变压器差动斜率保护计算方法

钟季耘

电流差动保护是继电保护中的一种保护，是输入电流互感器的两端电流矢量差，当达到设定的动作值时启动动作元件。保护范围是在CT两端之间的设备（可以是线路、发电机、电动机、变压器等电气设备），这里主要介绍变压器的纵联差动保护。纵联差动保护是利用基尔霍夫电流定理工作的，是变压器电气量的主保护（规程规定电压等级在10KV以上，容量在10MVA及以上的变压器需配置纵联差动保护），可以反应变压器内部绕组相间和接地故障，又可反应引出线至电流互感器之间的相间及接地故障，还可反应一定程度上的内部绕组匝间短路故障。当变压器正常工作或区外故障时，将其看作理想变压器，则流入变压器的电流和流出电流（折算后的电流）相等，差动继电器不动作;当变压器内部故障时，两侧（或多侧）像故障点提供短路电流，差动保护装置感应到二次电流的和正比如故障点电流，差动继电器动作。一般小容量的用双折线差动保护，大容量用三折线差动保护，我们主要涉及的是三折线差动保护，如图1。图中Id为差动电流、Ir为制动电流，Iset为差动电流启动值，Isd为差动速动启动值。变压器差动微机保护装置有西门子微机保护装置、南瑞微机保护装置、四方微机保护装置等，这里主要介绍差动斜率保护的计算方法。

在变压器差动保护装置中首先应该通过定值单知道变压器容量S、变比n和额定电压UN，利用公式计算出变压器一、二次侧的额定电流值，两侧TA型号（一般是相同的），最后一般都折算为二次值;然后再定值单里知道差动启动值是0.2Ie（这里仅以0.2Ie为例也可以为其他值，以实际为准）、速断值为5Ie（这里仅以5Ie为例也可以是其他值，以实际为准），最后计算差动比率制动斜率特性还需要知道其第一基点（第一基点是图1中AB直线延长线与X轴的交点横坐标）与第一斜率和第二基点（第二基点是图1中CD直线延长线与X轴的交点横坐标）与第二斜率（这里我们取第一基点为原点、第一斜率为0.25;第二基点为2.5Ie、第二斜率为0.5），然后根据三折线（以制动电流为X轴，差动电流为Y轴）利用数学知识任意在两段斜线上任意各取两个不同点（两点确定一条直线，但需要注意的是两点不能是转折点），而且计算出的差动电流必须大于差动启动值、小于速断值。在做差动保护校验时，首先应该做精度校验，然后用ONLLY在电流电压界面做差动启动值和速断启动值如图2，时间在交流时间界面（如图3）

输入启动值的1.2倍电流值测时间，我们在做的时候，会碰到速断电流比较大，这时候需要叠加，由于我们装置输出限制问题，大电流

不能加太长时间，太长时间（一般是15秒）容易烧坏试验线。所以，我们就在时间界面输入电流，以时间来卡速断启动电流值（如图4）;B（Ir2，Id2）、C（Ir3，Id3）、D（Ir4，Id4），其中A、B两点在斜率为0.25的直线上，C、D两点在0.5的直线上，有数学知识可得：

同理可得2點的坐标为（x，y）：

根据上述可知1点、2点、3点坐标分别为1（0.8Ie，0.2Ie）、2（5Ie，1.25Ie）、3（12.5Ie，5Ie），同时可得出A、B、C、D的坐标分别为A（1.6Ie，0.4Ie）、B（4Ie，1Ie）、C（7.5Ie，2.5Ie）

、D（9.5Ie，3.5Ie）。此时可以得出A点对应的一次侧与二次侧电流分别为I1、I2。根据公式可得即A点对应的一次侧与二次侧电流分别为Ie和0.6Ie即

同理可得

根据上诉得出的A、B、C、D四点变压器两侧电流互感器的电流值，这时候需要注意变压器是什么接法，这里以Y/△-11为例;计算好电流值与角度之后打开ONLLY电流界面在Ia、Ib、Ic处输入M1侧的电流值，Ix、Iy、Iz处输入M2侧的电流值（此电流值大于原计算值），固定M1测电流值（固定一侧电流值是为了做比较的参考值），向下减M2侧电流值直到其动作，记下此刻的动作电流值，其他几点也用相同的方法做值;此方法也可以改变电流M1侧的电流值（此电流值小于原计算值），则固定M2测电流值（固定一侧电流值是为了做比较的参考值），向上加M1侧电流值直到其动作，记下此刻的动作电流值。其次，在我们按照传统简单的方法即在电流电压界面或者交流时间界面做其动作值或者时间。