谐波制动测试

变压器空载合闸时，由于铁芯内的磁通不能突变，所以会产生一个很大的暂态直流磁通

分量叠加在稳态磁通上，从而导致变压器铁芯的严重饱和，在变压器的合闸侧形成一个很大的励磁涌流。由于励磁涌流只存在于变压器的一侧，所以巨大的涌流成为巨大的不平衡电流，可能会导致比率制动保护误动。

励磁涌流一般具有如下特征： 内含大量的非周期分量；

内含大量的高次谐波分量，尤以二次谐波最为显著； 波形偏离时间轴的一侧，并且出现间断；

目前，在微机型保护装置中，采用较多的涌流判别元件有：二次（三次）谐波制动元件、波形对称判别元件及间断角鉴别元件。本节主要介绍谐波制动判据及其测试。

下面以 RCS-978 系列变压器成套保护装置为例，来介绍谐波制动判据及其测试。谐波制动特性可以在“差动保护”菜单或“谐波试验”菜单中进行测试。

RCS-978 系列变压器成套保护装置采用三相差动电流中二次谐波、三次谐波的含量来识别励磁涌流。当谐波的大小超过一定的差流基波含量时，判别为励磁涌流。当三相中某一相被判别为励磁涌流，只闭锁该相比率差动元件。

判别方程如下：⎩⎨

⎧>>st

xb rd st

xb nd I K I I K I 133122**（式 3.4.1）

其中：nd I 2、rd I 3分别为每相差动电流中的二次谐波和三次谐波。

st

I 1为对应相的差流基波。

xb

k 2、xb k 3分别为二次谐波和三次谐波制动系数整定值。 装置中xb k 2固定为0.15，xb

k 3固定为0.2。当三相中某一相被判别为励磁涌流，只闭锁该相比率差动元件。

4-1 谐波制动测试举例

（一）保护相关设置：

（1）保护定值设置：

注：“变压器接线方式”置“00002”，代表变压器接线方式为Y12/Y12/∆11

差动计算定值：

对于该保护装置，其额定电流及装置定义的“平衡系数”是根据变压器容量、各侧额定电流及TA 变比直接求出，进入保护装置主菜单的“保护状态→保护板状态→差动计算定值”中可直接读出，也可以通过手动计算得出各侧二次电流，Ie即为高压侧二次电流，假如Ie计算值为2A，则差动启动电流为0.5Ie=1A。二次谐波系数为15%，基波成分中的二次谐波含量大于15%时会闭锁差动保护，当二次谐波含量小于15%时保护才会开放。试验时最好单侧单相叠加，因多相叠加时不同相中的二次谐波会相互影响，不易确定差流中的二次谐波含量。

保护压板设置：

在“整定定值”里，把系统参数定值中的“主保护投入”和主保护定值中的“差动速断投入”、“比率差动投入”运行控制字都置“1”，其它运行控制字都置“0”（‘1’表示投入，‘0’表示退出）；在保护屏上，仅投“差动保护硬压板”。

（4）用“谐波试验”菜单来测试谐波制动系数

以谐波施加侧为高压侧为例来介绍。

1、试验接线：

图3.4.1 RCS-978E 差动保护谐波制动系数测试接线图

将测试仪的电流输出端“IA”、“IN”分别与保护装置的高压侧电流“1IAH”、“1INH”端子相连。其他相不接线，将测试仪的开入接点“A”与保护装置的差动保护跳闸出口接点相连，测试仪的公共端“+KM”与保护装置的公共端相连。

2、谐波制动系数测试：

在“谐波试验”菜单中，可进行简单的测试谐波制动系数的方法：在变压器的某一侧只加一相电流，然后变化其谐波含量，一般是逐渐降低谐波含量，使差动保护从制动到动作。在进行单相谐波试验时一定要注意要使差动动作所加的单相电流值一定要大于1.732倍的定值。用此种方法测试时，应注意由于补偿系数的影响，测试仪所输出的基波、谐波的大小与保护所计算出的差流中的基波、谐波的大小可能会不一致，不过两者的谐波含量（即谐波占基波的百分比）是一致的，故两者计算出的谐波制动系数是也是一致的。

“试验项目”页面设置：

其中：

1）数据项选择：此时我们需要测试的是IA相，选择IA相设置相关参数。此谐波界面可以叠加直流分量、基波以及24次谐波分量。

2）基波：输入一个能使比率差动保护可靠动作的电流值，输入2.0A>1.732*0.5*2A，相位为0°满足A相差动动作。

3）二次谐波：初始值设定一个大于定值的值可设为20%，保护由不动到动作状态。

4）其他次谐波保持默认值0。设置好之后右边图中会显示出当前波形。

“试验参数”页面设置：

其中：

变量选择：变化相可以选择我们所需要试验的相别，此种是IA相。谐波含量选择我们所校验的谐波次数，选择2次谐波。幅值步长可以设定为1%的变化。相位步长不需要变化。

变化范围及时间设置：是给定一个变化的初始值和终值可以保持默认值，变化步长大于差动动作时间。

谐波表示方法：幅值和基波百分比两种方式，一般试验时定值单上都会给出所含的谐波百分比。

变化方式：有手动和自动方式，可选择自动减少方式保护由不动到动作的过程。

（3）试验过程及结果记录：

参数设置完毕后，开始试验。在测试过程中，按步长逐渐减小二次谐波电流输出值，直到差动保护动作出口，开入接点A 闭合，记录动作值，然后自动结束试验。试验结束后，根据提示，选择是否保存试验结果。

在进行三次五次谐波试验是方法与二次试验方法相同，谐波试验时需要注意：

1）在测试谐波制动系数时，从电流回路中加入的基波电流分量，不仅应使差动保护可靠动作，而且此电流不可过小，因小值时基波电流本身误差会偏大，会出现测试结果不够准确的现象。

2）在测试谐波制动系数时，基波电流幅值也不宜设置过大，当设置过大时，将不能制动，不能测出制动值。如RCS-978 装置，测试三次谐波制动时，当所加电流Id＞1.2Ie 时，可能进入高值启动区域，如果满足高值判据，三次谐波将不再制动，不能测出制动值。

3）在测试谐波制动系数时，有时会出现测试仪参数设置不正确，但测试出的谐波制动系数正确的现象。是因为谐波制动系数是一个相对比值，即使测试仪计算出的差流与保护计算出的差流不一致，存在一定的比例关系，同样在两者的基波差流中的谐波电流也存在相同的比例关系。