变压器差动保护带负荷测试要点及实例

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变压器差动保护带负荷测试电力建设工程有限公司 ）
电力变压器是发电厂和变 电站 的主要 电气设备之一，对 电力系 统的安全稳定运 行至关重要 ，尤其是大型高压、超高压电力变压器 造价 昂贵、运行责任 重大 一旦发生故障遭到损坏，其检修难度大 、 时 间长，要造成 很大的经济损失 ；另外 ，发生故障后突然切除变压 器也会对 电力系统造成 或大或 小的扰动 。因此 ，对继电保护 的要求 很高 。差动保护作为当前变压器所使用 的主保护，其在设计、安装 、 整定过程 中可能会出现 各种问题 ， 本文将结合变压器差动保护原理， 提 出带负荷测试的内容及 分析 、判断方法，后附试验报告一份 ，以 供大家参考 。 １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 （ 如线接错 、极性 弄反 、 平衡系数算错等等 ） ，就要收集充 足、完备 的测试数据 。 Ｌ １差 流 （ 或差压 ） 变压器差动保护是靠各侧 ｃ Ｔ二次电流和差流工作的，所 以，差 流 （ 或差压 ）是差动保护带负荷测试的重要 内容 。差流可在微机保 护液 晶显示屏上看到。 １ ． 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 Ａ 相、 Ｂ相、 ｃ 相 电流的幅值和 相位 （ 相位 以一相 Ｐ Ｔ二次 电压做参考） ，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 。 １ ． ３ 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 ｃ Ｔ变 比、极性分析奠定基础 。 负荷 电流要 多大昵 ？当然越大越好，负荷 电流越大，各种错误在 差流中的体现就越 明显 ，就越容 易判断 然而，实际运行 的变压器 ， 负荷 电流 受网络 限制 ，不会很 大，但至 少应满足所用测试仪器精度 要求，以及差流和负荷 电流的可比性 。若二次负荷 电流 只有 ０ ． ２ Ａ而 差流 有 ６ ５ １ ￣ ． 时，判 断差动保护的正确性就相当困难。 ２ 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，就会让一个个错 误溜走，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 ？ 功率因数 大，而测 另一相时功率因数小。 （ ２ ）某一相 电流存在寄生回路 ，造成该相电流相位偏移 。 ２ ． ３看各侧电流幅值 ，核实 ｃ Ｔ变比 用变压器各侧 一次电流除 以二次 电流，得到实际 ｃ Ｔ变比，该变 比应和整定变比基本一致 。如果偏差大于 １ ０ ％ ，则有可能： （ １ ）Ｃ Ｔ的一次线未按整定变 比进行串联或并联。 （ ２ ）Ｃ Ｔ的二次线未按整定变 比接在相应的抽头上。 ２ ． ４看两 （ 或三 ）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Ｙ— Ｙ绕组 的变压器 ，各侧 ｃ Ｔ 二次绕组接成 Ｙ型：另一种是 Ｙ 一 △绕组 的变压器 ，各侧 ｃ Ｔ二次 绕 组都接 成 Ｙ型 。对 于前一 种接线 ，其 两侧 二次 电流相位 应相差 １ ８ ０ 。（ 三圈变压器 ，可分别运行两侧 ，来检查差动保护电流回路极 性组合的正确性 ） ，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 － ａ－ ｉ １接线 ，当 其 高、低压侧运行时 ，其高压ｆ ｌ Ｕ － －次 电流 应 超 前 低 压 侧 （ １ １ － ６） ×３ ０ 。，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 １ ８ ０ 。。若两侧同名相电流相位差不满足上述要 求 （ 偏 差 大于 １ ０ 。） ，则 有 可 能 ： （ １ ）将 ｃ Ｔ二次绕组组合成△时，极性弄错或相别弄错 ，比如 ｙ － ｙ － ａ— Ｕ 变压器在组合 Ｙ型侧 ｃ Ｔ二次绕组时，组合后的 Ａ相 电流 应在 Ａ相 ｃ Ｔ极性端和 Ｂ相 ｃ Ｔ非极性端 （ 或 Ａ相 ｃ Ｔ非极性端和 Ｂ相 ｃ Ｔ极性端 ）的连接 点上引出，而不能在 Ａ相 ｃ Ｔ极性端和 ｃ相 ｃ Ｔ非 极性端 （ 或 Ａ相 ｃ Ｔ非极性端和 Ｃ相 ｃ Ｔ极性端 ）的连接点上引出。 （ ２ ）一侧 ｃ Ｔ 二次绕组极性接反 在 安装 ｃ Ｔ 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。 ２ ． ５看差流 （ 或差压）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 （ 或 差压）不会等于零 。那用什么标准来衡量差流 （ 或差压 ）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 （ 空载 电流 ）为 １ ． ２ ％ ， 基本侧额定 二次 电流为 ５ Ａ ，则 由励磁 电流产生 的差 流等于 １ ． ２ ％ ×５ ＝ ０ ． ０ ６ Ａ ， ０ ． ０ ６ Ａ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 能大于 １ ５ ０ ｍ ｙ 。如果变压器差 流不大于励磁 电流产生 的差流值 （ 或者差压不大于 １ ５ ０ ｍ ｙ ） ， 则该 台 变压器整定值 正确：否 则，有可能是 ： ２ ． １ 看 电流 相 序 （ １ ）变压器实际分接头位置和计算分接头位置不一致 。对此 ， 正确接线下， 各侧 电流都是正序 ： Ａ相超 前 Ｂ相 ， Ｂ相超前 Ｃ相， 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 ｃ相超前 Ａ相 若 与此不符 ，则有可能 ： 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 （ １ ） 在端子箱 的二次 电流回路相别和一次电流相别不对应 ， 比 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 如端子箱内定义为 Ａ相 电流回路 的电缆芯接在 了 ｃ相 ｃ Ｔ上， 这种情 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 （ 或差 况在一次设备倒 换相别 时最容 易发生 。 压） ，如果差流 （ 或 差压 ）满足要 求，则说 明差流 （ 或差压 ）偏大是 （ 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 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 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 定值仍正确 ，如果差流 （ 或差压）不满足要 求，则整 定值还存在 其 般由安装人员的马虎造成 。 它 问题 。 ２ ． ２看 电流的对称性 （ ２ ） 变压器 Ｙ型侧额定二次 电流算错。由于微机变压器差动保 每侧 Ａ相、Ｂ相 、ｃ相 电流幅值基本相等，相位互差 １ ２ ０ 。，即 护在 “ 计算 Ｙ型侧额定二 次电流乘不乘 ”问题 上没 有统一，所 Ａ相电流超前 Ｂ相 １ ２ ０ 。，Ｂ 相 电流超前 ｃ 相１ ２ ０ 。，ｃ 相 电流超前 以，整定人员容 易将 Ｙ型侧额定二次 电流算错，从而，造成平衡系 Ａ 相１ ２ ０ 。 。若一相幅值偏 差大于 １ ０ ％ ，则有可能 ： 数整 定 错 。 （ 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 ）平衡系数算错。计算平衡系数 时，通常是先将基本侧平衡 （ ２ ）变压器负荷三相对称，但波动较大 ，造成测量一相 电流幅 系数整定为 ｌ ，再用基本侧额定二次 电流除 以另侧 电流得到另侧平 值时负荷大，而测另一相时负荷 小。 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 （ ３ ）某一相 ｃ Ｔ 变 比接错，比如该相 ｃ Ｔ 二次绕组抽头接错 。 会算错 。 （ 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 （ ４ ）以上列举 的各种因素 ，都会最终造成差流 （ 或差压）不满 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 足要求 ，但我们 只要按照上述办法依次检查 ，就会将这些 因素一个 ， Ｊ 、