装置设置二段式比率制动差动保护作为变压器的主保护，能反映变压器内部相间短路故障以及匝间短路等故障，并能正确区分励磁涌流、过励磁故障。其动作特性图如下：

IopSIop.0Ires.0图中阴影部分要经过励磁涌流判别才出口。 原理方程如下：

Ires

Iop?Iop.0 ?Ires?Ires.0? Iop?Iop.0?S?Ires?Ires.0?

式中：

?Ires ?Ires.0?

Iop为差动电流，Iop.0为差动动作最小值，Ires为制动电流，Ires.0为制动电流

最小值，S为二段式比率制动系数。

差动电流的计算方法：

Iop?U1TA1??I1?I2

U2TA2U1TA1??I1?I2/2

U2TA2制动电流的计算方法：

Ires?式中：

，TA1、U1、2为变压器两侧单相电压（取额定电压）2为变压器两侧TA变比（若

?为变压器两侧二次电流矢量补偿值。 TA为300/5，则变比为300/5=60），I1、2

4.1.2二次谐波闭锁

根据对变压器励磁涌流的谐波分析，励磁涌流中含有很大比例的二次谐波分量，而在变压器内部故障电流中，二次谐波的比例很小，因此，可以利用二次谐波制动原理来防止因变压器励磁涌流而导致的差动误动作。二次谐波闭锁可通过控制字选择投入或者退出。

判断方程如下：

Iop2?k2?Iop1

式中：Iop2为A、B、C三相差动电流中最大二次谐波电流，k2为二次谐波制动系数，Iop1为三相差动电流中最大基波电流。 4.1.3 TA断线闭锁

当TA断线时，可能引起差动保护的误动作，故可通过TA断线识别来闭锁差动保护。当三相电流大于等于0.3A时，启动TA断线判别程序，当同时满足以下条件时，认为TA断线：

1） 三相电流中至少一相电流不变（变化范围小于±0.2A） 2） 最大相电流小于1.2倍额定电流（线路正常） 3） 三相电流中一相或两相无电流。 保护判据如下：

TA断线投入TA断线&TA断线告警显示远传&TA断线闭锁投入闭锁差动保护

4.1.4 相位补偿

电力系统中变压器最常见的接线方式为Y,D-11方式，即高压侧为星形接法，低压侧为

0

三角形接法，并且电流互感器普遍采用Y-Y接法，这样就造成Y侧电流滞后Δ侧电流30，因此对于Y侧电流，在装置内部要进行相位补偿。

如下图所示为高、低压侧电压矢量图，其中AB为高压侧Iab的电流矢量，ab为低压侧Iab的电流矢量，本装置是以高压侧电流向量为基准，将高压侧的相位逆时针旋转30度。计算方法如下：

BIABIBbICIab30oAcIAaC

IA'=?IA-IB?/3?IABej30 IB'=?IB-IC?/3?IBCej30 IC'=?IC-IB?/3?ICAej30

其中, IA'、IB'、IC'为补偿后的电流值, IA、IB、IC为补偿前的电流值。

4.1.5 差流速断保护

装置设置差流速断保护，在装置检测到任一相差流大于差流速断整定值时，立即保护动作出口，动作于高、低断路器跳闸，并且发出速断跳闸信号。 4.1.6 差流越限告警

装置设置差流越限告警功能，在装置检测到任一相差流大于差流越限告警整定值时，差流越限告警，并发出差流越限告警信号。

4 变压器主保护（IMP-3201）整定说明

在进行变压器差动保护的整定之前需要根据实际情况对变压器两侧TA二次侧电流的相位调整，可以选择投入“相位补偿”；并且需要通过设置高﹑低压相压和设置高﹑低压侧TA变比来消除高、低压侧不同额定电流产生的不平衡差流。 4.1 差流速断的整定

其动作电流应按躲过系统励磁涌流来整定；即：

Iop?Krel?Ie.max；

Ie.max在系统中并不好确定，因此，Ie.max?Kyl?In，可靠系数Krel取1.15～1.3。

Kyl为励磁涌流倍数，与变压器额定容量和系统等值电抗的大小有关，推荐值为：

6300KVA及以下，Kyl=7～12； 6300～31500KVA，Kyl=5～7； 40000～120000KVA，Kyl=3～6； 120000KVA以上，Kyl=2～5；

变压器容量越大，系统等值电抗越大，Kyl值相应取较小值，并且要求其保护灵敏度大于1.2。 4.2 二段式比率制动差动的整定 4.2.1 启动电流Iop.0的整定

按躲过变压器最大负荷下的不平衡电流整定。

Iop.0?Krel(2fi(n)??U??m)In

式中：

Krel―――可靠系数，可取1.3～1.5；

?U―――变压器分接头调节引起的误差，取调压范围中偏移额定值之最大值（百

分比）；

?m―――TA和TAA未完全匹配引起的误差，一般约为0.05；

fi(n) ―――电流互感器在额定电流下的比值误差，10P型可以取0.03，5P型可以

取0.01。

例如：取Krel=1.5, 并且假定?U为0.1(如果额定是110kV，实际运行为121kV，

那么其?U就应该取0.1)，则有Iop.0?1.5?（0.06?0.05?0.1）In=0.315In。

一般情况下取：Iop.0取（0.2～0.5）In，并应实测最大负载时系统的最大不平衡差电流，典型的不应低于0.3In。 4.2.2 制动电流Ires.0的整定

一般整定为（0.8～1.5）In，在没有特殊要求情况下应取较小值,典型值可以取1.0。 4.2.3 比率制动系数S的整定

装置的比率制动系数应按躲过外部故障时的最大误差整定，即差动保护动作的电流应大于外部短路时流过差动回路的不平衡电流。由于变压器的种类不同其计算方式也不同，下面以两圈变为例给出计算方法：

Isub.max?(KapKccKer??U??m)Ik.max