比率制動式差動保護簡介

比率制動式差動保護是差動保護的一種，即變壓器比例制動式完全縱差保護。

變壓器的縱差保護的不平衡電流隨外部短路時一次側(cè)穿越性短路電流的增大而增大?？梢岳么┰诫娏鱽懋a(chǎn)生制動作用，使穿越電流大時產(chǎn)生的制動作用大，穿越電流小時產(chǎn)生的制動作用小，繼電器的動作電流也隨之增大或減小。這就是比率制動。它是防止外部短路引起保護誤動的好方法。

比率差動保護真正受到人們普遍關(guān)注和廣泛研究則是出現(xiàn)微機保護技術(shù)之后。微機具有長記憶功能和強大的數(shù)據(jù)處理能力，可以獲取穩(wěn)定的故障分量，從而促進了故障分量原理保護的發(fā)展。近20年來，陸續(xù)提出了基于故障分量的差動保護、方向保護、距離保護、故障選相等許多新原理，并在元件保護、線路保護各個領(lǐng)域得到了成功的應(yīng)用。本文針對在發(fā)電機、變壓器中廣泛使用的比率制動式差動保護，討論故障分量保護的基本原理、判據(jù)和應(yīng)用中的一些問題。

當(dāng)有外部故障引起的穿越電流流過被保護設(shè)備時，有很多原因使電流互感器(TA)副邊電流產(chǎn)生誤差。設(shè)兩側(cè)TA副邊誤差百分比分別記為eⅠ和eⅡ，并用D和R分別表示不含誤差的差動電流和制動電流，故障分量原理的差動電流和制動電流可表示為：

正常運行時， 及將其代入式(7)，則有ΔId=0和ΔIr=0。

外部故障時，考慮最嚴(yán)重情形，有eⅡ=-eⅠ=emax,eⅡL=-eⅠL=eL,代入式(7)，并考慮外部制動要求，應(yīng)滿足：

當(dāng)外部嚴(yán)重故障時，此時若忽略式(8)中與 有關(guān)的項，就得到式(9)。請注意，對于同樣的外部故障條件和K值，故障分量原理差動保護總要比傳統(tǒng)差動保護的制動量略小一些。例如按照10%誤差，對于傳統(tǒng)保護方案，由式(9)可確定K=0.1；對于故障分量比率差動保護方案，若近似假設(shè)eL=0.01以及 ，由式(8)則要求emax-0.005≤0.05，即若emax≥0.055就會誤動(當(dāng)然，通常這種情況下emax不大可能達到5.5%)。根據(jù)前面的分析，故障分量原理的比率差動保護的一個重要特點是，即使K值取得較大(但K<1)，也不會對靈敏度產(chǎn)生不利影響。因此K值應(yīng)適當(dāng)取大一些，只要滿足變壓器僅一側(cè)投入系統(tǒng)，且發(fā)生內(nèi)部故障時能可靠動作即可。

故障分量差動保護的動作判據(jù)

構(gòu)成一個完整的差動保護往往還需要用到一些輔助判據(jù)，如差流速斷判據(jù)、TA斷線閉鎖判據(jù)、變壓器保護中的勵磁涌流制動判據(jù)和低電壓加速判據(jù)等，這里僅就主判據(jù)作討論。

兩側(cè)電流相量構(gòu)成的比率制動判據(jù)

實現(xiàn)保護應(yīng)先計算被保護設(shè)備兩側(cè)故障分量的基波相量，然后再構(gòu)成比率制動特性動作判據(jù)。采用故障分量原理仍然需要設(shè)置一個差流故障分量門坎值ΔId.min，并與從原點出發(fā)的比率制動特性相結(jié)合，形成折線制動特性。根據(jù)第1節(jié)的分析，故障分量差動保護可選用較大的K值而不會降低靈敏度，故只需要一段斜線特性就夠了，如圖2所示。在正常運行條件下，差動電流ΔId中已消去了TA等因素引起的穩(wěn)態(tài)誤差的影響，故ΔId.min可以整定得更小一些，這對于提高保護對內(nèi)部輕微故障的靈敏度非常有益。