干式變壓器差動保護有載試驗的探討

【摘要】針對干式變壓器差動保護在設計、安裝和整定過程中可能出現的各種問題，結合干式變壓器差動保護的原理，提出了有載試驗的內容、分析和判斷方法?！娟P鍵詞】負荷測試；測試內容；測試數據分析

簡介差動保護因其原理簡單、電量簡單、保護范圍明確、無延時等優點，一直作為干式變壓器的主要保護，其運行直接關系到干式變壓器的安全。如何了解差動保護的操作？怎么才能知道差動保護的整定和接線正確？僅帶負載電流測試。但是檢驗時應該測量哪些量呢？如何分析判斷實測數據？以下是對這些問題的討論。2干式變壓器差動保護的簡要原理差動保護采用基爾霍夫電流定理。當干式變壓器在區外正常工作或發生故障時，視為理想的干式變壓器，則流入干式變壓器的電流與流出的電流(轉換后的電流)相等，差動繼電器不動作。干式變壓器內部故障發生時，兩側(或三側)向故障點提供短路電流，差動保護感應到的二次電流之和與故障點電流成正比，差動繼電器動作。3干式變壓器差動保護有載試驗的重要性干式變壓器差動保護原理簡單，但實施方式復雜。另外，各種差動保護的細節不同，增加了其具體使用的復雜性，增加了人為失誤的概率，降低了正確動作率。例如，姬旭干式變壓器微機差動保護在計算Y-接線干式變壓器Y型側額定二次電流時，并未相乘，而是相乘了南瑞公司的保護。這些微小的差異，很容易讓設計者、安裝者、整定者忽略、混淆，從而造成誤操作、拒保護。為了防患于未然，干式變壓器差動保護投入運行時，有必要進行有載試驗。4為了消除設計、安裝、整定過程中的遺漏(如接線錯誤、極性顛倒、平衡系數計算錯誤等。)，需要收集足夠完整的測試數據。1.流量差(或壓差)。干式變壓器差動保護通過各側CT二次電流和差動電流——工作。因此，差動電流(或差壓)是差動保護有載試驗的重要內容。帶電流平衡補償的差動繼電器(如LCD-4、LFP-972、CST-31A型差動繼電器)，用鉗形相位計或微機保護液晶顯示屏依次測量并記錄A相、B相和C相的相位差電流；磁平衡補償差動繼電器(如BCH-1、BCH-2、DCD-5差動繼電器)，用0.5交流電壓表依次測量A相、B相和C相相位差電壓，并記錄下來。2.每側電流的幅度和相位。僅通過差動電流來判斷差動保護的正確性是不夠的，因為接線或變比中的一些小誤差往往不會產生明顯的差動電流，而且差動電流隨負載電流而變化，負載較小，所以除了測試差動電流外，干式變壓器每側A相、B相和C相電流的幅值和相位都要用保護屏端行的鉗形相位表依次測量(相位以單相PT二次電壓為基準)并記錄下來。不建議用微機保護液晶屏來測量電流幅值和相位。3.干式變壓器功率流。通過控制面板上的電流、有功、無功功率計，或監控顯示器上的電流、有功、無功數據，或調度端的電流、有功、無功遙測數據，記錄干式變壓器各側的電流幅值、有功、無功幅值和流向，為CT變比和極性分析奠定基礎。負載電流有多大？當然，越大越好，負載電流越大，差動電流反映的各種誤差越明顯，越容易判斷。但干式變壓器在實際運行中的負載電流受網絡限制，不會很大，但至少要滿足所用測試儀器的精度要求和差動電流與負載電流的可比性。如果

那么對于測得的數據我們該怎么辦呢？5.1當電流相序正確連接時，每側電流為正序：A相領先B相，B相領先C相，C相領先A相.如果與此不符，有可能：a .接線盒內二次電流回路的相位與一次電流的相位不對應。比如接線盒中定義為A相電流回路的電纜接C相CT，這種情況在一次設備換相時較容易發生。b .接線盒到保護屏的電纜芯線接反。例如，接線盒中的A相電流電路和保護屏中的B相電流輸入端子連接有一個電纜芯。這種情況一般是由于安裝人員的粗心造成的。5.2看電流的對稱性。每側A相、B相、C相的幅度基本相等，相差120，即A相領先B相120，B相領先120，C相領先120。如果某一相的幅值偏差大于10%，則有可能：a .干式變壓器負載三相不對稱，單相電流過大或過小。b .干式變壓器負載三相對稱，但波動較大，導致測量一相電流幅值時負載大，測量另一相時負載小。c .某相CT變比有誤，如該相CT二次繞組抽頭有誤。d .某相電流中存在寄生回路，例如某電纜芯線在剝下電纜外皮時絕緣損壞，導致泄漏電流流向電纜屏蔽層，導致流入保護屏的電流減少。如果某兩相的相位偏差大于10%，則有可能：a .干式變壓器的負載功率因數波動較大，導致測量一相時功率因數大，測量另一相時功率因數小。b .某相電流存在寄生回路，造成相電流相位偏差。5.3查看各側電流幅值，驗證干式變壓器各側一次電流除以二次電流，得到實際CT比，應與整定比基本一致。如果偏差大于10%，則可能是交流CT的一次線沒有按照設定的比例串聯或并聯。b . b . CT的二次線沒有按照設定比例接相應的抽頭。5.4查看兩側(或三側)同名相電流，檢查差動保護電流回路極性組合的正確性。這里要分別處理兩種接線，一種是將干式變壓器Y側的ct二次繞組接成三角形，另一種是干式變壓器每側的CT二次。

繞組都接成Ｙ型。對于前一種接線，其兩側二次電流相位應相差180°（三圈干式變壓器，可分別運行兩側，來檢查差動保護電流回路極性組合的正確性），而對于后一種接線，其兩側二次電流相位相差角度與干式變壓器接線方式有關。比如一臺干式變壓器為Y-Y-△-11接線，當其高、低壓側運行時，其高壓側二次電流應超前低壓側（11—6）×30°，而當其高、中壓側運行時，其高壓側二次電流和中壓側電流仍相差180°。若兩側同名相電流相位差不滿足上述要求（偏差大于10°），則有可能： ａ．將CT二次繞組組合成△時，極性弄錯或相別弄錯，比如Y-Y-△-11干式變壓器在組合Y型側CT二次繞組時，組合后的A相電流應在A相CT極性端和B相CT非極性端（或A相CT非極性端和B相CT極性端）的連接點上引出，而不能在A相CT極性端和C相CT非極性端（或A相CT非極性端和C相CT極性端）的連接點上引出。 ｂ．一側CT二次繞組極性接反。在安裝CT時，由于某種原因其一次極性未能按圖紙擺放時，二次極性要做相應顛倒，如果二次極性未顛倒，就會發生這種情況。5.5 看差流（或差壓）大小，檢查整定值的正確性 對勵磁電流和改變分接頭引起的差流，干式變壓器差動保護一般不進行補償，而采用帶動作門檻和制動特性來克服，所以，測得的差流（或差壓）不會等于零。那用什么標準來衡量差流（或差壓）合格呢？對于差流，我們不妨用干式變壓器勵磁電流產生的差流值為標準。比如一臺干式變壓器的勵磁電流（空載電流）為1.2%, 基本側額定二次電流為5A，則由勵磁電流產生的差流等于1.2%×5=0.06A，0.06A便是我們衡量差流合格的標準。對于差壓，我們引用《新編保護繼電器校驗》中的規定：差壓不能大于150mv。如果干式變壓器差流不大于勵磁電流產生的差流值（或者差壓不大于150mv），則該臺干式變壓器整定值正確；否則，有可能是： ａ．干式變壓器實際分接頭位置和計算分接頭位置不一致。對此，我們有以下證實方法：根據實際分接頭位置對應的額定電壓或運行干式變壓器各側母線電壓，重新計算干式變壓器各側額定二次電流，再由額定二次電流計算各側平衡系數或平衡線圈匝數，再將計算出的各側平衡系數或平衡線圈匝數擺放在差動保護上，再次測量差流（或差壓），如果差流（或差壓）滿足要求，則說明差流（或差壓）偏大是由干式變壓器實際分接頭位置和計算分接頭位置不一致引起，干式變壓器整定值仍正確，如果差流（或差壓）不滿足要求，則整定值還存在其它問題。 ｂ．干式變壓器Ｙ型側額定二次電流算錯。由于微機干式變壓器差動保護在“計算Y型側額定二次電流乘不乘”問題上沒有統一，所以，整定人員容易將Ｙ型側額定二次電流算錯，從而，造成平衡系數整定錯。 ｃ．平衡系數算錯。計算平衡系數時，通常是先將基本側平衡系數整定為1，再用基本側額定二次電流除以另側電流得到另側平衡系數，如果誤用另側額定二次電流除以基本側電流，平衡系數就會算錯。 ｄ．5.1—5.4中列舉的各種因素，都會較終造成差流（或差壓）不滿足要求，但我們只要按照5.1—5.4依次檢查，就會將這些因素一個個排除，此處就不再贅述。6 結束語 帶負荷測試對干式變壓器差動保護的安全運行起著至關重要的作用，對其我們要有足夠的重視。帶負荷測試前，要深入了解干式變壓器差動保護原理、實現方式和定值意義，熟悉現場接線；帶負荷測試中，要按照帶負荷測試內容，認真、仔細、全面收集數據；帶負荷測試后，要對照上述5條分析方法，逐一檢查、逐一判斷。只要切實做到了這三點，干式變壓器差動保護就萬無一失了。

參考文獻

[1] 賀家李等，電力系統繼電保護原理[M]，北京，水電出版社，1984.[2] 王鈞英等，新編保護繼電器校驗[M]，北京，中國電力出版社，1998.

來源：繼電器