国电南自PST645UX微机变压器保护装置

2 保护功能及原理

2.1 差动保护（D 型配置）

比率差动保护主要保护变压器的内部故障。装置直接采集变压器两侧电流，存在的相位差由软件

根据现场绕组接线方式自动进行校正，然后计算出差动电流和制动电流。

采用常规比率差动原理，其动作方程如下：

I d ＞ I cd （I r ＜ I r0 ）

I d - I cd ＞ K cd ·(I r - I r0 ) (I r ≥ I r0 )

同时满足上述两个方程时，比率差动元件动作。其中，I d 为差动电流，I r 为制动电流，K cd 为比率

制动系数，I cd 为差动电流门槛定值，I r0 为拐点电流值。

建议将元件中的拐点电流 I r0 设定为 0.7 倍的高压侧额定电流 I e ，以保证匝间短路在制动电流小于

额定电流即 I r ＜ I e 时，没有制动作用。

差动电流门槛判据不宜过小，建议取 I cd ＝(0.4～0.8) I e 。

比率制动系数的整定可按以下的公式进行:

K cd = K k ·(K tx ·F wc + ?U + ?F ph )

其中，Kk 为可靠系数，取 1.3～1.5；Ktx 为同型系数，取 1.0；

Fwc 为电流互感器的允许误差，取 0.1

?U 为变压器调压抽头误差，取调压范围的一半

?Fph 为因电流互感器引起的电流不平衡产生的相对误差，取 0.05

比率制动系数 Kcd 建议取值范围为 0.3～0.7。

对于双圈变：

I L 分别为高压侧和低压侧电流，均以流入变压器为正方向。

在差动保护装置内，变压器各侧电流存在的相位差由软件自动进行校正。变压器各侧的电流互感器均

采用星形接线，并且以指向变压器为同极性。各差动元件的差电流、制动电流均可在“ 运行状态 \\ 计算量 ”

菜单中实时显示，或在主菜单实时循环显示，以便于装置检测和运行监视。

2.1.1 相位校正方法

装置软件对 Y 侧电流相位进行校正，以 Y/Δ-11 接线为例，方法如下：

2.1.2 二次谐波制动

利用三相差动电流中的二次谐波作为励磁涌流闭锁的判据。动作方程如下：

Max[I da2 , I db2, I dc2 ] ＞ K xb · Max[I da , I db, I dc ]

其中 I da2 , I db2, I dc2 为 A ,B,C 三相差动电流中的二次谐波含量，I da , I db, I dc 为 A ,B,C 三相差动电流，

K xb 为二次谐波制动系数。当满足上述条件时，闭锁三相比率差动保护。K xb 一般取为 10％～20％之

间，建议取为 0.15，误差范围为±5%或绝对误差 0.05。

各差动元件的二次谐波有效值均可在“ 运行状态 \\ 计算量 ”菜单中实时显示，或在主菜单实时循环显

示，以便于装置检测和运行监视。

2.1.3 TA 断线

具有瞬时 TA 断线闭锁或告警功能及差流越限告警功能。

TA 断线启动条件为差流大于差动启动电流,在满足下列任何一个条件时，装置退出瞬时 TA 断线判

别：

a) 启动前某侧最大相电流小于该侧额定电流的 20％，则不判该侧；

b) 启动后相电流最大值大于该侧额定电流的 120％；

c) 启动后任一侧电流比启动前增加。

在上述三个条件均不满足的情况下，如某一侧同时满足以下条件，则判为 TA 断线：

1) 只有一相电流为零；

2) 其余两相电流与启动前电流相等。

如差流大于 15％的差动启动电流，经 10s 延时装置报差流越限，但不闭锁差动保护。这一功能可

兼作保护装置交流采样回路的监视功能。

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2.1.4 差动速断

当任一相差动电流大于差动速断整定值时，动作于总出口继电器。用于在变压器差动区发生严重

故障情况下快速切除变压器。差动速断定值应能躲过外部故障的最大不平衡电流和空投变压器时的励

磁涌流，一般取 6～12 倍的额定电流。

2.2 相间过电流保护

装置在执行三段过流判别时，各段判别逻辑一致，其动作条件如下：

1) Iϕ ＞ Idn；Idn 为 n 段电流定值，Iϕ为相电流；

2) T ＞ Tdn ；Tdn 为 n 段延时定值。

其低压闭锁元件、负序电压闭锁元件由相应控制字投退。

2.2.1 低电压闭锁元件

低电压元件在三个线电压中的任意一个低于低电压定值时动作，开放被闭锁保护元件。利用此元件，

可以保证装置在电动机反馈等非故障情况下不出现误动作。

2.2.2 负序过电压闭锁元件

当负序大于负序过电压定值时，开放被闭锁保护元件。可以同低电压闭锁元件共同构成复合电压闭锁

元件，与过流元件构成复合电压过流保护。

2） 非常反时限

其中： t p 为时间系数，范围是（0.05～1）；I p 为电流基准值；I 为故障电流；t 为跳闸时间。

整定值部分反时*为上述表达式中分子的乘积值，单位为秒，整定范围为（0.005～127）。

对于长时间反时限亦能实现。长时间反时限表达式如下：

装置的相间电流保护，可通过设置控制字的相关位选择定时限或反时限方式。当选择反时限方式后，

自动退出定时限过流Ⅲ段保护，相间电流Ⅲ段的功能压板为相间电流反时限功能投退压板。

2.3 过负荷元件

过负荷元件监视三相的电流，其动作条件为：

MAX (I ϕ )>I fh ， 其中 I fh 为过负荷电流定值。

可通过相应控制字设置为告警或跳闸。

2.4 零序过流保护

装置提供高低压侧各三段零序过流保护，其中高压侧零序Ⅲ段可通过控制字设置为告警，当高压

侧零序电流用作跳闸或告警时，零序电流可以由运行参数中的控制字一的 KG1.1 位选择零序电流由外部专

用的零序 CT 引入，或者由软件自产生成，装置默认为高压侧零序电流外接。

低压侧零序Ⅲ段保护可通过控制字设置为反时限保护，零序保护反时限特性同相间电流反时限元

件。

2.5 零序过压保护

在满足下列条件时，零序过电压元件动作：

1) 零序电压高于零序过压整定值；

2) 断路器在合位；

3) 延时时间到。

可通过相应控制字设置为告警或跳闸，当零序过压选择为告警时，装置采用自产 3U0 零序电压进行判

别。