变压器差动保护带负荷试验解析

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变压器差动保护带负荷试验解析

陈辉

（萧山供电局变电检修工区综合自动化班　　杭州萧山　　３１１２００）

摘　要：针对变压器差动保护在设计、安装、整定过程中可能出现的各种问题，结合变压器差动保护原理，提出了带负荷试验的内容以及对试验数据的分析和判断方法。

关键词：差动保护　　带负荷试验　　试验内容　　数据分析中图分类号：ＴＭ４　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２－３７９１（２００７）０８（ａ）－００２２－０１

１　引论

变压器差动保护作为变压器的主保护，它主要是用来反应变压器绕组及其套管、引出线上的相间短路，同时也可以反应变压器绕组匝间短路及中性点直接接地系统侧绕组、套管、引出线的单相接地短路。而带负荷试验则是检验差动保护的整定、接线正确性的非常有效的方法。

２　变压器差动保护的原理

变压器差动保护主要以ＫＣＬ为理论依据。当变压器正常运行或变压器两（三）侧电流互感器以外故障时，流入变压器和流出变压器的电流（经折算）相等，差动继电器不动作。当变压器各侧电流互感器以内故障时，两（三）侧向故障点提供短路电流，差动保护感受到的二次电流正比于故障点电流，差动继电器动作。

３　带负荷试验的必要性

由于变压器的接线方式不同，各种接线方式的差动保护实现方法在细节上也各不相同。诸多细小的差别，很容易使设计、整定、安装人员疏忽、混淆，从而造成严重后果，为了避免出现此种情况，就必需在差动保护投运前进行带负荷试验。

显示屏依次测出Ａ相、Ｂ相、Ｃ相的差流。４．２　变压器各侧电流的幅值和相位

一些接线或变比的小错误，往往不会产生很明显的差流，并且差流随负荷电流而变化，因此不能只凭借差流来判断差动保护的正确性，还必须用钳型相位表在保护屏端子排上依次测出变压器各侧Ａ相、Ｂ相、Ｃ相电流的幅值和相位。

４．３　变压器潮流

通过观察监控显示器上的电流、有功、无功功率数据，或者调度端的电流、有功、无功功率遥测数据，记录试验时变压器各侧电流大小，有功、无功功率大小和方向，为ＣＴ变比、极性分析奠定基础。负荷电流越大，各种错误在差流中的体现就越明显，越容易判断。然而实际运行的变压器，负荷电流受网络的，不会很大，应该在满足所用测试仪器精度的要求且负荷达到一定的程度时进行测试，这样得到的数据才具有可比性。型，以一台三绕组变压器（Ｙ－Ｙ－△－１１）为例来说明，负荷正常时，高压侧二次电流应超前低压侧１５０°，高中压侧的二次电流应相差１８０°，而低压侧应超前中压侧３０°。若两侧同名相电流不满足上述要求（偏差大于１０°），则有可能是ＣＴ二次绕组组合成三角形时，极性、相别弄错或一侧ＣＴ二次绕组极性接反。

５．５　差流（或差压）大小，检查整定值的正确性

正常运行时，我们测得的差流（或差压）不会等于零，因为对于励磁电流和改变分接头引起的差流，变压器差动保护一般不进行补偿。按照［４］的规定，差压不得大于１５０ｍＶ；而差流，我们通常以变压器励磁电流产生的差流值为基准。如果变压器的差流（或差压）满足上述条件，则这台变压器整定值正确。否则，有可能是变压器实际分接头位置和计算分接头位置不一致所致。变压器Ｙ侧额定二次电流算错、平衡系数整定错误等各种因素，都会造成差流（或差压）不满足要求。

５　测试数据分析

５．１　检查电流相序

在正常情况下，各侧Ａ、Ｂ、Ｃ三相电流都是顺时针旋转。如果与此不符，则有可能是端子箱的二次电流回路相别和一次电流相别不对应，或者是端子箱内的电缆芯与保护屏内的不对应等原因所造成。５．２　检查电流对称性

各侧三相电流幅值应基本相等，相位互差１２０°，若一相幅值偏差大于１０％，则有可能由：⑴变压器负荷三相不对称；⑵变压器负荷三相对称，但波动较大；⑶某一相ＣＴ二次绕组抽头接错；⑷某一相电流存在寄生回路等原因造成；若某两相相位偏差大于１０％，则有可能是以下原因：⑴变压器负荷的波动比较大；⑵某一相电流存在寄生回路，造成该相电流相位偏移。５．３　检查各侧电流幅值，核对ＣＴ变比

ＣＴ实际变比，应与整定变比基本一致。若偏差大于１０％，则有可能是ＣＴ一次线未按

整定变比进行串联或并联或ＣＴ二次线未按整定变比接在相应的抽头上。５．４　检查差动保护电流回路的极性

若变压器Ｙ侧ＣＴ二次绕组接成△，其两侧二次电流相位应相差１８０°（三圈变压器，可分别进行两侧电流相位的测量，来检查差动保护电流回路极性的正确性）；若变压器各侧ＣＴ二次绕组都接成Ｙ

６　试验说明

某变电所１＃主变接线方式为ＹＮ－Ｄ１１，此时由２＃进线送１＃主变和２＃主变，１＃进线为热备用状态，对１＃主变进行带负荷试验，以１＃主变１０ｋＶ侧母线电压＝６０．８Ｖ为基准，测试电压超前电流的角度，结果如表１所示。

由以上数据可以看出，１１０ｋＶ母分侧与３５ｋＶ侧同名相之间相差约１８０度，与１０ｋＶ侧同名相之间相差约１５０度，得出数据合格的结论。

４　差动保护带负荷试验的内容

只有收集到完整、充足的试验数据，才能更好地检查安装、整定、设计中的疏忽和遗漏。

４．１　差流或差压

差动继电器是靠各侧ＣＴ二次电流的差流来工作的，因此差流或差压是带负荷试验的重要内容。磁平衡补偿的差动继电器（如ＢＣＨ－１、ＢＣＨ－２型差动继电器），用０．５级交流电压表在差动继电器的１０、１１管脚间依次测出Ａ相、Ｂ相、Ｃ相的差压；电流平衡补偿的差动保护装置（如ＣＳＴ－３１Ａ、ＣＳＣ３２６ＧＤ型差动继电器），用钳型相位表或通过微机保护液晶

表１　　测量结果

７　结语

带负荷试验对变压器差动保护的安全运行起着至关重要的作用，我们要深入了解变压器的差动保护原理、实现方式和定值的意义，熟悉现场接线情况，按照带负荷试验的内容，认真收集全面的数据，对照上述五条分析方法，认真检查和分析，就完全能够保证变压器差动保护的正确性了。

参考文献

［１］　贺家李，宋从矩．电力系统继电保护原理（增

订版）．北京：中国电力出版社，１９９９．［２］　江苏省电力公司．电力系统继电保护原理

与使用技术．北京：中国电力出版社，２００６．［３］　国家电力调度中心．电力系统继电保护使用

技术问答．北京：中国电力出版社，１９９９．［４］　电力工程部安全监察及生产协调司．新编

保护继电器校验．北京：中国电力出版社，１９９７．

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