变压器差动保护带负荷测试的内容及数据分析.docx

变压器差动保护带负荷测试的内容及数据 分析 (北方联合电力 金桥热电厂，内蒙古 呼和浩特 010070) 摘 要：文章介绍了 变压器差动保护工作原理，结合 现场实践工作经验，分析了变压器差动 保护带负荷测试的 内容及方法。 关键词：变压器差动保护； 带负荷测试；测试数据分 析 中图分类号：TM41 文献标识码：A 文章编号：1007 6921(XX)15007802 差动保护具有保护范围明确，保护原理简单，保护动 作快速可靠，属于纯电气量保护，整定 定 值原理合理， 不受自启动电流、负荷电流、非金属故障电流的影响定值 精确等特点。差动保 护作为变压器的主保护，其能否正确 动作关系着变压器的安危，而变压器差动保护定值的整 定 与接线唯有用负荷电流来检验才能知识是否正确。 1 变压器差动保护的基本原理 740)this.width=740“ border=undefined 差动保护是利用基尔霍夫电流定理工作的，当变压器 正常工作或区外故障时，将其看作理想 变压器，则流入变 压器的电流和流出电流相等，差动继电器不动作。当变 压 器内部故障时，两侧向故障点提供短路电流，差动保护感 受到的二次电流和的 正比于故障点电流，差动继电器动作。 变压器差动保护原理简单，但实现方式复杂，加上各 种差动保护在实现方式细节上的各不相 同，更增加了其在 具体使用中的复杂性，使人为出错机率增大，正确动作率 降低。为了防范 于未然，就必须在变压器差动保护投运时 进行带负荷测试。 2 变压器差动保护带负荷测试内容 要排除设计、安装、整定过程中的疏漏，就要 收集充 足、完备的测试数据。 2.1 差流 变压器差动保护是各侧 CT 二次电流的差流，所以，差 流是差动保护带负荷测试 的重要内容。电流平衡补偿的差 动继电器，用钳形相位表或通过微机保护液晶显示屏依次 测 出相、相、相差流，并记录；磁平衡补偿的差动 继电器，用 0.5 级交流电压表依次测 出相、相、相 差压，并记录。 2.2 各侧电流的幅值和相位 只凭借差流判断差动保护正确性是不充分的，因为一 些接线 或变比的小错误，往往不会产生明显的差流，且差 流随负荷电流变化，负荷小，差流跟着变 小，所以，除测 试差流外，还要用钳形相位表在保护屏端子排依次测出变 压器各侧相、 相、相电流的幅值和相位，并记录。 此处不推荐通过微 机保护液晶显示屏测量电流幅值和相位。 23 变压器潮流 通过控制屏上的电流、有功、无功功率表，或者监控 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，记录变压器各侧电流 大小， 有功、无功功率大小和流向，为 CT 变比、极性分析奠定基 础。 3 变压器差动保护带负荷测试数据分析 数据收集完后，便是对数据的分析、判断。数据分析 是带负荷测试最关键的一步，如果马虎 或对变压器差动保 护原理和实现方式把握不够，得出错误的结论。那么对于 测得的数据我 们应从哪些方面着手呢？ 3.1 二次电流回路相别和一次电流相别不对应 比如端子箱内定义为 A 相电流回路的电流相序。 正确接线下，各侧电流都是正序，A、B 互差 120。 若与此不符，则有可能产生如下情况。 3.1.1 在端子箱缆芯接在了 C 相 CT 上，这种情况在一 次设备倒换相别时最容易发生。 3.1.2 从端子箱到保护屏的电缆芯接反，比如一根电 缆芯在端子箱接 A 相电流回路，在 保护屏上却接 B 相电流 输入端子，这种情况一般由安装人员的马虎造成。 3.2 电流的对称性 每侧相、相、相电流幅值基本相等，相位互差 120，即相电流超前相 120，B 相电流超前 C 相 120，C 相电流超前 A 相 120。若一相幅值偏差10%， 则有可能发生以下情 况： 3.2.1 变压器负荷三相不对称，一相电流偏大或一相 电流偏小。 3.2.2 变压器负荷三相对称，但波动较大，造成测量 一相电流幅值时负荷大，而测另 一相时负荷小。 3.2.3 某一相 CT 变比接错，比如该相 CT 二次绕组抽 头接错。 3.2.4 某一相电流存在寄生回路，比如某一根电缆芯 在剥电缆皮时绝缘损伤，对电缆 屏蔽层形成漏电流，造成 流入保护屏的电流减小。 若某两相相位偏差10%，则有可能：变压器负荷功 率因数波动较大，造成测量一相电流相位时功率因数大， 而测另一相时功 率因数小。某一相电流存在寄生回路， 造成该相电流相位偏移。 3.3 看各侧电流幅值，核实 CT 变比 用变压器各侧一次电流除以二次电流，得到实际 CT 变 比，该变比应和整定变比基本一致。如 果偏差10%，则 有可能： 3.3.1 CT 的一次线未按整定变比进行串联或并联。 3.3.2 CT 的二次线未按整定变比接在相应的抽头上。 3.4 看两侧同名相电流相位，检查差动保护电流回路 极性组合的正确性 这里要将两种接线分别对待，一种是将变压器 Y 型侧 CT 二次绕组接成，另一种是变压器各 侧二次绕组都 接成型。对于前一种接线，其两侧二次电流相位应相差 180，而对于后一种接线 ，其两侧二次电流相位相差角 度与变压器接线方式有关。比如一台变压器为 Y-Y-11 接线 ，当其高、低压侧运行时，其高压侧二次电流应超前 低压侧30，而当其高、 中压侧运行时，其高压侧二次 电流和中压侧电流仍相差 180。若两侧同名相电流相位差 不 满足上述要求，则有可能：将 CT 二次绕组组合成 时，极性弄错或相别弄错，比如 Y-Y-11 变压器在组合 Y 型侧 CT 二次绕组时，组合后的 A 相电流应在 A 相 CT 极 性端和 B 相 CT 非极性端的连接点上引出，而不能在 A 相 CT 极性端和 C 相 CT 非极性端的连接点上引出。一侧 CT 二 次绕组极性接反。在安装 CT 时，由于某种原因其一次极性 未能按图纸摆放时， 二次极性要做相应颠倒，如果二次极 性未颠倒，就会发生这种情况。 3.5 看差流大小，检查整定值的正确性 对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，而采用带动作门槛 和制动特性来克服， 所以，测得的差流不会等于零。那用什么标准来衡量差流 合格呢？ 对于差流，我们不妨用变压器励磁电流产生的差 流值为标准。比如一台 变压器的励磁电流为 1.2%, 基本侧 额定二次电流为 5A，则由励磁电流产生的差 流等于 1.2%5=0.06A，0.06A 便是我们衡量差流合格的标准。对 于差压，我们引用新编保 护继电器校验中的规定：差 压不能150mV。如果变压器差流不大于励磁电流产生的差 流值，则该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。对此，我 们有以下证实方法：根据实 际分接头位置对应的额定电压 或运行变压器各侧母线电压，重新计算变压器各侧额定二 次电 流，再由额定二次电流计算各侧平衡系数或平衡线圈 匝数，再将计算出的各侧平衡系数或平 衡线圈匝数摆放在 差动保护上，再次测量差流，如果差流满足要求， 则说明 差流偏大是由变压器实际分接头位置和计算分接头位置不 一致引起，变压 器整定值仍正确，如果差流不满足要求， 则整定值还存在其他问题。变压器型侧额定二次电流 算错。由于微机变压器差动保护在“计算 Y 型侧额定二次 电 流乘不乘”问题上没有统一，所以，整定人员容易将 型侧额定二次电流算错，从而，造成 平衡系数整定错。 平衡系数算错。计算平衡系数时，通常是先将基本侧平衡 系数整定为 1，再用基本侧额 定二次电流除以另侧电流得 到另侧平衡系数，如果误用另侧额定二次电流除以基本侧 电流， 平衡系数就会算错。平衡系数算法如下： 计算变压器各侧一次额定电流： 740)this.width=740“ border=undefined 式中：Sn 为变压器最大额定容量，U1n 为变压器各侧 额定电压。 计算变压器各侧二次额定电流： 740)this.width=740“ border=undefined 式中：I1n 为变压器各侧一次额定电流，nTA 为变压器 各侧 TA 变比。 以高压侧位基准，计算变压器低压侧平衡系数： 740)this.width=740“ border=undefined 将低压侧各相电流与相应的平衡系数相乘，即得补偿 后的各相电流。 4