国电南自
南自
国电南京自动化股份有限公司
pst691u变压器差动保护测控装置
pst692u变压器后备保护测控装置
pst 691u 变压器差动保护装置
1 功能
 差动保护
 二次谐波和三次谐波制动
 差动速断保护
 差流越限告警
 ta 断线判别
 采集非电量保护动作信息
 gps 对时（秒脉冲、分脉冲或irig-b 方式）
2 原理说明
2.1 二次谐波和三次谐波制动的差动保护
iazd—a 相制动电流；
δ ia —a 相差电流；
δ iaf2－a 相差电流二次谐波幅值；
δ iaf3－a 相差电流三次谐波幅值；
k2－二次谐波制动系数（定值）；
k3－三次谐波制动系数（定值）；
icd—差动定值；
ig —拐点电流值。
拐点电流为0.7 倍的额定电流ie。
制动系数k 可整定。
2.1.1 a 相比例差动保护动作方程：
装置采集三侧各相的原始电流（a 相高压侧电流hia，b 相高压侧电流hib，c 相高压侧电流hic，a
相中压侧电流mia，b 相中压侧电流mib，c 相中压侧电流mic，a 相低压侧电流lia，b 相低压侧电流
lib，c 相低压侧电流lic）。考虑到变压器接线方式、变压器各侧电压等级、ta 接线方式，ta 变比和零
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序过流的因素，把原始电流变换成转换电流（a 相高压侧转换电流thia，b 相高压侧转换电流thib，c
相高压侧转换电流thic，a 相中压侧转换电流tmia，b 相中压侧转换电流tmib，c 相中压侧转换电流
tmic，a 相低压侧转换电流tlia，b 相低压侧转换电流tlib，c 相低压侧转换电流tlic）。
iazd = max（thia，tmia，tlia）
δ ia = | thia + tmia + tlia |
如果制动电流iazd 小于拐点电流ig，a 相动作方程为δ ia＞icd
如果制动电流iazd 大于拐点电流ig，a 相动作方程为δ ia＞icd＋（iazd－ig）＊k
2.1.2 a 相二次谐波和三次谐波制动差动保护动作方程：
2
δia
δiaf2
＜k
且
3
δia
δiaf3
＜k
2.1.3 比例差动保护采用分相差动。所以b 相和c 相差动的原理与a 相的原理相同。
2.2 差动速断保护
当任一相差电流大于差动速断定值时，装置跳闸。
2.3 差流越限告警
当任一相差电流大于差流越限定值，经延时，装置发信。
2.4 ta 断线
变压器在额定电流下运行，任一侧的任一相ta 断线时，装置可根据控制字发信或闭锁差动。
2.5 整定计算
2.5.1 按下式计算变压器各侧额定电流，即一次平衡电流。
u
p
ib
3

式中：
p — 变压器的额定容量（kva），如各侧容量不等，应皆取容量最大侧的容量，接入差
动回路的桥接线及厂用分支等也应采用相同的容量。
u — 各侧额定线电压（kv），对于有调压分接头的相应侧一般采用中间抽头电压，如
实际运行情况不可能改变抽头，即可取实际使用抽头的电压。
2.5.2 按下式计算变压器各侧的二次平衡电流ib 。
lh
jx b
b k
k i
i 
式中：
ib — 一次平衡电流。
klh — 电流互感器变比。
kjx — 接线系数，电流互感器为星形接线时kjx=1，为三角线接线时kjx= 3
高压侧二次平衡电流表示为ihb，中压侧二次平衡电流表示为imb，低压侧二次平衡电流表示为ilb。
2.5.3 变压器接线方式及ta 平衡电流选择
一般，要求外部ta 均接成ｙ形接法(各侧kjx 均为1)，装置内部通过软件对各侧电流进行转角和幅
值补偿，由控制字选择变压器ｙ或△的接线方式（如ydd1,yyd11）。
如通过外部ta 进行了电流转角，则在整定时应选择变压器接线方式为yyy，即装置内部软件不再进
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行转角，同时注意各侧的kjx。
ta 平衡电流为高压侧的二次平衡电流ihb 。（差动元件、差动速断元件整定动作值以此为基准）
高压侧为ｙ时，ｙ侧的电流转换算法：
( ) / 3 0 a b c i i i i
   
  
平衡系数（ ）0 t i i ia a
  
   ， 平衡系数 （ ）0 t i i ib b
  
   ， 平衡系数 （ ）0 t i i ic c
  
  
高压侧为ｙ时，△－11 侧的电流转换算法：
3 /）
平衡系数（ ia a c t i i
  
   ， 3 /）
平衡系数（ ib b a t i i
  
   ， 3 /）
平衡系数 （ ic c b t i i
  
  
高压侧为ｙ时，△－1 侧的电流转换算法：
3 /）
平衡系数（ ia a b t i i
  
   ， 3 /）
平衡系数 （ ib b c t i i
  
   ， 3 /）
平衡系数 （ ic c a t i i
  
  
高压侧为△时，△侧的电流转换算法：
ia a t i
 
平衡系数
， ib b t i
 
平衡系数
， ic c t i
 
平衡系数
高压侧为△时，ｙ－11 侧的电流转换算法：
3 /）
平衡系数（ ia a c t i i
  
   ， 3 /）
平衡系数（ ib b a t i i
  
   ， 3 /）
平衡系数 （ ic c b t i i
  
  
高压侧为△时，ｙ－1 侧的电流转换算法：
3 /）
平衡系数（ ia a b t i i
  
   ， 3 /）
平衡系数 （ ib b c t i i
  
   ， 3 /）
平衡系数 （ ic c a t i i
  
  
2.5.4 中压侧平衡系数及低压侧平衡系数分别为
mb
hb
mxs i
i
ph 
lb
hb
lxs i
i
ph 
高压侧平衡系数为1 且不可整定。
2.5.5 差动元件的动作值一般取ta 平衡电流（ihb） 的25%~50%。
2.5.6 差动速断元件的整定，动作值应满足三个条件：
a）小于中间变流器和电流互感器的饱和电流；
b）在最严重的外部故障的稳态不平衡电流下不误动；
c）躲过变压器的励磁涌流，在没有足够根据时不要整定大于12 倍变压器额定电流，一般整定8~9
倍变压器额定电流。
2.5.7 比例制动系数的整定
一般在0.5~0.7 之间整定。
2.5.8 谐波制动比的整定
二次谐波制动系数，一般在0.12~0.15 之间整定。
三次谐波制动系数，一般在0.15~0.2 之间整定。
2.6 采集非电量保护动作信息
对于告警类的非电量保护，如轻瓦斯告警，超温告警，油位异常等不涉及跳开关的非电量保护，可
直接接入本装置进行采集，并上传置自动化系统。
对于跳闸类的非电量保护，如重瓦斯跳闸，超温跳闸，压力释放跳闸等需要直接跳开关的非电量保
护，应该将其接入本体保护装置，由本体保护装置跳开关。同时本体保护装置输出相应的动作接点接入
本装置以记录动作情况，并由本装置将动作信息上传自动化系统。

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宋
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