变压器保护带负荷测试数据分析

无庸置疑，带负荷测试把握着变压器保护安全可靠运行的最后一道关，因此带负荷测试对新投运的变压器相当重要，不只是在数据采集过程，更在于数据分析；惟独方法得当、分析彻底，才干将其隐藏的一个个问题“揪”出来，还变压器一个安全可靠的“保护神”。

下面我们不妨以一份现场实测数据来展开我们的变压器保护带负荷测试数据分析。

主变一次接线图

变压器变比： 110/35/35KV, 接线组别： Yn-Y0-d11, 容量 18MVA ，一次接线如图所示。

主变保护为微机保护，其差动、后备 101 侧、后备 501 侧、后备 502 侧保护均为独立保护单元。差动保护采用软件移相，移 Y 型侧相位，移相算法为： Ia=IA-I B,Ib=IB-IC,Ic=IC-IA。三侧差动电流 CT 均接成 Y 型。

主变差动保护电流回路接线端子定义为：

差动保护：

110KV 侧(101)： CT 变比 150/5，平衡系数为 0.68；35KV Δ 侧(501)： CT 变比 400/5，平衡系数为 1 (该侧为基本侧)； 35KV Y 侧(502)： CT 变比 300/ 5，平衡系数为 0.43。 后备保护：

后备 101 侧： CT 变比 150/5；后备 501 侧： CT 变比 400/5；后备 502 侧： CT 变 比 300/5。

数据由钳形相位表在主变保护屏后端子排测取到，电流以 35KV I 母电压 UAN (A 630I) =59V 为基准，记录的相位为该基准向量超前各电流量的角度；电压以后 备 101 侧 A 相电流 IA (A421) =1.2A 为基准， 记录的相位为各电压量超前该基准 向量的角度。具体如下：

110KV 母线通过主变向 35KV I 段、 II 段母线送有功和无功，

35KV I 段、 II 段母线负荷相差不大，功率因数基本相等，为 0.96。

开关 电流编号 端子排号 电流幅值 电流相位 备注

101 侧 A411 D1 1.22A 255°

B411 D2 1.22A 134° C411 D3 1.22A 16° N411 D4 21mA

潮流情

况

保护类

别 差动 电流定义

110KV 侧(101)电流

35KV Δ 侧(501)电 流

35KVY 侧(502)电流

电流回路编号

A411 B411 C411 N411 A471 B471 C471 N471 A511 B511 C511 N511

端子排号 D1 D2

D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10

D11 D12

数据展现在我们面前， 到底有没有问题呢？一看差流那末大， 肯定有问题， 那问

题有几个，出在哪儿呢？我们得镇静下来按步骤一个个挨着找，挨着分析。 差动 501 侧

差动 502 侧

后备 101 侧

后备 501 侧

后备 502 侧

差流

电压类别

110KV 母线

35KV I 段母线

35KV II 段母线

A471 D5 B471 D6 C471 D7 N471 D8 A511 D9 B511 D10 C511 D11 N511 D12 A421 B421 C421 N421 A501 B501 C501 N501 A541 B541 C541 N541 Δ Ia Δ Ib Δ Ic 电压编号 A610 B610 C610 A630I B630I C630I A630II B630II C630II

79° 318° 199°

107° 346° 228°

255° 134° 16°

19° 138° 259°

48° 166° 287°

电压相位 17° 137° 257° 257° 137° 17° 226° 107° 346°

0.84A

0.84A 0.84A 4mA

0.8A

0.8A 0.8A 7mA 1.2A 1.2A 1.2A 10mA

0.84A

0.84A 0.84A 86mA

0.8A

0.8A 0.8A 60mA 0.19A 0.19A 0.20A 电压幅值 59V 59V 59V 59V 59V 59V 59V 59V 59V 备注

首先，我们看看其对称性。主变三侧电流、电压三相的幅值基本相等，相位互差120°， N 相电流也很小，看来，在对称性上，数据不存在问题。

其次，我们看看其相序。从测试数据表格中，我们不难发现差动 101 侧、501 侧、502 侧、后备 101 侧电流(基准电压向量超前 A 相电流比超前 B 相多120°，说

明 A 相滞后于 B 相120°)和 110KV 母线电压(A 相电压超前基准电流向量比 B

相少120°，说明 A 相滞后于 B 相120°)全是负序，相序存在问题。

再次，看三侧同名相电流相位。从测试数据表格中，我们看到差动 101 侧 (电源侧)和差动 501、502 侧(负荷侧)三个同名相电流相位大概处于相反方向，说

明三侧差动 CT 极性组合不存在问题。我们再看差动 101 侧和 501、502 侧电流相位， 101 侧和 501 侧三个同名相电流相位都相差约180°， 101 侧和 502 侧三个

同名相电流都相差约150°，这明显和 501 开关接于主变Δ 侧、502 开关接于主

变 Y 侧的一次接线不吻合。接着看电压， 110KV 母线电压 C 相(110KV 电压为负序，而 35KV 电压为正序，所以不能用同名相相比) 和 35KV I 段母线电压 A 相同

相位，而和 35KV II 段母线电压 A 相相差约30°，这又和 35KV I 段母线接于主

变Δ 侧、 35KV II 段母线接于主变 Y 侧的一次接线图不吻合。

接下来，我们看看差流，其三相幅值都在 0.2A 摆布，相比低压侧 0.8A 的负荷电流，占到了 25%，这显然太大，说明三侧电流没有平衡，区外故障差动肯定误动。

最后，我们来看后备保护。前面已说了：电流、电压对称性不存在问题，仅后备101 侧电流为负序，这里就不重复了。我们着重看看： 1.后备 101 侧电流和差

动 101 侧电流幅值相当，和定值单上 101 侧差动、后备 CT 变比相同相吻合，说

明后备 101 侧 CT 变比不存在问题；同样后备 501 侧和后备 502 侧， CT 变比也不

存在问题； 2.三侧后备保护同名相电流电压夹角也基本符合潮流方向，说明三

侧后备保护 CT 极性也没有问题。

(1)相序问题：首先看 110KV 侧，差动、后备电流和母线电压全是负序，三组

二次回路同时接错的可能性非常小，最大的可能是 110KV 进线一次就是负序，造

成差动、后备 101 侧电流和 110KV 母线电压全成为了负序。再看 35KV 侧， 35KV I、II 段母线电压和后备 501 侧、 502 侧电流都是正序，仅差动 501 侧、 502 侧为负序，可能是差动 501 侧、 502 侧故意把二次电流由正序反为负序了(差动 101 侧

是负序，不反不好平衡)。

(2)三侧同名相相位和 501 在主变Δ 侧、502 在主变 Y 侧一次接线不吻合问题：理论上，主变 101 侧和 502 侧都是 Y 型接线，那两侧差动同名相电流就应该相差

约180°，同名相电压就应该同相位；而事实上，差动 101 侧和 501 侧三个同名

相电流都相差约180°， 110KV 母线电压 C 相(110KV 电压为负序，而 35KV 电压

为正序，所以不能用同名相相比)和 35KV I 段母线电压 A 相同相位，是 501、5 02 电流二次回路， 35KV I 母、 II 母电压二次回路同时交叉混淆了吗？可能性

不大，最大的可能是一次接线交叉混淆，把主变 Y 型侧导管引出头接到了 501

开关上，而把Δ 型侧导管引出头接到了 502 开关上。