中华人民共和国能源部部标准

　　SD 276-88

　　静态比率差动保护装置技术条件

　　中华人民共和国能源部1988-08-09批准                       1988-12-01实施

　　本标准适用于发电机、变压器、电抗器、调相机和电动机的静态比率差动保 护装置。

　　本标准是以晶体管或集成电路为主要构成部分的比率差动保护装置设计、生 产和测试的依据。由微型计算机构成的比率差动保护装置亦可参照本标准。

　　本标准是在SD189-87《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》的 基础上编制的保护装置技术条件。有关的通用技术条件在本标准中不再重复。

　　本标准未包括的部分均应符合部标SD189-87《静态继电保护及安全自动 装置通用技术条件》和其他国家标准提出的要求。

　　本标准参照了IEC-TC41、255出版物《电气继电器》有关国际标准。

　　1 环境基准条件

　　1.1 环境温度

　　20±2℃。

　　1.2 相对湿度

　　45%～75%。

　　1.3 大气压力

　　86～106kPa。

　　2 正常工作条件

　　2.1 适用产品可靠工作的环境温度

　　2.1.1 额定环境温度范围为0～+40℃，可保证产品精度。

　　2.1.2 极限环境温度范围为-10～+50℃。

　　2.2 相对湿度

　　45%～90%。

　　2.3 海拔高度

　　不超过2000m。

　　3 主要技术要求

　　3.1 额定值

　　3.1.1 额定电压：

　　a.逆变电源输入直流额定电压：110、220V。

　　b.逆变电源输出直流额定电压：分立元件的保护装置为24、18、-1.5V；集 成电路的保护装置为24、±15、±12V。

　　3.1.2 额定交流电流：1、5A。

　　3.1.3 额定频率：50Hz。

　　3.2 过载能力

　　3.2.1 交流电流回路：

　　a.2倍额定电流下可连续运行。

　　b.10倍额定电流下允许运行16s。

　　c.40倍额定电流下允许运行1s。

　　3.3 功率消耗

　　3.3.1 交流电流回路：在单侧加入额定电流时，对分立元件的保护装置每侧每相不 大于2VA；对集成电路的保护装置每侧每相不大于1VA。

　　3.3.2 直流回路：在额定电压下不大于4W。

　　3.4 主要技术要求

　　3.4.1 变压器差动保护应有防止在变压器励磁涌流下误动作的措施。此措施不应影 响差动保护的灵敏度，特别是在被保护变压器带内部故障投入系统时，不应导致 差动保护拒绝动作。

　　3.4.2 装置内的中间变流器或电抗互感器的饱和电流倍数不应小于20。

　　3.4.3 对于带制动特性的灵敏差动段，如果在电流互感器、中间变流器、电抗互感 器或运算放大器饱和时可能拒动，则应增加在饱和可能出现时不会拒动的差动速 断段。

　　3.4.4 制动特性曲线应是非线性的，即在制动电流小于被保护设备的额定电流时应 当无制动作用或仅有轻微的制动作用。

　　3.4.5 应当有闭锁元件或其他措施，以防止在任一有源器件失效时误动作。

　　3.4.6 变压器差动保护装置宜内含电流平衡调整措施，且应设备简单、调整方便而 准确。

　　3.4.7 装置应具有分相动作信号。

　　3.4.8 交流插件面板上应有可测差电压的测孔或部件。

　　3.4.9 整定值的调整应能在面板上进行。

　　3.4.10 各侧平衡电流(即归算至二次侧的被保护设备的额定电流)调整范围：

　　变压器差动保护为0.6～1.5倍额定电流；

　　其他差动保护为0.6～1.1倍额定电流；

　　调整级差小于额定电流的3%；

　　不平衡度小于平衡电流的3%。

　　3.4.11 比率差动元件起始动作电流调整范围：

　　变压器差动保护为0.3～0.5倍平衡电流；

　　其他差动保护为0.15～0.3倍平衡电流；

　　刻度误差小于5%。

　　3.4.12 差动速断元件动作电流整定范围为4～12倍平衡电流，可分档实现，误差 小于10%。

　　3.4.13 制动特性曲线直线段的斜率：

　　变压器差动保护为0.55固定或0.4～0.7可调；

　　其他差动保护为0.4固定或0.3～0.5可调；

　　误差小于10%。

　　3.4.14 当有灵敏的闭锁元件时，其返回系数不应小于0.9。

　　3.4.15 当差电流与制动电流间的夹角在0°～90°范围内变化时，制动特性曲线 斜率的变化不超过夹角为0°时的10%。

    3.4.16 间断角原理差动保护装置的闭锁角一般取65°±3°。

　　3.4.17 谐波制动原理差动保护装置在基波为整定的平衡电流时，二次谐波制动比 取12%～20%。

　　3.4.18 动作时间：

　　变压器比率差动元件在2倍动作电流下不大于40ms；

　　其他比率差动元件在2倍动作电流下不大于30ms；

　　差动速断元件在1.5倍动作电流下的动作时间不大于25ms；

　　各种闭锁元件在相应的主元件相同的电流下的动作时间不大于其主元件。

　　4 试验方法

　　本标准仅提供了静态比率差动保护装置的主要技术性能试验项目、试验方法 和试验接线，有关的通用试验项目和试验方法可参照GB6162-85《静态继电器 及保护装置的电气干扰试验》，SD189-87《静态继电保护和安全自动装置通 用技术条件》。

　　4.1 试验的环境条件

　　装置的基本性能可在标准的基准条件下或正常工作条件下进行。

　　4.2 技术性能试验方法

　　4.2.1 制动特性试验：图1(a)为差动保护具有单独差动绕组时的试验接线图。图中 电阻阻值不宜太小，以保证1、2间夹角为0°±2°。电源侧可以另加调压 设备。差动保护各侧整定在相同平衡电流位置。本图及以下各图中电流表的准确 等级应不低于0.5级。

　　试验步骤：

　　a.令2 =0，增大d至继电器动作，即为起始动作电流。

　　b.逐渐增大2及测量动作时的差电流Id。当制动电流增大平衡电 流的10%左右，动作电流开始增大且增量超过平衡电流的2%时，此制动电流即为 起始制动电流rs 。

　　c.在r1 ≈1.5rs 和r2 ≈2.5rs 下分别测量动作电流d1 和d2 ，按下式 计算制动特性曲线的斜率

　　                              (1)

　　d.如为多侧并联制动，则制动电流r等于、2两者之较大者。

　　如装置中的中间互感器上既有差动回路的绕组，也有并联制动回路的绕组， 则试验可以简化，如将图 1(b)中差动回路的3点由正常接至1点切换至试验位置 2点，则图中的r即为制动电流，d即为差动电流，试验步骤同上。

　　e.改变电流的相位使差电流与制动电流(或1与d)间的夹角为30°、60 °和90°，重复第c项试验以确定制动特性与相角差的关系。

　　4.2.2 间断角原理差动保护装置闭锁角的测量：推荐用示波器法，装置整定在最大 动作电流位置，加差电流使继电器处于临界动作状态，然后用慢扫描精密示波器 观测第一级三极管集电极电压波形(图2)，由示波图量出ta及tb的长度，用(2)式算 出闭锁角

　　                                 (2)

　　4.2.3 反映波宽的其他差动保护装置可参照上款方法测量动作角。

　　4.2.4 谐波制动原理差动保护装置谐波制动比的测量。按图3接线试验，图中f 为额定频率电流，x f为试验的谐波频率电流。装置整定在最小动作电流位置。

　　a.使f 等于整定的平衡电流。

　　b.增加x f 至继电器返回，再降低x f 至继电器动作时，读取及f  。

　　c.按下式计算谐波制动比

　　                                       (3)

　　d.同时拉合xf 及f ，在此拉合暂态过程中使继电器动作的谐波制动比，不 应比以上测量值增大超过20%。

　　现场试验时如无谐波电流发生器，允许采用粗略的代用试验法，例如以整流 电流代替二次谐波电流。为此，制造厂应给出其推荐代用试验法的误差范围。

　　4.2.5 动作时间测量：按图4接线，谐波制动差动保护装置的谐波制动回路应按 正常运行方式接入。试验前，应调好开关S两触头闭合的同时性，使其闭合时差 不超过1ms。在最小整定值下先测动作电流，然后，增大电流至规定的倍数，拉 合S重复进行10次测量。或用合闸角控制器改变初相角，每隔30°为一点，每 点取5次测量的平均值。逐次增大初相角，共测5点。10次测量或5点测量中的 最大值即为所需动作时间。

　　4.2.6 最大电流试验：按图4单侧加电流至10～20倍整定平衡电流值，在大于 动作电流的任何电流下，装置皆应可靠动作。

　　4.2.7 电力变压器空载投入试验：做变压器差动保护装置定型试验时，应在系统中 的电力变压器上进行不小于5次空载投入试验，装置不应误动作。试验条件：

　　a.装置的比率差动段整定为变压器额定电流的25%～30%。

　　b.变压器铁芯为冷轧硅钢片，容量不小于10000kVA。

　　c.系统电压不低于变压器插头电压。

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　　附加说明：

　　本标准由能源部断电保护标准化技术委员会提出。

　　本标准由能源部南京自动化研究所负责起草。

　　本标准主要起草人:王祖光。