南方电网大型发电机变压器继电保护整定计算规程

Q/CSG110034-2012

OB表示起始制动电流Ires.0。

Iop Iop.max D 动作区 (Iop.0) A

O C 制动区 Ires

B Ires.0 Ires.max

图 11 纵差保护动作特性曲线图

1） 纵差保护最小动作电流

a) 500kV联络变、220kV降压变、采用完全接线的升压变（高厂变、励磁变CT

已接入差回路）

按躲变压器额定负载时的最大不平衡电流整定

Iop.0＝Krel(Ker+ΔU+Δm) In.ph (81)

式中：In.ph——经平衡系数调平衡后的变压器二次额定电流，In. ph= KphIN/na； 其中：Kph——变压器计算侧的平衡系数;

IN——变压器计算侧的额定电流；

na——变压器计算侧电流互感器的变比； Krel——可靠系数，取1.3～1.５；

Ker——电流互感器的比误差，10P型取0.03×2，5P型和TP型取0.01

×2；

ΔU——变压器调压引起的误差，取调压范围中偏离额定值的最大值(百

分值)；

Δm——由于电流互感器变比未完全匹配产生的误差，初设时取0.05。

如果保护装置具有软件调节电流互感器变比未完全匹配产生误差功能时，Δm取0，以下均相同。

b) 采用不完全接线的升压变（高厂变、励磁变CT未接入差回路）

① 按躲变压器额定负载时的最大不平衡电流整定

Iop.0＝Krel(Ker+ΔU+Δm+Kn厂变+Kn励磁变) In.ph (82)

式中：Krel、Ker、ΔU、Δm含意同式(81)；

Kn厂变——高厂变正常运行额定电流在变压器差回路中形成的不平衡电

流系数，Kn厂变＝IN厂变／INL；

Kn励磁变——励磁变正常运行额定电流在变压器差回路中形成的不平衡电

流系数，Kn励磁变＝IN励磁变／INL；

其中：IN厂变——高厂变额定电流；

IN励磁变——励磁变额定电流； INL——变压器低压侧额定电流（因高厂变、励磁变接在变压器低

压侧）；

② 按躲过高厂变低压侧母线故障整定

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Iop.0?(Krel或 Iop.0?KrelIk.max)In.ph (以In. ph为单位)

INLIk.maxKph.L (以安培为单位)

na.L(83) (84)

式中：Krel——可靠系数，取1.3；

Ik.max——高厂变低压侧母线故障时，流过高厂变高压侧的最大短路电

流；

INL——变压器低压侧额定电流；

na.L——变压器低压侧电流互感器变比； Kph.L——变压器低压侧平衡系数。

在工程实用整定计算中一般可选取Iop.0＝(0.3～0.5) In.ph 。根据实际情况(现场实测不平衡电流)确有必要时也可大于0.5 In.ph，但不宜大于0.8 In.ph。

2） 起始制动电流

当电流等于或小于额定电流时，差动保护不必具有制动特性，故起始制动电流宜

取Ires.0＝(0.8～1.0) In.ph ，一般取Ires.0＝0.8 In.ph 。

3） 动作特性折线斜率S

① 计算最大不平衡电流Iunb.max

? 双绕组变压器

Iunb.max?((KapKccKer??U??m)Ik.max)In.ph IN(85)

式中：Ker，ΔU，Δm的含意同式(81)，但Ker＝0.1；

Kap——非周期分量系数，两侧同为TP级电流互感器取1.0；两侧同为P

级电流互感器取1.5～2.0。

Kcc——电流互感器的同型系数，Kcc＝1.0；

Ik.max——高、低压侧外部短路时，流过靠近故障侧电流互感器的最大短

路电流周期分量；

IN——变压器故障侧的额定电流； ? 三绕组变压器

按高、中、低压侧外部短路分别计算，现以低压侧外部短路为例说明：

Iunb.max?(KapKccKerIk.maxIIII??Uhk.h.max??Umk.m.max??mIk.I.max??mIIk.II.max)In.phINlINhINmIN.IIN.II

(86)

式中：Kap，Kcc，Ker含意同式(85)；

ΔUh,ΔUm——变压器高、中压侧调压引起的相对误差(对UN而言)取调压范围中偏离额定值的最大值；

Ik.max——低压侧外部短路时，流过靠近故障侧电流互感器的最大短路电流周期分量；

Ik.h.max，Ik.m.max——在所计算的外部短路时，流过高、中压侧（即调压侧）

电流互感器电流的周期分量；

Ik.Ⅰ.max，Ik.Ⅱ.max——在所计算的外部短路时，相应地流过非靠近故障点两侧电流互感器电流的周期分量；

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IN.Ⅰ，IN.Ⅱ——在所计算的外部短路时，非靠近故障点两侧的变压器额定

电流；

ΔmI、ΔmII——由于电流互感器(包括中间互流器) 的变比未完全匹配而

产生的误差，初设时取0.05。如果保护装置具有软件调节电流互感器变比未完全匹配产生误差功能时，ΔmI、 ΔmII取0。

② 差动保护的最大动作电流Iop.max

按躲最大外部短路时产生的最大暂态不平衡电流计算

Iop.max＝KrelIunb.max (87)

式中：Krel——可靠系数，取1.3～1.５； ③ 最大制动电流Ires.max

根据保护装置制动电流的计算方程计算最大制动电流Ires.max，一般制动电流的计算方程有以下三种：

1m ⅰ) Ires??Ii

2i?1 ⅱ) Ires?max(Ih,Im,IL)

ⅲ) Ires?1??Imax??Ii2?? ?Ik.max)In.ph IN(88)

当采用这三种动作方程时，有

Ires.max?(式中：Ik.max——变压器各侧外部短路时，流过靠近故障侧电流互感器的

最大短路电流周期分量；

IN——变压器故障侧的额定电流。

④ 动作特性折线斜率S

S?Iop.max?Iop.0Ires.max?Ires.0 (89)

S的整定值应参照保护装置的推荐值，并保证大于或等于计算值。

5.1.3 灵敏系数的计算

纵差保护的灵敏系数应按最小运行方式下差动保护区内变压器引出线上两相金属性短路计算，根据变压器各侧的短路电流，按保护装置的纵差动作方程计算最小差动电流Icd.min、相应的制动电流及动作电流Idz，则灵敏系数为

Ksen?Icd.min Idz(90)

要求Ksen≥2。

5.1.4 纵差保护的其他辅助整定计算及经验数据的推荐 5.1.4.1 差电流速断的动作电流Iop

a) 按躲过变压器初始励磁涌流整定，一般取

Iop＝K KphIN/na＝K In.ph

式中：IN、Kph、na、In.ph含意同式(81)；

(91)

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K——倍数，视变压器容量和系统电抗大小，K推荐值如下：

6300kVA及以下 7～12； 6300～31500kVA 4.5～7.0； 40000～120000kVA 3.0～6.0； 120000kVA及以上 2.0～5.0； 容量越大，系统电抗越大，K取值越小。 b) 按躲外部短路最大不平衡电流整定 Iop＝KrelIunb.max (92)

式中：Krel——可靠系数，取1.3～1.５；

Iunb.max——外部短路最大不平衡电流，计算同5.1.2“动作特性折线斜率

S”的Iunb.max 。

5.1.4.2 二次谐波制动比的整定

根据经验，二次谐波制动比可整定为15%～20%，特殊情况下，可适当降低二次谐

波制动比，最小不低于12% 5.1.4.3 涌流间断角

根据运行经验，闭锁角可取60°～70°。

5.1.4.4 CT断线闭锁差动保护

CT断线闭锁差动保护定值设置宜实现差流大于1.2Ie解除CT断线闭锁、小于1.2Ie

保持CT断线闭锁功能。保护装置无法实现上述功能时，CT断线可不闭锁差动保护。 5.1.4.5 差流越限告警（CT断线报警）电流

按躲变压器额定负载时的最大不平衡电流整定

Idz＝Krel(Ker+ΔU+Δm) In.ph (93)

式中：Krel、Ker、ΔU、Δm、In.ph含意同式(81)。

5.2 变压器分侧差动保护

分侧差动保护将变压器的各侧绕组分别作为被保护对象，在各绕组的两端装设电流互感器，实现电流差动保护。对于单相自耦变压器，分别在高压侧、中压侧及公共绕组的三端装设电流互感器，实现电流差动保护，见图12。

图 12 单相自耦变压器分侧差动保护接线图

分侧差动保护，无须考虑绕组的励磁涌流、过励磁、调压等的影响。 1） 平衡系数、基准侧选取

分侧差动保护平衡系数只与各侧CT变比有关，根据保护装置说明书要求进行平

衡系数的计算及基准侧选取。

2） 比率制动式最小动作电流

按躲过变压器额定负载时的最大不平衡电流整定

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