RCS-978與PST-1200系列主變保護的差異化分析

　　1.前言

　　隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，對電力系統(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)定運行也越來越重要，這就對變壓器保護提出了更高的要求。

　　福建電網(wǎng)220kV及以上主變壓器最常使用的保護是RCS-978與PST-1200系列保護，因其保護原理有所區(qū)別所以在調(diào)試方法上存在一定差異，試驗人員在進行這兩套保護調(diào)試時容易造成混淆，下面對兩者的差異化進行歸納分析。

　　2.RCS-978與PST-1200系列保護軟件算法的區(qū)別

　　微機主變差動保護與以往的繼電器型差動保護的區(qū)別在于舊的繼電器型保護是將Y側(cè)的電流互感器（以下簡稱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)在的微機保護已經(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，使得接線更加簡單，運用微機保護本身的計算優(yōu)勢進行軟件補償，增加了精確性和靈活性。這就必須要考慮以下兩個問題：第一，當(dāng)變壓器繞組為Y/Δ型接線時，由于一次端兩側(cè)電流相位不同，在TA二次回路要進行相位補償。第二，當(dāng)變壓器繞組為YN/Y型接線時，YN側(cè)發(fā)生區(qū)外接地故障時，由于YN側(cè)中性點直接接地，變壓器向故障點提供故障電流，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)，而零序電流因為Y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，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，接入差動保護裝置的位于開關(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)用于變壓器差動保護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保護繼電器不平衡電流，當(dāng)這種不平衡電流足夠大時，將引起差動保護誤動，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系列保護微機主變差動保護在軟件算法上采取如下措施解決這兩個問題。

　　2.1 差流相位補償及幅值補償

　　兩套保護將變壓器各側(cè)電流存在的相位差由軟件自動進行校驗，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點接線，本文用軟件進行補償時，對于YN/Δ-11的接線，其電流向量圖如圖1所示。

　?。?）RCS-978保護相位及幅值補償方法如下公式：

　　RCS-978保護將△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。

　　（2）PST-1200相位及幅值補償方法如下：

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

　　PST-1200保護將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 消除零序電流進入差動元件的措施

　　通過兩套保護的補償方式可以看出RCS-978保護對于YN側(cè)將各相電流直接減去零序電流以過濾YN側(cè)區(qū)外故障時相電流中的零序電流，以解決YN側(cè)區(qū)外故障時零序電流成為差動保護繼電器不平衡電流的問題。

　　PST-1200保護對于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)外故障時電流中的成為差動保護繼電器不平衡電流的零序電流。

　　3.RCS-978與PST-1200系列保護差動試驗方法的區(qū)別

　　兩套保護算法上的不同就意味著差動保護試驗方法上有一定區(qū)別。

　　3.1 RCS-978保護在進行YN側(cè)分相差動定值校驗時應(yīng)單相通入電流，如從A相極性端進N 端流出， 由公式1 可得IA'=IA-I0=IA-1/3（IA+IB+IC）=2/3IA,其動作電流為所加電流的2/3,這樣才真正校驗了該相的差動元件。但在做兩側(cè)比率差動校驗時為了規(guī)避Io對差流的影響，采用本相極性端流進另一相極性端流出的辦法，比如A相流進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)的比率制動時應(yīng)從滯后相流出，是因為△側(cè)的相位補償為本相減超前相，這樣就剛好補償了△側(cè)另一相產(chǎn)生的差流；在進行△側(cè)差動定值校驗時，由公式2可得其動作電流為所加電流的1/ 3.

　　3.2 PST-1200在進行YN側(cè)分相差動定

　　值校驗時因為幅值補償?shù)年P(guān)系，由公式3可得其動作電流為所加電流的1/ 3 ;進行△側(cè)分相差動定值校驗，其動作值即為所加電流；在做Y-△兩側(cè)的比率制動時，因為Y側(cè)的相位補償為本相減滯后相，這樣就需要△側(cè)的補償一個超前相的電流，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系列保護二次諧波制動的區(qū)別

　　由于采取不同的補償方式?jīng)Q定了這兩套保護利用二次諧波閉鎖勵磁涌流的區(qū)別。勵磁涌流是主變空投時變壓器鐵芯磁通急遽變大，使鐵芯瞬間飽和的勵磁電流，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°時變壓器的磁通猛增，勵磁涌流最大，在合閘角為90°時勵磁涌流最小?？梢约僭O(shè)一種情況：空載合閘時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)兩套保護對高壓側(cè)電流的補償特點，此時PST-1200保護調(diào)整后電流IA‘≠0、IB’≠0、IC‘≠0,三相差動元件均感受到涌流，PST-1200為“或門”

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

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

　　5.RCS-978與PST-1200系列保護二次諧波制動試驗方法的區(qū)別

　　在測試RCS-978保護二次諧波閉鎖涌流時，應(yīng)分相驗證二次諧波制動系數(shù)，如在測試A相時，除常規(guī)的通入A相帶二次諧波的電流驗證該相二次諧波制動系數(shù)外，還應(yīng)同時在B相通入不帶二次諧波的電流以檢驗B相的差動元件是否開放，以驗證RCS-978保護“分相”涌流閉鎖式邏輯。

　　測試PST-1200保護二次諧波制動時，除了驗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量的二次諧波分量的同時在其他兩相也加入超過差動定值的基波電流以檢驗“或門”閉鎖的功能。值得注意的是在同時通入另外兩相基波電流時，該相基波電流中疊加的二次諧波分量也應(yīng)提高。以A相試驗為例；假設(shè)差動定值Icd=0.5A、二次諧波制動系數(shù)K=0.15,在同時通入A、B、C三相1A的基波電流，此時A相二次諧波分量應(yīng)大于0.15× 3 =0.26A才可靠制動。

　　以PST-1200保護二次諧波制動試驗為例（利用狀態(tài)序列界面測試）：

　　狀態(tài)一：（將差動速斷壓板退出，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，驗證了分相閉鎖“或”邏輯，差動保護可靠閉鎖。

　　6.結(jié)語

　　本文深入保護原理論述和分析了RCS-978與PST-1200系列保護之間的差異，并結(jié)合兩套保護的原理上的區(qū)別對其試驗方法做一些探討，通過試驗驗證兩套保護的差異。以幫助試驗人員在進行這兩套保護調(diào)試時能夠事半功倍。