長葛市電力工業(yè)公司轄屬變電站的主變壓器保護(hù)裝置均采用微機(jī)型的綜合自動(dòng)化裝置。對(duì)Ｙ／Δ接線方式的變壓器，其兩側(cè)電流的相位校正和電流互感器（ＴＡ）變比的不平衡補(bǔ)償電流是通過對(duì)保護(hù)元件按整定的定值錄入完成。正常情況下，若使用三相電流的繼電保護(hù)測試儀測試變壓器差動(dòng)保護(hù)制動(dòng)曲線時(shí)，一般采取分相測試，如做Ａ 相制動(dòng)曲線就通過在非測試相串聯(lián)接入補(bǔ)償電流或采用調(diào)整補(bǔ)償系數(shù)的方式抑制非測試相動(dòng)作。根據(jù)各種型號(hào)保護(hù)裝置的動(dòng)作原理和不同的制動(dòng)方式，通過對(duì)比實(shí)際測試三相制動(dòng)曲線發(fā)現(xiàn)，Ａ、Ｂ、Ｃ三相的制動(dòng)曲線完全相同。據(jù)此，本文提出了一種新的測試方法，即根據(jù)實(shí)際情況讓變壓器保護(hù)裝置單相、兩相或三相同時(shí)動(dòng)作或不動(dòng)作，這樣兩相、三相、六相電流的繼保測試儀在測試變壓器差動(dòng)保護(hù)制動(dòng)曲線時(shí)，均無需通過調(diào)整補(bǔ)償系數(shù)或接入補(bǔ)償電流抑制非測試相動(dòng)作，均可對(duì)制動(dòng)曲線進(jìn)行完整的測試。
１ 微機(jī)型變壓器差動(dòng)保護(hù)的基本接線原理
在微機(jī)型變壓器差動(dòng)保護(hù)出現(xiàn)后，為簡化現(xiàn)場接線，通常要求變壓器各側(cè) ＴＡ 均采用星形接線方式，即 ＴＡ 極性端均指向同一方向（如母線側(cè)），然后將各側(cè)的 ＴＡ 二次電流Ｉ１、Ｉ２ 直接引入保護(hù)，而關(guān)于相位和 ＴＡ 變比的不平衡補(bǔ)償則通過軟件在保護(hù)內(nèi)部進(jìn)行。
采用 Ｙ／Δ接線方式的變壓器定義電流的正方向?yàn)樽阅妇€流向變壓器。以 Ｙ／Δ－１１為例［１］，典型的 Ｙ／Δ－１１微機(jī)型變壓器差動(dòng)保護(hù)接線示意圖見圖１。圖中各箭頭所指方向?yàn)檎＿\(yùn)行時(shí)的電流實(shí)際流動(dòng)方向。由圖１定義的Ｉ２ａ、Ｉ２ｂ、Ｉ２ｃ正
方向即可獲得 ＴＡ 二次側(cè)電流（圖２）。微機(jī)型變壓器差動(dòng)保護(hù)正常運(yùn)行情況下采集到的Ｉ２ａ、Ｉ２ｂ、Ｉ２ｃ與圖２中的Ｉ２ａ、Ｉ２ｂ、Ｉ２ｃ相量分別相差１８０°。
圖３為變壓器內(nèi)部繞組、外部出線各相電流。
由圖２、３可知，正常運(yùn)行時(shí)，直接引入微機(jī)型變壓器差動(dòng)保護(hù)的 ＴＡ 二次電流Ｉ１ａ和Ｉ２ａ、Ｉ１ｂ和Ｉ２ｂ、Ｉ１ｃ和Ｉ２ｃ對(duì)應(yīng)相之間的相位和大小均不同，為從理論上確保此時(shí)的差流為０，必須對(duì) Ｙ 側(cè)電流進(jìn)行相位補(bǔ)償，同時(shí)將 Δ 側(cè)電流歸算至 Ｙ 側(cè)后結(jié)合ＴＡ 變比選擇進(jìn)行電流大小的不平衡補(bǔ)償［２］。
（１）Ｙ 側(cè)電流Ｉ１ａ、Ｉ１ｂ、Ｉ１ｃ相位補(bǔ)償。根據(jù)變壓器接線方式對(duì)應(yīng)的鐘點(diǎn)數(shù)進(jìn)行 Ｙ→Δ 的轉(zhuǎn)換，即各相電流為：
Ｉ′１ａ＝（Ｉ１ａ－Ｉ１ｂ）／槡３
Ｉ′１ｂ＝（Ｉ１ｂ－Ｉ１ｃ）／槡３
Ｉ′１ｃ＝（Ｉ１ｃ－Ｉ１ａ）／槡烅烄烆 ３（１）
（２）將 Δ側(cè)電流Ｉ２ａ、Ｉ２ｂ、Ｉ２ｃ歸算至 Ｙ 側(cè)，即進(jìn)行 ＴＡ 變比的不平衡補(bǔ)償。具體計(jì)算步驟如下。步驟１ 將Ｉ２ａ、Ｉ２ｂ、Ｉ２ｃ歸 算 至 ＴＡ２ 的 一 次側(cè)，即變壓器的 Δ側(cè)電流：
Ｉ２ｉ（歸算至ＴＡ２一次側(cè)）＝Ｉ２ｉｎＴＡ２ ｉ＝ａ，ｂ，ｃ （２）
式中，ｎＴＡ２為變壓器中壓側(cè)的 ＴＡ 變比值。
步驟２ 將Ｉ２ｉ（歸算至ＴＡ２一次側(cè)）歸算至變壓器的Ｙ 側(cè)，即 ＴＡ１ 的一次側(cè)，則根據(jù)變壓器兩側(cè)電流的歸算原則即歸算前后電流所對(duì)應(yīng)的負(fù)荷容量保持不變：
Ｓｎ＝槡３Ｕ１ｎＩ２ｉ（歸算至ＴＡ１一次側(cè)）＝槡３Ｕ２ｎＩ２ｉ（歸算至ＴＡ２一次側(cè)）?。椋剑?，ｂ，ｃ （３）
式中，Ｓｎ 為變壓器額定容量；Ｕ１ｎ、Ｕ２ｎ分別為變壓器高、中壓側(cè)的額定電壓。因此有：
Ｉ２ｉ（歸算至ＴＡ１一次側(cè)）＝Ｉ２ｉ（歸算至ＴＡ２一次側(cè)）Ｕ２ｎ／Ｕ１ｎｉ＝ａ，ｂ，ｃ （４）
步驟 ３ 將Ｉ２ｉ（歸算至ＴＡ１一次側(cè)）歸 算 至 Ｙ 側(cè)，即ＴＡ１ 的二次側(cè)：
Ｉ′２ｉ＝Ｉ２ｉ（歸算至ＴＡ１一次側(cè)）／ｎＴＡ１ ＝Ｉ２ｉ（歸算至ＴＡ２一次側(cè)）Ｕ２ｎＵ１ｎ１ｎＴＡ１＝Ｉ２ｉＵ２ｎｎＴＡ２
Ｕ１ｎｎＴＡ１ ｉ＝ａ，ｂ，ｃ （５）
式中，ｎＴＡ１為變壓器高壓側(cè)的 ＴＡ 變比值。
綜合式（２）～（５）可知，Δ 側(cè)歸算至 Ｙ 側(cè)后的ＴＡ 二次電流為：
Ｉ′２ａ＝［Ｕ２ｎｎＴＡ２／（Ｕ１ｎｎＴＡ１ ）］Ｉ２ａＩ′２ｂ＝［Ｕ２ｎｎＴＡ２／（Ｕ１ｎｎＴＡ１ ）］Ｉ２ｂＩ′２ｃ＝［Ｕ２ｎｎＴＡ２／（Ｕ１ｎｎＴＡ１ ）］Ｉ烅烄烆 ２ｃ（６）
圖４為 Ｙ 側(cè)相位補(bǔ)償后及 Δ 側(cè)歸算至 Ｙ 側(cè)后的 ＴＡ 二次電流。比較圖４（ａ）、（ｂ）可知，正常運(yùn)行時(shí)，經(jīng) Ｙ 側(cè)相位補(bǔ)償后的電流Ｉ′１ａ、Ｉ′１ｂ、Ｉ′１ｃ與Δ側(cè)經(jīng) ＴＡ 不平衡補(bǔ)償后的電流Ｉ′２ａ、Ｉ′２ｂ、Ｉ′２ｃ大小相等，且方向相反，故區(qū)外故障或負(fù)荷電流非常大時(shí)，理論上其相量和始終為零。
由此可獲得差動(dòng)方程的計(jì)算公式為［３］：
Ｉｄ，ａ＝ Ｉ′１ａ＋Ｉ′２ａ ＝ １槡３（Ｉ１ａ－Ｉ１ｂ）＋Ｕ２ｎｎＴＡ２Ｕ１ｎｎＴＡ１Ｉ２ａＩｄ，ｂ＝ Ｉ′１ｂ＋Ｉ′２ｂ ＝ １
槡３（Ｉ１ｂ－Ｉ１ｃ）＋Ｕ２ｎｎＴＡ２Ｕ１ｎｎＴＡ１Ｉ２ｂＩｄ，ｃ＝ Ｉ′１ｃ＋Ｉ′２ｃ ＝ １槡３（Ｉ１ｃ－Ｉ１ａ）＋Ｕ２ｎｎＴＡ２Ｕ１ｎｎＴＡ１Ｉ烅烄烆２ｃ（７）
式中，Ｉｄ 為ａ、ｂ、ｃ相的動(dòng)作電流。
２ 分相差動(dòng)試驗(yàn)（兩路電流）
２．１ 常見保護(hù)的補(bǔ)償系數(shù)計(jì)算
以變壓器 Ｙ／Ｙ／Δ－１２－１１接線方式（即高壓側(cè)Ｙ、中壓側(cè) Ｙ、低壓側(cè) Δ）為例，進(jìn)行分相差動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，通常假定另兩相電流為 ０。以 Ａ 相為例，即Ｉ１ｂ＝０、Ｉ１ｃ＝０，則式（７）動(dòng)作電流可簡化為：
Ｉｄ，ａ＝ Ｉ１ａ／槡３＋［Ｕ２ｎｎＴＡ２／（Ｕ１ｎｎＴＡ１ ）］Ｉ２ａ （８）
因此分相差動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，一般取高、低壓側(cè)電流Ｉ１ａ與Ｉ２ａ相位相差１８０°。則補(bǔ)償系數(shù) Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３的計(jì)算公式為：
Ｋ１ ＝１／槡３＝０．５７７?。矗耍?＝Ｕ２ｎｎＴＡ２Ｕ１ｎｎＴＡ１１槡３Ｋ３ ＝Ｕ３ｎｎＴＡ３／（Ｕ１ｎｎＴＡ１烅烄烆 ）（９）
式中，Ｕ３ｎ為變壓器低壓側(cè)的額定電壓；ｎＴＡ３ 為變壓器低壓側(cè)的 ＴＡ 變比值。
式（９）經(jīng)歸一化處理后為：
Ｋ′１＝１Ｋ′２＝Ｕ２ｎｎＴＡ２／（Ｕ１ｎｎＴＡ１ ）Ｋ′３＝ 槡３［Ｕ３ｎｎＴＡ３／（Ｕ１ｎｎＴＡ１烅烄烆 ）］（１０）
由于式（９）中的槡３為變壓器的 Ｙ 側(cè)相位補(bǔ)償引起的，因此若變壓器的高、中、低壓側(cè)均為 Ｙ 接線，即 Ｙ／Ｙ／－１２／Ｙ－１２，則無需進(jìn)行相位補(bǔ)償，計(jì)算各側(cè)補(bǔ)償系數(shù)時(shí)刪去式（９）中相應(yīng)的槡３即可。
由式（１）可看出，Ａ 相進(jìn)行差動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，由于對(duì) Ｙ 側(cè)進(jìn)行了相位補(bǔ)償，Ｙ 側(cè) Ｃ相將受到－Ｉ１ａ的影響，因此為防止 Ｃ 相搶動(dòng)，試驗(yàn)時(shí)可通過接線在 Δ側(cè) Ｃ相引入－Ｉ２ａ，即將測試相和被影響相按相間故障形式接線，從而保證 Ａ、Ｃ兩相差動(dòng)和制動(dòng)在理論上完全一致。其他各相試驗(yàn)時(shí)的接線依此類推。
２．２?。桑?、Ｉ２ 與保護(hù)線圈之間的接線方式對(duì)三繞組變壓器，先假定其某一側(cè)電流為０，將其簡化為雙繞組變壓器，然后進(jìn)行分相比率制動(dòng)試驗(yàn)，一般取Ｉ１ 為保護(hù)的高壓側(cè)（Ｙ 側(cè)）線圈電圖５?。賯?cè)相位補(bǔ)償時(shí)Ｉ１、Ｉ２ 與保護(hù)側(cè)接線Ｆｉｇ．５?。桑?ａｎｄ?。桑?ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ?。螅椋洌濉。鳎椋颍椋睿纭。鳎瑁澹睿佟。螅椋洌濉。穑瑁幔螅濉。悖铮恚穑澹睿螅幔簦椋铮盍飨嗔?，Ｉ２ 為低壓側(cè)（Δ 側(cè)）線圈電流相量（Ｉ１ 用
Ｉ１ａ或Ｉ１ａ，１ｂ或Ｉ１ａ，１ｂ，１ｃ輸出給保護(hù)、Ｉ２ 用Ｉ２ａ或Ｉ２ａ，２ｂ或Ｉ２ａ，２ｂ，２ｃ輸 出 給 保 護(hù)，并 聯(lián) 輸 出 可 獲 得 更 大 電流）。分相差動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，Ｉ１、Ｉ２ 與保護(hù)線圈之間的接線方式見圖５、６。由圖可看出，只要具有兩相電流或以上配置的繼電保護(hù)測試儀就能完成變壓器差動(dòng)保護(hù)試驗(yàn)，且能將制動(dòng)曲線完整地測試出來。
３ 三相差動(dòng)試驗(yàn)（六路電流）
若測試儀同時(shí)提供六路電流（高壓側(cè) ＡＢＣ，中壓側(cè)或低壓側(cè)ａｂｃ）進(jìn)行差動(dòng)試驗(yàn)，則試驗(yàn)時(shí)測試儀與保護(hù)之間的接線將大幅簡化，只需將**組電流Ｉａｂｃ１引入保護(hù)的高壓側(cè)、**組電流Ｉａｂｃ２引入保護(hù)的中壓側(cè)（或低壓側(cè)）即可。兩側(cè)電流三相對(duì)稱，對(duì)應(yīng)相電流之間的相位差與變壓器的接
線方式有關(guān)，具體見表１。另外，三相差動(dòng)試驗(yàn)時(shí)補(bǔ)償系數(shù) Ｋ１ 、Ｋ２ 、Ｋ３ 的計(jì)算方法與分相差動(dòng)試驗(yàn)亦不同，由式（８）結(jié)合三相電流對(duì)稱可得［４］：
式中，Ｉ″１ａ為 Ｙ 側(cè)經(jīng)相位補(bǔ)償轉(zhuǎn)換后的 ＴＡ 二次側(cè)電流。
此時(shí)補(bǔ)償系數(shù)的通用計(jì)算公式為：
Ｋ１ ＝１
Ｋ２ ＝ （Ｕ２ｎｎＴＡ２ ）／（Ｕ１ｎｎＴＡ１ ）
Ｋ３ ＝ （Ｕ３ｎｎＴＡ３ ）／（Ｕ１ｎｎＴＡ１烅烄烆 ）（１２）
綜上所述，三相差動(dòng)試驗(yàn)時(shí)各型號(hào)保護(hù)的補(bǔ)償系數(shù)計(jì)算方法為：Ｙ 側(cè)相位補(bǔ)償，則 Ｙ 側(cè)的分相試驗(yàn)補(bǔ)償系數(shù)乘以 槡３，Δ 側(cè)不變；Δ 側(cè)相位補(bǔ)償，則 Ｙ側(cè)不變，Δ側(cè)的分相試驗(yàn)補(bǔ)償系數(shù)乘以槡３。
４ 結(jié)語
ａ．針對(duì)常規(guī)電流差動(dòng)保護(hù)制動(dòng)曲線測試中存在的問題，提出了一種新的測試方法，并將其應(yīng)用于長葛市電力工業(yè)公司５座３５ｋＶ 變電站的１０臺(tái)變壓器測試。與原傳統(tǒng)測試方法相比，本文測試方法在測試時(shí)間、用工等方面均明顯縮減。
ｂ．基于故障分量的采樣值電流差動(dòng)保護(hù)在提高保護(hù)的靈敏度和在原理上充分保證采樣值電流差動(dòng)保護(hù)的可靠性兩方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。而在減少被保護(hù)線路電容電流的影響方面，對(duì)內(nèi)部故障，基于故障分量的采樣值電流差動(dòng)保護(hù)能有效減少其影響，但對(duì)外部故障其無明顯作用。
