一种变压器差动曲线的全新测试方法

　　0前言

　　现在的变压器保护一般都是微机型的，以前都是用三路电流的继电保护测试仪测试变压器的制动曲线，一般都是分相测试，比如做a相的动作曲线时，就会千方百计地使另外b、c两相不动作，由于各个型号的动作和制动公式各不相同，为了不使b、c两相动作，一般都会在另外一相串入一个补偿电流，或是改动保护里定值单的补偿系数等方式，这种测试方法的缺点是受牵制较多，而且不一定能把差动的斜率区和速动区的制动曲线测试出来。

　　我单位的onlly-4630g计算机自动化测试调试（继电保护）系统能四路电压、六路电流同时任意输出，不仅可以全面考查变压器保护的运行状态，而且在测试变压器保护的制动曲线时，由于是六路电流同时输入到变压器保护中，就不会出现上述的情况，而且对于任何动作和制动公式的变压器保护,都可以很轻松地将制动曲线完整地测试出来。

　　据上所述,可以得出:不管是两相、三相、还是六相电流的继保测试仪在测试变压器保护的制动曲线时，由于a、b、c三相的制动曲线都是相同的，根据情况可以让单相、两相或是三相同时动作，这样也可以很轻松地将制动曲线完整地测试出来(相信这种测试方法可以作为一种通用性的测试方法)。以下提供几种典型变压器保护的接线示意图。

　　1差动保护的基本接线原理:k1、k2的计算推导

　　一般，对于y/△接线方式的变压器，其差动保护的接线图及电流正方向的定义如下图所示:

　　该接线图中包含了两个方面的内容:

　　1)由于y/△接线方式，导致两侧ct一次电流之间出现30度的相位偏移，所以应对y侧ct一次电流进行相位补偿;

　　2)由于变压器两侧电压等级不同，所以i1、i2的有名值不能直接进行运算，二者必须归算到同一电压等级。一般的处理方法为将i2归算到i1侧（通常即高压侧）;

　　◆针对第1点,传统的方法是通过将y侧的ct作△接和△侧的ct作y接实现相位补偿，由此而导致的y侧电流放大√3倍，则结合ct变比的不平衡补偿完成，最后将处理后的电流引入保护;（以下是传统变压器保护的典型接线示意图）

　　◆随着微机型变压器差动保护的出现，为了简化现场接线，通常要求变压器各侧ct均按y型方式接线，然后将各侧的ct二次电流i1、i2直接引入保护，而以上关于相位和ct变比的不平衡补偿则在保护内部通过软件进行补偿。

　　以y/△-11为例，对于a相差动:

　　1)y侧相位补偿:根据变压器的钟点数选择相应的相作y→△的转换

　　2)△侧i2归算到y侧，即ct变比的不平衡补偿

　　2基于标么值概念下k1、k2的计算推导

　　关于i1、i2有名值的归算问题，可以在标么值概念的基础上更加直接地表示出来。在标么系统中，同一电流归算至不同的电压等级后，其有名值虽然发生变化，但其标么值却保持不变，所以归算到侧后的差流表达式为:

　　式中:折算到ct1二次侧变压器一次侧的额定电流;

　　折算到ct2二次侧变压器二次侧的额定电流;

　　考虑到y侧相位补偿，从而式（2）可改写为:

　　3分相差动试验(2路电流)时,常见保护的修正系数计算:

　　以变压器y/y/△-12-11接线为例，即高压侧y，中压侧y,低压侧△，当进行分相(如a相)差动试验时，通常假定另外两相电流为0(如i1b=0，i1c=0)，则公式(3)简化为:

　　所以分相（a相）差动试验时，

　　1)从公式（4）可以看出，a相差动试验时，由于y侧相位补偿，将在y侧c相引入（i1a）影响，为了防止c相抢动，试验时，可以通过接线在△侧c相同样引入（i2a），亦即:令i2b=0，i2c=i2a（相当于接线为ac相间故障形式），从而保证理论上a、c两相差动和制动完全一致;(其他相位补偿方式可依此类推)。

　　2）从公式（4）可以看出，分相进行差动试验时，一般取高低压侧电流i1a和i2a相位反180,补偿系数k1，k2，k3的取值如下:

　　式中，u1n，u2n，u3n分别代表变压器各侧的额定电压，ct1，ct2，ct3分别代表变压器各侧的ct变比值;

　　注:公式（5）中的为变压器的△侧接线引起（y侧需相位补偿），如果变压器的i、ii、iii侧全部为y接，则去除公式（4）中相应的即可;

　　国电南自pst-641（双绕变，y侧相位补偿）

　　（注:二次额定电流定值已考虑的补偿）

　　国电南自pst-1200（y侧相位补偿）

　　(注:kpm、kpl分别为中、低压侧差动平衡系数定值)

　　深圳南瑞isa系列（y侧相位补偿）

　　（注:d35、d36分别为中、低压侧的ct变比调整系数定值，已考虑的修正）

　　南京南瑞rcs9000系列(标么计算，y侧相位补偿)

　　南京南瑞rcs978，985系列(标么计算，△侧相位补偿):

　　)稳态比率制动特性:

　　具体数字参见保护屏幕显示中的“1、保护状态”→“1、保护板状态”→“4、差动计算定值”中的零差平衡系数;

　　4分相差动试验(2路电流)时，测试仪和保护之间的接线方法

　　对于三绕变，令其某一侧或两侧为0，将其简化为双绕变后，进行分相比率制动试验，一般取i1为保护的高压侧绕组电流相量，i2为低压侧绕组电流相量。

　　以a相差动试验为例，假设取i1从测试仪的“ia”输出，i2从测试仪的“ic”输出，则分相试验时，测试仪和保护之间的接线方法如下图示:

　　5三相同时进行差动试验（6路电流）

　　如果测试仪同时提供6路电流(高压侧abc，中压侧或低压侧abc)进行差动试验，则试验时测试仪和保护之间的接线大大简化，只需将第一组电流iabc1引入保护的高压侧，第二组电流iabc2引入保护的中压侧(或低压侧),但两侧对应相电流之间的相位差不能简单地象分相试验那样取反180,此时的相位差还和变压器两侧接线方式的钟点数有关:

　　另外，补偿系数k1、k2、k3的取值和分相差动试验也稍微有些不同，即在分相试验的补偿系数基础上:

　　保护:y侧相位补偿，则y侧的补偿系数*，△侧不变;

　　保护:△侧相位补偿，则△侧的补偿系数*，y侧不变。

　　由此可见:用六路电流输出的测试仪做差动试验优势非常明显