第９卷第１期２０１０年３月
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＹａｎｇｌｉｎｇＶｏｃａｔｉｏｎａｌ＆ＴｅｅｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ
杨凌职业技术学院学报
Ｖ０１．９Ｎｏ．１Ｍａｒ．２０１Ｏ
零序比率差动保护在变压器保护中的应用
冷亚军
（西北电力建设调试施工研究所，陕西西安７１００３２）
摘要：阐述了ＲＣＳ－－９８５Ｔ零序差动保护的原理、保护校验方法，并对保护所用ＣＴ二次极性的接入进行了分析。关键词：零序比率差动ｌＣＴ二次极性中图分类号：ＴＭ４０３．５
文献标识码：Ｂ
文章编号：１６７１—９１３１（２０１０）０１—００７３—０３
ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＺｅｒｏ－ｓｅｑｕｅｎｃｅＰｅｒｃｅｎｔａｇｅＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ
ＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎｔｏＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ
ＬＥＮＧ
Ｙａ－ｊｕｎ
（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＮｏｒｔｈｗｅｓｔＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒａｎｄＤｅｂｕｇｇｉｎｇＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，Ｘｉ＇ａｎ７１００３２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂ删：Ｔｈｅ
ｐａｐｅｒｅｌａｂｏｒａｔｅｄ
ａｏｃｅ８８
ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＲＣＳ－－９８５Ｔｚｅｒ伊ｓｅｑｕｅｎｅｅｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｐｒｏｔｅｅ—
ｔｉｏｎ，ａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅ
ｏｆＣＴｓｅｃｏｎｄａｒｙｐｏｈｒｉｔｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｚｅｒｏ－ｓｅｑｕｅｎｃｅｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＩｓｅｃｏｎｄａｒｙｐｏｌａｒｉｔｙ
０引言
通常的差动保护用在Ｙｎ接线的三相变压器中，当Ｙｎ侧发生绕组单相接地短路时，输入变压器差动保护的电流很小或者呈现穿越性，使通常的差动保护灵敏度降低或者根本不动作。如果在Ｙｎ侧三相电流互感器二次侧接成零序滤过器方式，再与中性点互感器二次组成差动接线，就构成了变压器的零序差动保护。这种零序差动保护能反映全部差动电流，灵敏度大大提高。
印度Ｄ＿【瓜ＧＡＰＵＲ电厂的启动／备用变压器保护采用了南京南瑞继保的ＲＣＳ一９８５Ｔ型变压器微机保护装置，其中保护配置了变压器零序比率差动保护（Ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ
ＥａｒｔｈＦａｕｌｔ
ｊ耐＞Ｊ州ｋ＞‰ｌ×Ｌ，
／ｏ，＝ｍａｘ｛ＩＬ１｜Ｉ
Ｊ。２
Ｌ。Ｉ｜Ｌ。１）
、１７
ｋ＝Ｉ工ｏｌ＋ｊ。。Ｉ
式（１）中：ｋ为零序差动电流，Ｌ酬为零序比率差
动启动定值，‰为零序差动比率制动系数整定值，
ｋ为零序差动制动电流，厶。、如、ｊ１０。为各分支自产零序电流，ｋ为中性点侧零序电流。
当满足以上条件时，零序比率差动动作。
１．２
ＴＡ暂态特性不同导致的零序比率差动误动的闭锁措施
为避免在区外最大三相短路故障以及励磁涌流
等情况下，由于ＴＡ暂态特性差异和ＴＡ饱和等所产生的’错误的差动回路零序电流’对零序比率差动的影响，装置采用正序电流制动的闭锁判据，即对于零差各侧的电流，当零差各侧的零序电流大于其正序电流的届倍时，认为零序电流由故障造成，开放零序比率差动表达式如式（２）：
Ｌ＞岛×Ｊ１
（２）
Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）。本文将
对此保护的原理、差动保护校验进行阐述，并对保护所用ＣＴ二次极性的接入进行分析。
１零序比率差动保护
１．１差动原理
针对高压侧及分支接地故障，设置零序比率差动保护，其动作方程如下ｔ
式（２）中：Ｌ为某侧的零序电流，Ｊ１为对应侧的正序电流，届是某一比例常数。同时利用零差各侧相电流
・收稿日期：２０１０－０２－２８
作者简介：冷亚军（１９７４－），男，陕西城固人，助理工程师．
万方数据
７４杨凌职业技术学院学报
第９卷
的二次谐波作为ＴＡ饱和的判据来闭锁零序比率差动。
１．３零序差流异常报警与ＴＡ断线闭锁
（１）装置设有延时零序差流异常报警，当零序差流大于ＴＡ报警零序差流定值的时间超过１０秒时发出零序差流异常报警信号，但不闭锁零序差动保护。
（２）可通过整定控制字选择，在ＴＡ断线时闭锁零序差动保护。
１．４零序比率差动的逻辑框图
零序比率差动元件零麓动保护爱压板投入
＆ｆ广一＆Ｈ＆Ｈ；嚣盏蔷
序比率差动傣护软压板
１＝＾■时断缝判崩Ｈｌ
ｔ＾异常和饱和开放元件
零序比率差动元件
圈１零序比率差动的逻辑框图
１．５零序差动保护的校验
比率差动启动定值：０．５Ｉｅ斜率：０．５
差动速断定值：６Ｉｅ高压侧ＣＴ变比：８００／１Ａ中性点ＣＴ变比：３００／１
Ａ
表ｌ
斜率ｌＫ＝（１．０５一ｏ．５３）／（２．１２—１．０６）＝ｏ．５
差动速断定值：６．０１Ｉｅ计算实例：
高压侧试验电流ｆ＝ｏ．２Ａ中性点侧试验电流Ｉ＝１．０６
Ａ
高压侧额定电流Ｉｅｌ＝３００Ａ／８００
Ａ＝０．３７５
中性点侧额定电流Ｉｅ２＝８００Ａ／８００
Ａ＝Ｉ
高压侧电流Ｉ１＝Ｉ／Ｉｅｌ＝０．２１０．３７５＝０．５３ｌｅ中性点侧电流工２＝Ｉ／Ｉｅ２＝１．０６／１＝１．０６ｆｅ
制动电流Ｉｒ＝Ｍａｘ（Ｉ
１，Ｊ２）＝１．０６Ｉｅ
万方数据
差动电流Ｉｄ＝工２～Ｊ１＝１．０６—０．５３＝０．５３，ｅ
１．６零序差动Ｃｒ二次极性
零序差动所用电流互感器各侧的极性参见图２，即高、低压侧都以母线侧为极性端，而中性点零序电流则以变压器中性线为极性端。
从图２中可知ＲＣＳ一９８５Ｔ的零序差动保护二次接线采用ｏ。接线方式。当高压侧发生区外故障时，零序电流在高压侧ＣＴ和高压侧中性点ＣＴ之间形成环流，不流人差动保护，差动保护不动作；当高压侧发生内部单相接地短路时，高压侧ＣＴ和高压侧中性点ＣＴ的二次电流都流人差动保护，差动
保护立即动作（低压侧同理）。为了保证差动保护能快速、可靠的动作，在高压侧和低压侧零序套管ＣＴ安装时，必须对ｃｒ一、二次同名端进行核对；二次接线必须按图中所示极性接人保护装置。否则会发生在区外故障时保护误动，在区内故障时保护拒动。
动
低
圈２
１．７零序差动ＣＩ’二次极性带负荷检查
由于在变压器首次冲击中会有零序电流产生。所以在变压器冲击试验前．将保护装置中的高压侧二次电流及高压侧中性点二次电流通过保护装置通讯接口引入电量采集装置。在首次冲击试验后，调取所录数据进行分析。
表２
峰值（Ａ）电流幅值（Ａ）角度（。）
从以上所测得数据可看出ＲＣＳ一９８５Ｔ保护中高压侧自产的零序电流和中性点套管ＣＴ的零序电流大小相等、相位一致。由此得出高压侧ＣＴ和高压侧中性点零序ＣＴ二次回路接人保护装置的极性正确。
第１期冷亚军：零序比率差动保护在变压器保护中的应用
７５
（上接第６９页）
ＳＤｌ２６—１９８４（电力系统谐波管理暂行规定》。国家技术监督局于１９９３年又发布了中华人民共和国国
定可靠，系统功率因数保持在０．９５～ｏ．９９之间。可以满足电力系统无功补偿的需要。
参考文献：
［１］王兆安，杨君，刘进军，等．谐波抑制和无功功率补偿
［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００２．
家标准Ｇ】Ｂ／Ｔ１４５４９—１９９３（电能质量公用电网谐
波》，该标准从１９９４年３月１日起开始实施。下面的内容均引自该标准。
对于不同电压等级的公用电网，允许电压谐波畸变率也不相同。电压等级越高，谐波限制越严，见表１。
裹１公用电网谐波电压Ｉ相电压ｌ限值电网标称电压／（ｋＶ）
ｏ．３８６
４．０
１０３５
３．０
６６１１０
２．０
［２２刘和平，邓力，江渝，等．Ｄ田原理及电机控制应用［Ｍ］．
北京：北京航空航天大学出版社，２００６．
电压总谐波畸变率（％）
５．Ｏ
［３］王幸之，钟爱琴，王雷，等．ＡＴ８９系列单片机原理与接
口技术［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，２００４．［４］朱勇，陈其乐，刘浩．单片机原理与应用技术［Ｍ］．北
京：清华大学出版社，２００６．
［５２丁毓山，徐义斌，周国喻，等．无功补岗位培训教材［Ｍ］．
北京：中国水利水电出版社，２００７．［６］
（美）ＲａｍａｓａｍｙＮａｔａｒａｊａｎ著，徐政译．电力电容器
（Ｂｏｗｅｌ＂ＳｙｓｔｅｍＣａｐａｃｉｔｏｒｓ）［Ｍ］．北京：机械工业出版
经６ＫＶ－－１０ＫＶ运行试验表明，ＴＣＲ装置谐波不大于２．５％；系统响应时间不大于０．３ｓ，运行稳
社。２００７．
万方数据
零序比率差动保护在变压器保护中的应用
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
冷亚军， LENG Ya-jun
西北电力建设调试施工研究所,陕西西安,710032杨凌职业技术学院学报
JOURNAL OF YANGLING VOCATIONAL & TECHNICAL COLLEGE2010，9(1)0次
参考文献(5条)
1. 贺家 电力系统继电保护原理(第三版) 19942. 王维俭 电气主设备继电保护原理与应用 1996
3. 崔家佩. 孟庆炎 电力系统继电保护与安全自动装置整定计算 19934. 国家电力调度通信中心 电力系统继电保护实用技术问答(第二版) 19975. 河南省电力公司 火电工程调试技术手册 2003
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_ylzyjsxyxb201001023.aspx授权使用：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：8653ab89-b67a-45c1-89c0-9e1b0159aba3
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第９卷第１期２０１０年３月
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＹａｎｇｌｉｎｇＶｏｃａｔｉｏｎａｌ＆ＴｅｅｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ
杨凌职业技术学院学报
Ｖ０１．９Ｎｏ．１Ｍａｒ．２０１Ｏ
零序比率差动保护在变压器保护中的应用
冷亚军
（西北电力建设调试施工研究所，陕西西安７１００３２）
摘要：阐述了ＲＣＳ－－９８５Ｔ零序差动保护的原理、保护校验方法，并对保护所用ＣＴ二次极性的接入进行了分析。关键词：零序比率差动ｌＣＴ二次极性中图分类号：ＴＭ４０３．５
文献标识码：Ｂ
文章编号：１６７１—９１３１（２０１０）０１—００７３—０３
ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＺｅｒｏ－ｓｅｑｕｅｎｃｅＰｅｒｃｅｎｔａｇｅＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ
ＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎｔｏＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ
ＬＥＮＧ
Ｙａ－ｊｕｎ
（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＮｏｒｔｈｗｅｓｔＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒａｎｄＤｅｂｕｇｇｉｎｇＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，Ｘｉ＇ａｎ７１００３２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂ删：Ｔｈｅ
ｐａｐｅｒｅｌａｂｏｒａｔｅｄ
ａｏｃｅ８８
ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＲＣＳ－－９８５Ｔｚｅｒ伊ｓｅｑｕｅｎｅｅｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｐｒｏｔｅｅ—
ｔｉｏｎ，ａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅ
ｏｆＣＴｓｅｃｏｎｄａｒｙｐｏｈｒｉｔｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｚｅｒｏ－ｓｅｑｕｅｎｃｅｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＩｓｅｃｏｎｄａｒｙｐｏｌａｒｉｔｙ
０引言
通常的差动保护用在Ｙｎ接线的三相变压器中，当Ｙｎ侧发生绕组单相接地短路时，输入变压器差动保护的电流很小或者呈现穿越性，使通常的差动保护灵敏度降低或者根本不动作。如果在Ｙｎ侧三相电流互感器二次侧接成零序滤过器方式，再与中性点互感器二次组成差动接线，就构成了变压器的零序差动保护。这种零序差动保护能反映全部差动电流，灵敏度大大提高。
印度Ｄ＿【瓜ＧＡＰＵＲ电厂的启动／备用变压器保护采用了南京南瑞继保的ＲＣＳ一９８５Ｔ型变压器微机保护装置，其中保护配置了变压器零序比率差动保护（Ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ
ＥａｒｔｈＦａｕｌｔ
ｊ耐＞Ｊ州ｋ＞‰ｌ×Ｌ，
／ｏ，＝ｍａｘ｛ＩＬ１｜Ｉ
Ｊ。２
Ｌ。Ｉ｜Ｌ。１）
、１７
ｋ＝Ｉ工ｏｌ＋ｊ。。Ｉ
式（１）中：ｋ为零序差动电流，Ｌ酬为零序比率差
动启动定值，‰为零序差动比率制动系数整定值，
ｋ为零序差动制动电流，厶。、如、ｊ１０。为各分支自产零序电流，ｋ为中性点侧零序电流。
当满足以上条件时，零序比率差动动作。
１．２
ＴＡ暂态特性不同导致的零序比率差动误动的闭锁措施
为避免在区外最大三相短路故障以及励磁涌流
等情况下，由于ＴＡ暂态特性差异和ＴＡ饱和等所产生的’错误的差动回路零序电流’对零序比率差动的影响，装置采用正序电流制动的闭锁判据，即对于零差各侧的电流，当零差各侧的零序电流大于其正序电流的届倍时，认为零序电流由故障造成，开放零序比率差动表达式如式（２）：
Ｌ＞岛×Ｊ１
（２）
Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）。本文将
对此保护的原理、差动保护校验进行阐述，并对保护所用ＣＴ二次极性的接入进行分析。
１零序比率差动保护
１．１差动原理
针对高压侧及分支接地故障，设置零序比率差动保护，其动作方程如下ｔ
式（２）中：Ｌ为某侧的零序电流，Ｊ１为对应侧的正序电流，届是某一比例常数。同时利用零差各侧相电流
・收稿日期：２０１０－０２－２８
作者简介：冷亚军（１９７４－），男，陕西城固人，助理工程师．
万方数据
７４杨凌职业技术学院学报
第９卷
的二次谐波作为ＴＡ饱和的判据来闭锁零序比率差动。
１．３零序差流异常报警与ＴＡ断线闭锁
（１）装置设有延时零序差流异常报警，当零序差流大于ＴＡ报警零序差流定值的时间超过１０秒时发出零序差流异常报警信号，但不闭锁零序差动保护。
（２）可通过整定控制字选择，在ＴＡ断线时闭锁零序差动保护。
１．４零序比率差动的逻辑框图
零序比率差动元件零麓动保护爱压板投入
＆ｆ广一＆Ｈ＆Ｈ；嚣盏蔷
序比率差动傣护软压板
１＝＾■时断缝判崩Ｈｌ
ｔ＾异常和饱和开放元件
零序比率差动元件
圈１零序比率差动的逻辑框图
１．５零序差动保护的校验
比率差动启动定值：０．５Ｉｅ斜率：０．５
差动速断定值：６Ｉｅ高压侧ＣＴ变比：８００／１Ａ中性点ＣＴ变比：３００／１
Ａ
表ｌ
斜率ｌＫ＝（１．０５一ｏ．５３）／（２．１２—１．０６）＝ｏ．５
差动速断定值：６．０１Ｉｅ计算实例：
高压侧试验电流ｆ＝ｏ．２Ａ中性点侧试验电流Ｉ＝１．０６
Ａ
高压侧额定电流Ｉｅｌ＝３００Ａ／８００
Ａ＝０．３７５
中性点侧额定电流Ｉｅ２＝８００Ａ／８００
Ａ＝Ｉ
高压侧电流Ｉ１＝Ｉ／Ｉｅｌ＝０．２１０．３７５＝０．５３ｌｅ中性点侧电流工２＝Ｉ／Ｉｅ２＝１．０６／１＝１．０６ｆｅ
制动电流Ｉｒ＝Ｍａｘ（Ｉ
１，Ｊ２）＝１．０６Ｉｅ
万方数据
差动电流Ｉｄ＝工２～Ｊ１＝１．０６—０．５３＝０．５３，ｅ
１．６零序差动Ｃｒ二次极性
零序差动所用电流互感器各侧的极性参见图２，即高、低压侧都以母线侧为极性端，而中性点零序电流则以变压器中性线为极性端。
从图２中可知ＲＣＳ一９８５Ｔ的零序差动保护二次接线采用ｏ。接线方式。当高压侧发生区外故障时，零序电流在高压侧ＣＴ和高压侧中性点ＣＴ之间形成环流，不流人差动保护，差动保护不动作；当高压侧发生内部单相接地短路时，高压侧ＣＴ和高压侧中性点ＣＴ的二次电流都流人差动保护，差动
保护立即动作（低压侧同理）。为了保证差动保护能快速、可靠的动作，在高压侧和低压侧零序套管ＣＴ安装时，必须对ｃｒ一、二次同名端进行核对；二次接线必须按图中所示极性接人保护装置。否则会发生在区外故障时保护误动，在区内故障时保护拒动。
动
低
圈２
１．７零序差动ＣＩ’二次极性带负荷检查
由于在变压器首次冲击中会有零序电流产生。所以在变压器冲击试验前．将保护装置中的高压侧二次电流及高压侧中性点二次电流通过保护装置通讯接口引入电量采集装置。在首次冲击试验后，调取所录数据进行分析。
表２
峰值（Ａ）电流幅值（Ａ）角度（。）
从以上所测得数据可看出ＲＣＳ一９８５Ｔ保护中高压侧自产的零序电流和中性点套管ＣＴ的零序电流大小相等、相位一致。由此得出高压侧ＣＴ和高压侧中性点零序ＣＴ二次回路接人保护装置的极性正确。
第１期冷亚军：零序比率差动保护在变压器保护中的应用
７５
（上接第６９页）
ＳＤｌ２６—１９８４（电力系统谐波管理暂行规定》。国家技术监督局于１９９３年又发布了中华人民共和国国
定可靠，系统功率因数保持在０．９５～ｏ．９９之间。可以满足电力系统无功补偿的需要。
参考文献：
［１］王兆安，杨君，刘进军，等．谐波抑制和无功功率补偿
［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００２．
家标准Ｇ】Ｂ／Ｔ１４５４９—１９９３（电能质量公用电网谐
波》，该标准从１９９４年３月１日起开始实施。下面的内容均引自该标准。
对于不同电压等级的公用电网，允许电压谐波畸变率也不相同。电压等级越高，谐波限制越严，见表１。
裹１公用电网谐波电压Ｉ相电压ｌ限值电网标称电压／（ｋＶ）
ｏ．３８６
４．０
１０３５
３．０
６６１１０
２．０
［２２刘和平，邓力，江渝，等．Ｄ田原理及电机控制应用［Ｍ］．
北京：北京航空航天大学出版社，２００６．
电压总谐波畸变率（％）
５．Ｏ
［３］王幸之，钟爱琴，王雷，等．ＡＴ８９系列单片机原理与接
口技术［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，２００４．［４］朱勇，陈其乐，刘浩．单片机原理与应用技术［Ｍ］．北
京：清华大学出版社，２００６．
［５２丁毓山，徐义斌，周国喻，等．无功补岗位培训教材［Ｍ］．
北京：中国水利水电出版社，２００７．［６］
（美）ＲａｍａｓａｍｙＮａｔａｒａｊａｎ著，徐政译．电力电容器
（Ｂｏｗｅｌ＂ＳｙｓｔｅｍＣａｐａｃｉｔｏｒｓ）［Ｍ］．北京：机械工业出版
经６ＫＶ－－１０ＫＶ运行试验表明，ＴＣＲ装置谐波不大于２．５％；系统响应时间不大于０．３ｓ，运行稳
社。２００７．
万方数据
零序比率差动保护在变压器保护中的应用
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
冷亚军， LENG Ya-jun
西北电力建设调试施工研究所,陕西西安,710032杨凌职业技术学院学报
JOURNAL OF YANGLING VOCATIONAL & TECHNICAL COLLEGE2010，9(1)0次
参考文献(5条)
1. 贺家 电力系统继电保护原理(第三版) 19942. 王维俭 电气主设备继电保护原理与应用 1996
3. 崔家佩. 孟庆炎 电力系统继电保护与安全自动装置整定计算 19934. 国家电力调度通信中心 电力系统继电保护实用技术问答(第二版) 19975. 河南省电力公司 火电工程调试技术手册 2003
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_ylzyjsxyxb201001023.aspx授权使用：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：8653ab89-b67a-45c1-89c0-9e1b0159aba3
下载时间：2010年10月26日