RCS-978與PST-1200系列主變保護(hù)的差異化分析

　　1.前言

　　隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性有了更高的要求，變壓器作為電力系統(tǒng)的重要組成部分。因此，變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行也越來越重要，這就對(duì)變壓器保護(hù)提出了更高的要求。

　　福建電網(wǎng)220kV及以上主變壓器最常使用的保護(hù)是RCS-978與PST-1200系列保護(hù)，因其保護(hù)原理有所區(qū)別所以在調(diào)試方法上存在一定差異，試驗(yàn)人員在進(jìn)行這兩套保護(hù)調(diào)試時(shí)容易造成混淆，下面對(duì)兩者的差異化進(jìn)行歸納分析。

　　2.RCS-978與PST-1200系列保護(hù)軟件算法的區(qū)別

　　微機(jī)主變差動(dòng)保護(hù)與以往的繼電器型差動(dòng)保護(hù)的區(qū)別在于舊的繼電器型保護(hù)是將Y側(cè)的電流互感器（以下簡(jiǎn)稱TA）二次側(cè)接成角型、Δ型側(cè)TA二次側(cè)接成星型后接入差流回路繼電器。而現(xiàn)在的微機(jī)保護(hù)已經(jīng)摒棄了這種方法，變壓器各側(cè)TA二次側(cè)均采用星形接線接入保護(hù)，使得接線更加簡(jiǎn)單，運(yùn)用微機(jī)保護(hù)本身的計(jì)算優(yōu)勢(shì)進(jìn)行軟件補(bǔ)償，增加了精確性和靈活性。這就必須要考慮以下兩個(gè)問題：第一，當(dāng)變壓器繞組為Y/Δ型接線時(shí)，由于一次端兩側(cè)電流相位不同，在TA二次回路要進(jìn)行相位補(bǔ)償。第二，當(dāng)變壓器繞組為YN/Y型接線時(shí)，YN側(cè)發(fā)生區(qū)外接地故障時(shí)，由于YN側(cè)中性點(diǎn)直接接地，變壓器向故障點(diǎn)提供故障電流，故障電流中含有正序、負(fù)序、零序分量，其中正序、負(fù)序電流可以通過負(fù)荷形成回路而傳變至Y側(cè)，而零序電流因?yàn)閅側(cè)為不接地系統(tǒng)，無零序通路而僅存在于YN側(cè)。當(dāng)變壓器繞組為Y/Δ型接線時(shí)，在上述情況下，雖然Δ側(cè)繞組中有零序電流，但零序電流在繞組中形成環(huán)流，接入差動(dòng)保護(hù)裝置的位于開關(guān)側(cè)的線電流中無零序電流，也相當(dāng)于零序電流僅存在于YN側(cè)。當(dāng)用于變壓器差動(dòng)保護(hù)TA二次側(cè)均采用星形接線，變壓器YN側(cè)故障電流中的零序電流將全部成為差動(dòng)保護(hù)繼電器不平衡電流，當(dāng)這種不平衡電流足夠大時(shí)，將引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)，所以要考慮如何消除變壓器YN側(cè)零序電流的影響。RCS-978系列與PST-1200系列保護(hù)微機(jī)主變差動(dòng)保護(hù)在軟件算法上采取如下措施解決這兩個(gè)問題。

　　2.1 差流相位補(bǔ)償及幅值補(bǔ)償

　　兩套保護(hù)將變壓器各側(cè)電流存在的相位差由軟件自動(dòng)進(jìn)行校驗(yàn)，變壓器各側(cè)均采用TA二次星形接線，各側(cè)的TA極性均指向變壓器為前提，因大部分變壓器Δ側(cè)均為11點(diǎn)接線，本文用軟件進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，對(duì)于YN/Δ-11的接線，其電流向量圖如圖1所示。

　?。?）RCS-978保護(hù)相位及幅值補(bǔ)償方法如下公式：

　　RCS-978保護(hù)將△側(cè)各相電流減去其超前相電流后除以3 的方式校正相角差和幅值差的問題。

　?。?）PST-1200相位及幅值補(bǔ)償方法如下：

　　PST-1200采用的是常規(guī)的補(bǔ)償方式，PST-1200選用變壓器Y→△形側(cè)校正的原理，且差動(dòng)保護(hù)的所有計(jì)算均以高壓側(cè)為基準(zhǔn)，其校正方法如下公式：

　　PST-1200保護(hù)將YN側(cè)各相電流減去其滯后相電流后除以3 的方式校正相角差和幅值差的問題。

　　2.2 消除零序電流進(jìn)入差動(dòng)元件的措施

　　通過兩套保護(hù)的補(bǔ)償方式可以看出RCS-978保護(hù)對(duì)于YN側(cè)將各相電流直接減去零序電流以過濾YN側(cè)區(qū)外故障時(shí)相電流中的零序電流，以解決YN側(cè)區(qū)外故障時(shí)零序電流成為差動(dòng)保護(hù)繼電器不平衡電流的問題。

　　PST-1200保護(hù)對(duì)于YN側(cè)采用將各相電流減去其滯后相電流，這樣得到的線電流同樣也過濾了YN側(cè)區(qū)外故障時(shí)電流中的成為差動(dòng)保護(hù)繼電器不平衡電流的零序電流。

　　3.RCS-978與PST-1200系列保護(hù)差動(dòng)試驗(yàn)方法的區(qū)別

　　兩套保護(hù)算法上的不同就意味著差動(dòng)保護(hù)試驗(yàn)方法上有一定區(qū)別。

　　3.1 RCS-978保護(hù)在進(jìn)行YN側(cè)分相差動(dòng)定值校驗(yàn)時(shí)應(yīng)單相通入電流，如從A相極性端進(jìn)N 端流出， 由公式1 可得IA'=IA-I0=IA-1/3（IA+IB+IC）=2/3IA,其動(dòng)作電流為所加電流的2/3,這樣才真正校驗(yàn)了該相的差動(dòng)元件。但在做兩側(cè)比率差動(dòng)校驗(yàn)時(shí)為了規(guī)避Io對(duì)差流的影響，采用本相極性端流進(jìn)另一相極性端流出的辦法，比如A相流進(jìn)B或C相流出，這樣其調(diào)整后電流就為通入的電流，但在做Y-△兩側(cè)的比率制動(dòng)時(shí)應(yīng)從滯后相流出，是因?yàn)椤鱾?cè)的相位補(bǔ)償為本相減超前相，這樣就剛好補(bǔ)償了△側(cè)另一相產(chǎn)生的差流；在進(jìn)行△側(cè)差動(dòng)定值校驗(yàn)時(shí)，由公式2可得其動(dòng)作電流為所加電流的1/ 3.

　　3.2 PST-1200在進(jìn)行YN側(cè)分相差動(dòng)定

　　值校驗(yàn)時(shí)因?yàn)榉笛a(bǔ)償?shù)年P(guān)系，由公式3可得其動(dòng)作電流為所加電流的1/ 3 ;進(jìn)行△側(cè)分相差動(dòng)定值校驗(yàn)，其動(dòng)作值即為所加電流；在做Y-△兩側(cè)的比率制動(dòng)時(shí)，因?yàn)閅側(cè)的相位補(bǔ)償為本相減滯后相，這樣就需要△側(cè)的補(bǔ)償一個(gè)超前相的電流，且超前相的電流與本相電流大小相等，方向相反。

　　4.RCS-978與PST-1200系列保護(hù)二次諧波制動(dòng)的區(qū)別

　　由于采取不同的補(bǔ)償方式?jīng)Q定了這兩套保護(hù)利用二次諧波閉鎖勵(lì)磁涌流的區(qū)別。勵(lì)磁涌流是主變空投時(shí)變壓器鐵芯磁通急遽變大，使鐵芯瞬間飽和的勵(lì)磁電流，其含有大量二次諧波分量。根據(jù)鐵芯中磁通的積分方程：

　　根據(jù)以上公式，在合閘角為0°時(shí)變壓器的磁通猛增，勵(lì)磁涌流最大，在合閘角為90°時(shí)勵(lì)磁涌流最小。可以假設(shè)一種情況：空載合閘時(shí)A相合閘角為90°，那么B相合閘角為- 3 0°、C相合閘角為210°，根據(jù)兩套保護(hù)對(duì)高壓側(cè)電流的補(bǔ)償特點(diǎn)，此時(shí)PST-1200保護(hù)調(diào)整后電流IA‘≠0、IB’≠0、IC‘≠0,三相差動(dòng)元件均感受到涌流，PST-1200為“或門”

　　閉鎖式，只要有一相有涌流就同時(shí)閉鎖三相的差動(dòng)元件。而該情況下RCS-978保護(hù)調(diào)整后電流IA'=0、IB’≠0、IC‘≠0,此時(shí)RCS-978的A相差動(dòng)元件仍然開放，RCS-978是“分相”閉鎖，某相的涌流只閉鎖該相的差動(dòng)元件，這樣當(dāng)合閘與故障變壓器時(shí)RCS-978能明確區(qū)別出空投主變時(shí)涌流與內(nèi)部故障的區(qū)別，正確動(dòng)作切除故障。由于空投變壓器時(shí)，三相勵(lì)磁涌流是不相同的。各相勵(lì)磁涌流的波形、幅值和二次諧波的含量不相同，但對(duì)某些涌流錄波表明，在某些條件下，三相涌流之中的某一相可能不滿足閉鎖條件。此時(shí)采用“分相”閉鎖容易誤動(dòng)，而采用“或門”

　　閉鎖則可以避免這個(gè)問題。這就是RCS-978跟PST-1200的區(qū)別所在。

　　5.RCS-978與PST-1200系列保護(hù)二次諧波制動(dòng)試驗(yàn)方法的區(qū)別

　　在測(cè)試RCS-978保護(hù)二次諧波閉鎖涌流時(shí)，應(yīng)分相驗(yàn)證二次諧波制動(dòng)系數(shù)，如在測(cè)試A相時(shí)，除常規(guī)的通入A相帶二次諧波的電流驗(yàn)證該相二次諧波制動(dòng)系數(shù)外，還應(yīng)同時(shí)在B相通入不帶二次諧波的電流以檢驗(yàn)B相的差動(dòng)元件是否開放，以驗(yàn)證RCS-978保護(hù)“分相”涌流閉鎖式邏輯。

　　測(cè)試PST-1200保護(hù)二次諧波制動(dòng)時(shí)，除了驗(yàn)證諧波電流與基波電流的比值是否與定值相符，還應(yīng)在某相基波電流中疊加滿足制動(dòng)量的二次諧波分量的同時(shí)在其他兩相也加入超過差動(dòng)定值的基波電流以檢驗(yàn)“或門”閉鎖的功能。值得注意的是在同時(shí)通入另外兩相基波電流時(shí)，該相基波電流中疊加的二次諧波分量也應(yīng)提高。以A相試驗(yàn)為例；假設(shè)差動(dòng)定值Icd=0.5A、二次諧波制動(dòng)系數(shù)K=0.15,在同時(shí)通入A、B、C三相1A的基波電流，此時(shí)A相二次諧波分量應(yīng)大于0.15× 3 =0.26A才可靠制動(dòng)。

　　以PST-1200保護(hù)二次諧波制動(dòng)試驗(yàn)為例（利用狀態(tài)序列界面測(cè)試）：

　　狀態(tài)一：（將差動(dòng)速斷壓板退出，二次諧波閉鎖系數(shù)定值整定為0.15）：

　　本狀態(tài)B 相差流中沒有二次諧波分量，但由于A、C、兩相可靠閉鎖，驗(yàn)證了分相閉鎖“或”邏輯，差動(dòng)保護(hù)可靠閉鎖。

　　6.結(jié)語

　　本文深入保護(hù)原理論述和分析了RCS-978與PST-1200系列保護(hù)之間的差異，并結(jié)合兩套保護(hù)的原理上的區(qū)別對(duì)其試驗(yàn)方法做一些探討，通過試驗(yàn)驗(yàn)證兩套保護(hù)的差異。以幫助試驗(yàn)人員在進(jìn)行這兩套保護(hù)調(diào)試時(shí)能夠事半功倍。