王远1 李银玲2
1．中南建筑设计院股份有限公司 武汉市 430071
2．湖北水利水电职业技术学院 武汉市 430070
摘要：本文研究的微机型保护装置测试方法，实质就是一种微机保护综合测试装置的设计方案，该综合测试装置具有多种新型微机保护测试功能模块同时兼有电流互感器测试功能模块，能全自动、全数字化的完成各种继电保护测试，满足现场的多种要求，提高工作效率。
关键词：微机保护装置，差动保护，励磁涌流
引言：根据变压器差动保护需要考虑的特殊问题，着重分析变压器接线组别及励磁涌流的影响及其各自补偿措施，给出一套准确、高效的变压器差动保护测试方案。
1 差动保护原理分析
1.1 差动元件的动作方程
变压器微机差动保护的差动元件均采用分相差动，其动作具有比率制动特性，动作方程如下：
式中：
变压器差动保护的动作电流取各侧差动电流互感器二次电流向量和的绝对值。对于两卷变压器
对于三卷变压器或者是引入三侧电流的变压器，则有
、
关于变压器制动电流的取得方法，我们常使用的有两种。第一，对于两卷变压器，取各侧的电流向量差，即
对于三卷变压器或者引入三个电流的变压器，则取折算到同一侧的三个电流中的最大电流为制动电流，即
另外一种是：不管是两卷变压器、三卷变压器还是引入三个电流的变压器，均取电流中的最大值作为制动量。
2 微机型变压器差动保护测试技术实现
2.1变压器接线组别对差动保护的影响
单相变压器或者是Y，y0接线的三相变压器的一、二次绕组对应相的电压同相位，且其一、二次侧对应相电流的相位也几乎完全相同。而常用的Y，d1接线的三相变压器，由于其△侧的线电压与Y侧相应相的线电压的相位相差30°，所以其相应相的电流相位也相差30°，即△侧的电流的相位比Y侧的同一相电流的相位超前30°，因此，即使变压器两侧电流互感器二次电流的数值相等，在差动保护回路中也会出现不平衡。对于Y侧接地的Y0，d接线的变压器，当Y侧区外发生接地故障时，变压器Y侧绕组中会出现有零序电流流过，但在变压器的△侧，由于零序电流在绕组中环流，从而在△侧出线中不会有零序电流流出，如不采取补偿措施，在差动保护回路中也会出现不平衡电流，从而致使变压器差动保护在区外接地故障时误动作。
以Y，d11变压器为例，采用常用的相位补偿法来解决由于变压器Y，d11接线引起的不平衡电流影响的问题。即为了校正电流互感器二次电流的相位，将变压器Y侧的电流互感器二次侧接成Y形联接。
采用相位补偿后，变压器Y侧电流互感器二次回路差动的电流 
、
、 
，刚好与△侧的电流互感器二次回路中电流
、
、 同相位，但是幅值却增加了
倍。
用软件消除变压器接线方式产生的不平衡电流时，还需要同时消除相位误差和零序电流误差，一般大都采用以下两种方法：一是根据变压器△侧二次电流相位向Y侧校正的原理，软件可实现对Y，d不同组别变换。
2.2基于谐波制动量的差动保护测试方法
利用励磁涌流中含有大量高次谐波的特点，用谐波作为制动量来防止差动保护误动作。
测试过程描述：
在差动保护单元测试时：
1）测试人员应该在谐波制动边界搜索测试项目中选择所要测试的谐波次数。并根据需要添加扫描线。而不必考虑谐波和基波之间的角度，因为在保护采样准确的情况下，不同的角度不影响测试结果的准确度。
2）在“试验参数”设置中，整定值的门槛值和速断值数值直接对应谐波制动边界中的两条界限，小于门槛值时差动保护不动作，大于速断值时不经谐波制动判断，所以只有在大于门槛值小于速断值时才能对谐波制动进行测试，因此测试过程中我们只允许在门槛值和速断值之间添加扫描线。又由于励磁涌流只会出现在变压器的一侧，所以做谐波制动时只在一侧输出电流，由“谐波制动或间断角闭锁选择”选择在哪一侧输出电流。3）在“谐波设置”时，对谐波的现实曲线进行设置，令纵坐标为基波值，横坐标为二次谐波占基波的百分比，并可以显示出误差的范围。4）开始测试后，用二分法逐渐扫描接近边界，最小分辨率可达到0.001。
在谐波单元测试时：
1）测试时，变量选择对应的电流和谐波，根据测试要求的精度设置变化步长。由于谐波通常有幅值表示或者以基波的相对值表示，所以在测试过程中，“变化步长”和“谐波含量”中谐波的表示形式要与所选择的表示形式一致。软件自动按照设置的变化始值、终值、变化时间自动增减谐波。2）在“谐波含量”列表中选择显示的相别，对应每一项可显示它的基波幅值、相位、1～20次谐波。3）在变压器的一侧加一相电流，变化其谐波含量，并逐渐降低其谐波含量从制动到差动保护动作。
在间断角制动测试时：
在差动保护单元设置间断角大小，进行间断角制动的测试。
1）在测试项目选择中，选择间断角闭锁校验测试项目，将差动电流的设置大于门槛值小于速断值，分别设置不同的间断角添加测试项目。根据经验值将间断角设为小于65度（这里设为60度）时保护判断为故障，应动作；将间断角设为大于65度（这里设为70度）时保护判断为涌流，不动作。2）间断角的制动测试与谐波制动测试相同，只在变压器的某一侧加一相电流，由“谐波制动或间断角闭锁选择”可选择电流加入侧，其他参数设置均不影响测试结果。
以上测试方法将基波幅值设在电流额定值附近，解决了以往谐波测试时由于基波值设置过小致使谐波值过小而造成的测试不准确问题。
结论：分析了变压器差动保护原理及其在测试过程中需要考虑的特殊问题，给出了准确的解决方案，最后给出基于谐波制动量的变压器差动保护自动测试方法。
参考文献：
（1）宋丽群. 微机型保护测试装置与测试技术浅析[J]. 南京工程学院学报（自然科学版），2006，Vol.4（1）：33-38.
（2）姚志清. 继电保护测试发展方向的思考[J]. 继电器，2008，Vol.36（11）：11-15..
论文作者:王远1,李银玲2
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第20期
论文发表时间:2018/2/9
标签：谐波论文; 变压器论文; 电流论文; 测试论文; 相位论文; 差动论文; 基波论文; 《建筑科技》2017年第20期论文;