RCS-978与PST-1200系列主变保护的差异化分析

　　1.前言

　　随着我国经济的迅速发展，对电力系统的稳定性有了更高的要求，变压器作为电力系统的重要组成部分。因此，变压器的稳定运行也越来越重要，这就对变压器保护提出了更高的要求。

　　福建电网220kV及以上主变压器最常使用的保护是RCS-978与PST-1200系列保护，因其保护原理有所区别所以在调试方法上存在一定差异，试验人员在进行这两套保护调试时容易造成混淆，下面对两者的差异化进行归纳分析。

　　2.RCS-978与PST-1200系列保护软件算法的区别

　　微机主变差动保护与以往的继电器型差动保护的区别在于旧的继电器型保护是将Y侧的电流互感器（以下简称TA）二次侧接成角型、Δ型侧TA二次侧接成星型后接入差流回路继电器。而现在的微机保护已经摒弃了这种方法，变压器各侧TA二次侧均采用星形接线接入保护，使得接线更加简单，运用微机保护本身的计算优势进行软件补偿，增加了精确性和灵活性。这就必须要考虑以下两个问题：第一，当变压器绕组为Y/Δ型接线时，由于一次端两侧电流相位不同，在TA二次回路要进行相位补偿。第二，当变压器绕组为YN/Y型接线时，YN侧发生区外接地故障时，由于YN侧中性点直接接地，变压器向故障点提供故障电流，故障电流中含有正序、负序、零序分量，其中正序、负序电流可以通过负荷形成回路而传变至Y侧，而零序电流因为Y侧为不接地系统，无零序通路而仅存在于YN侧。当变压器绕组为Y/Δ型接线时，在上述情况下，虽然Δ侧绕组中有零序电流，但零序电流在绕组中形成环流，接入差动保护装置的位于开关侧的线电流中无零序电流，也相当于零序电流仅存在于YN侧。当用于变压器差动保护TA二次侧均采用星形接线，变压器YN侧故障电流中的零序电流将全部成为差动保护继电器不平衡电流，当这种不平衡电流足够大时，将引起差动保护误动，所以要考虑如何消除变压器YN侧零序电流的影响。RCS-978系列与PST-1200系列保护微机主变差动保护在软件算法上采取如下措施解决这两个问题。

　　2.1 差流相位补偿及幅值补偿

　　两套保护将变压器各侧电流存在的相位差由软件自动进行校验，变压器各侧均采用TA二次星形接线，各侧的TA极性均指向变压器为前提，因大部分变压器Δ侧均为11点接线，本文用软件进行补偿时，对于YN/Δ-11的接线，其电流向量图如图1所示。

　　（1）RCS-978保护相位及幅值补偿方法如下公式：

　　RCS-978保护将△侧各相电流减去其超前相电流后除以3 的方式校正相角差和幅值差的问题。

　　（2）PST-1200相位及幅值补偿方法如下：

　　PST-1200采用的是常规的补偿方式，PST-1200选用变压器Y→△形侧校正的原理，且差动保护的所有计算均以高压侧为基准，其校正方法如下公式：

　　PST-1200保护将YN侧各相电流减去其滞后相电流后除以3 的方式校正相角差和幅值差的问题。

　　2.2 消除零序电流进入差动元件的措施

　　通过两套保护的补偿方式可以看出RCS-978保护对于YN侧将各相电流直接减去零序电流以过滤YN侧区外故障时相电流中的零序电流，以解决YN侧区外故障时零序电流成为差动保护继电器不平衡电流的问题。

　　PST-1200保护对于YN侧采用将各相电流减去其滞后相电流，这样得到的线电流同样也过滤了YN侧区外故障时电流中的成为差动保护继电器不平衡电流的零序电流。

　　3.RCS-978与PST-1200系列保护差动试验方法的区别

　　两套保护算法上的不同就意味着差动保护试验方法上有一定区别。

　　3.1 RCS-978保护在进行YN侧分相差动定值校验时应单相通入电流，如从A相极性端进N 端流出， 由公式1 可得IA'=IA-I0=IA-1/3（IA+IB+IC）=2/3IA,其动作电流为所加电流的2/3,这样才真正校验了该相的差动元件。但在做两侧比率差动校验时为了规避Io对差流的影响，采用本相极性端流进另一相极性端流出的办法，比如A相流进B或C相流出，这样其调整后电流就为通入的电流，但在做Y-△两侧的比率制动时应从滞后相流出，是因为△侧的相位补偿为本相减超前相，这样就刚好补偿了△侧另一相产生的差流；在进行△侧差动定值校验时，由公式2可得其动作电流为所加电流的1/ 3.

　　3.2 PST-1200在进行YN侧分相差动定

　　值校验时因为幅值补偿的关系，由公式3可得其动作电流为所加电流的1/ 3 ;进行△侧分相差动定值校验，其动作值即为所加电流；在做Y-△两侧的比率制动时，因为Y侧的相位补偿为本相减滞后相，这样就需要△侧的补偿一个超前相的电流，且超前相的电流与本相电流大小相等，方向相反。

　　4.RCS-978与PST-1200系列保护二次谐波制动的区别

　　由于采取不同的补偿方式决定了这两套保护利用二次谐波闭锁励磁涌流的区别。励磁涌流是主变空投时变压器铁芯磁通急遽变大，使铁芯瞬间饱和的励磁电流，其含有大量二次谐波分量。根据铁芯中磁通的积分方程：

　　根据以上公式，在合闸角为0°时变压器的磁通猛增，励磁涌流最大，在合闸角为90°时励磁涌流最小。可以假设一种情况：空载合闸时A相合闸角为90°，那么B相合闸角为- 3 0°、C相合闸角为210°，根据两套保护对高压侧电流的补偿特点，此时PST-1200保护调整后电流IA‘≠0、IB’≠0、IC‘≠0,三相差动元件均感受到涌流，PST-1200为“或门”

　　闭锁式，只要有一相有涌流就同时闭锁三相的差动元件。而该情况下RCS-978保护调整后电流IA'=0、IB’≠0、IC‘≠0,此时RCS-978的A相差动元件仍然开放，RCS-978是“分相”闭锁，某相的涌流只闭锁该相的差动元件，这样当合闸与故障变压器时RCS-978能明确区别出空投主变时涌流与内部故障的区别，正确动作切除故障。由于空投变压器时，三相励磁涌流是不相同的。各相励磁涌流的波形、幅值和二次谐波的含量不相同，但对某些涌流录波表明，在某些条件下，三相涌流之中的某一相可能不满足闭锁条件。此时采用“分相”闭锁容易误动，而采用“或门”

　　闭锁则可以避免这个问题。这就是RCS-978跟PST-1200的区别所在。

　　5.RCS-978与PST-1200系列保护二次谐波制动试验方法的区别

　　在测试RCS-978保护二次谐波闭锁涌流时，应分相验证二次谐波制动系数，如在测试A相时，除常规的通入A相带二次谐波的电流验证该相二次谐波制动系数外，还应同时在B相通入不带二次谐波的电流以检验B相的差动元件是否开放，以验证RCS-978保护“分相”涌流闭锁式逻辑。

　　测试PST-1200保护二次谐波制动时，除了验证谐波电流与基波电流的比值是否与定值相符，还应在某相基波电流中叠加满足制动量的二次谐波分量的同时在其他两相也加入超过差动定值的基波电流以检验“或门”闭锁的功能。值得注意的是在同时通入另外两相基波电流时，该相基波电流中叠加的二次谐波分量也应提高。以A相试验为例；假设差动定值Icd=0.5A、二次谐波制动系数K=0.15,在同时通入A、B、C三相1A的基波电流，此时A相二次谐波分量应大于0.15× 3 =0.26A才可靠制动。

　　以PST-1200保护二次谐波制动试验为例（利用状态序列界面测试）：

　　状态一：（将差动速断压板退出，二次谐波闭锁系数定值整定为0.15）：

　　本状态B 相差流中没有二次谐波分量，但由于A、C、两相可靠闭锁，验证了分相闭锁“或”逻辑，差动保护可靠闭锁。

　　6.结语

　　本文深入保护原理论述和分析了RCS-978与PST-1200系列保护之间的差异，并结合两套保护的原理上的区别对其试验方法做一些探讨，通过试验验证两套保护的差异。以帮助试验人员在进行这两套保护调试时能够事半功倍。