变压器差动保护的带负荷试验方法及分析

变压器差动保护的带负荷试验方法及分析

陈永波

(湖北省荆州供电公司,湖北荆州　434000)

[摘　要]　针对变压器差动保护安装接线过程中容易出现的各种错误,提出了带负荷试验方法和

注意事项,并结合典型实例进行了分析。 [关键词]　差动保护;带负荷试验;变压器 [中图分类号]TM406;TM77 [文献标识码]A [文章编号]100623986(2005)022*******

T est Method for Differential Protection under the Condition of

T ransformer Loading

C H EN Y ong 2bo

(H ubei J ingz hou Power S u p pl y Com pany ,J ingz hou H ubei 434000,China )

[Abstract]In t he light of t he fault s occurring in t he p rocess of installation and connection of differen 2tial protection for t ransformer ,t he test met hod under t he condition of t ransformer loading and t he as 2pect s t hat attention should be paid were p ut forward.Analysis was presented as well in connection wit h a typical example.

[K ey w ords]differential protection ;test under t he loading condition ;t ransformer

变压器差动保护能够快速而有选择性地切除变压器各侧电流互感器(TA )范围内的短路故障,它是变压器的主保护。从运行统计情况看,变压器差动保护的正确动作率在60%以下,这种情况多为接线错误造成。按照《继电保护及电网安全自动装置检验条例》的要求,利用负荷电流及系统工作电压对变压器差动保护进行带负荷试验,其目的就是检验保护装置的电气特性及其交流二次回路接线是否正确。以电磁型(DCD 、BCH )变压器差动保护为例,对带负荷试验方法进行分析探讨。

1　带负荷试验方法

对新安装的或回路变更后的变压器差动保护,

要认真检查实际接线与原理接线图及调度部门下达的保护定值通知单的要求一致。变压器差动保护在投入运行前,必须通过带负荷试验对差动回路接线的正确性进行确认。以Y ,d11接线组别的变压器为例,并规定变压器两侧电流自母线流向变压器为正,带负荷试验的具体方法如下。

(1)在差动保护投用的情况下,对变压器冲击合

[收稿日期]　2005201202

[作者简介]　陈永波(1965-),男,湖北公安人,高级工程

师。闸5次,以检查差动保护躲过励磁涌流的性能。

(2)带负荷前将差动保护停用,用钳形相位表测变压器两侧TA 二次三相电流有效值和相位。

各侧电流应为正相序;各侧三相电流之间应相差120°左右,三相电流的大小应基本相等;星形接线TA 的中性线应有少许不平衡电流,否则要检查该中性线是否已连通;各侧二次电流相量所落的象限,应与实际的功率送受情况一致;将各二次电流折算成同一侧的一次电流时,各同名相应该基本符合基尔霍夫电流定律ΣI =0。若电源侧的合成电流与负荷侧的合成电流大小相等,方向相反,则证明各侧TA 的极性、变比、接线组别等均正确。若两侧电流

相位相同,则说明有一侧TA 极性接反;若两侧电流相位偏差30°的倍数角,则可能是TA 接线组别错误;若两侧电流相位偏差小于10°,则可能是TA 的角误差及钳形相位表的误差所造成。

(3)测量各相差动继电器的差压,应满足规程要求,即在额定负荷时,用高内阻电压表测执行元件线圈上的不平衡电压,不应超过0.15V 。若上述第(2)项试验均正常,调度部门下达的定值通知单也正确,而差压超标,则应根据定值通知单检查差动继电器各绕组整定螺钉的位置及保护盘(柜)内接线是否正确。整定计算时,取二次回路额定电流最大的一

・

61・第29卷第2期

2005年4月

湖　北　电　力 Vol.

29No.2

Apr.2005

侧作为基本侧,应重视基本侧接线错误的问题。

通过以上各项试验、分析,若均满足要求,则可判断差动回路接线是正确的。以上分析是以双绕组变压器为例,同样适用于分析自耦变压器或多绕组变压器的差动保护。

2　带负荷试验应注意的事项

掌握所用钳形相位表的使用方法,明确所测得的负荷电流相位角是滞后还是超前参考电压的角度。弄清负荷情况,包括有功、无功功率的大小及方向。

因为负荷电流愈大,各种错误在带负荷试验时体现得愈充分,所以带负荷试验时,负荷电流不能太小(二次电流不应小于0.5A),并且要等到负荷基本稳定后再开始试验,以免影响准确性。

对于晶体管型(BCD)、微机型变压器差动保护的带负荷试验,其试验思路和基本方法与电磁型变压器差动保护是一致的。但晶体管型、微机型变压器差动保护不是测差压,而是测差流。另外,由于大多数微机型变压器差动保护所用的各侧TA均采用星形接线,其相位校正和电流平衡补偿由软件实现,因此把各二次电流折算成同一侧的一次电流时,各同名相将不再满足基尔霍夫电流定律。对于Y,d11接线组别的变压器,其高压侧二次电流会超前低压侧同名相二次电流150°[1]。

只凭借测差压(差流)来判断差动保护接线的正确性是不够的。因为有些细小的差错往往不会产生明显的差压(差流),特别是在负荷电流较小时则更是如此。

3　接线错误实例

变压器差动保护的接线错误包括TA极性接反、TA相序接错、TA接线组别错误、TA二次回路开路和基本侧接错等。

220kV竟陵变电站1号主变选用BCD-24型差动继电器,于1995年通过验收后投入运行,当时也做了带负荷试验。该站电气主接线如图1所示,变压器各侧TA一次回路的极性端均接于母线侧。 1997年该差动保护定期检验时,再次做了带负荷试验。以220kV U AN为参考电压,并规定变压器各侧电流自母线流向变压器为正。用钳形相位表测试变压器各侧TA二次电流,其中竟70TA U相电流I a滞后参考电压247°,V相电流I b滞后7°,W相电流I c滞后126°,相量图如图2(a)所示,图中U a

为

图1　竞陵变电站电气主接线图

变压器低压侧U相电压。经分析,变压器高压侧、中压侧及低压侧的竟34、39的TA二次电流相量均正确,但竟70三相TA二次电流相量所落的象限与实际的功率送受情况不一致,可见竟70TA的极性接反了。因为补偿电容器送电后,要吸收少许有功并发出无功,所以竟71、72、73、74的功率方向为送有功、受无功,而竟70的功率方向正好相反,为受有功、送无功。造成1995年误判的原因是,竟70、71、72、73、74的控制盘上均装设单向功率表,在分析功率送受情况时,没有看到竟70与竟71、72、73、74的功率方向的区别。因为这种概念错误,亦没有按照基尔霍夫电流定律分析变压器电源侧的合成电流与负荷侧的合成电流应大小相等,方向相反的情况下,判定该差动保护接线正确。经过再次带负荷试验,将竟70TA极性改接正确后,测得I a滞后参考电压66°,I b滞后187°,I c滞后307°,相量图见图2(b),从而确保了竟变1号主变差动保护正常投入

。

图2　竟70负荷电流相量图

[参考文献]

[1]　贺家李,宋从矩.电力系统继电保护原理[M].北京:中

国电力出版社,1994.

・

7

1

・

Vol.29No.2 Apr.2005 湖　北　电　力 第29卷第2期

2005年4月