干式变压器差动保护有载试验的探讨

【摘要】针对干式变压器差动保护在设计、安装和整定过程中可能出现的各种问题，结合干式变压器差动保护的原理，提出了有载试验的内容、分析和判断方法。【关键词】负荷测试；测试内容；测试数据分析

简介差动保护因其原理简单、电量简单、保护范围明确、无延时等优点，一直作为干式变压器的主要保护，其运行直接关系到干式变压器的安全。如何了解差动保护的操作？怎么才能知道差动保护的整定和接线正确？仅带负载电流测试。但是检验时应该测量哪些量呢？如何分析判断实测数据？以下是对这些问题的讨论。2干式变压器差动保护的简要原理差动保护采用基尔霍夫电流定理。当干式变压器在区外正常工作或发生故障时，视为理想的干式变压器，则流入干式变压器的电流与流出的电流(转换后的电流)相等，差动继电器不动作。干式变压器内部故障发生时，两侧(或三侧)向故障点提供短路电流，差动保护感应到的二次电流之和与故障点电流成正比，差动继电器动作。3干式变压器差动保护有载试验的重要性干式变压器差动保护原理简单，但实施方式复杂。另外，各种差动保护的细节不同，增加了其具体使用的复杂性，增加了人为失误的概率，降低了正确动作率。例如，姬旭干式变压器微机差动保护在计算Y-接线干式变压器Y型侧额定二次电流时，并未相乘，而是相乘了南瑞公司的保护。这些微小的差异，很容易让设计者、安装者、整定者忽略、混淆，从而造成误操作、拒保护。为了防患于未然，干式变压器差动保护投入运行时，有必要进行有载试验。4为了消除设计、安装、整定过程中的遗漏(如接线错误、极性颠倒、平衡系数计算错误等。)，需要收集足够完整的测试数据。1.流量差(或压差)。干式变压器差动保护通过各侧CT二次电流和差动电流——工作。因此，差动电流(或差压)是差动保护有载试验的重要内容。带电流平衡补偿的差动继电器(如LCD-4、LFP-972、CST-31A型差动继电器)，用钳形相位计或微机保护液晶显示屏依次测量并记录A相、B相和C相的相位差电流；磁平衡补偿差动继电器(如BCH-1、BCH-2、DCD-5差动继电器)，用0.5交流电压表依次测量A相、B相和C相相位差电压，并记录下来。2.每侧电流的幅度和相位。仅通过差动电流来判断差动保护的正确性是不够的，因为接线或变比中的一些小误差往往不会产生明显的差动电流，而且差动电流随负载电流而变化，负载较小，所以除了测试差动电流外，干式变压器每侧A相、B相和C相电流的幅值和相位都要用保护屏端行的钳形相位表依次测量(相位以单相PT二次电压为基准)并记录下来。不建议用微机保护液晶屏来测量电流幅值和相位。3.干式变压器功率流。通过控制面板上的电流、有功、无功功率计，或监控显示器上的电流、有功、无功数据，或调度端的电流、有功、无功遥测数据，记录干式变压器各侧的电流幅值、有功、无功幅值和流向，为CT变比和极性分析奠定基础。负载电流有多大？当然，越大越好，负载电流越大，差动电流反映的各种误差越明显，越容易判断。但干式变压器在实际运行中的负载电流受网络限制，不会很大，但至少要满足所用测试仪器的精度要求和差动电流与负载电流的可比性。如果

那么对于测得的数据我们该怎么办呢？5.1当电流相序正确连接时，每侧电流为正序：A相领先B相，B相领先C相，C相领先A相.如果与此不符，有可能：a .接线盒内二次电流回路的相位与一次电流的相位不对应。比如接线盒中定义为A相电流回路的电缆接C相CT，这种情况在一次设备换相时较容易发生。b .接线盒到保护屏的电缆芯线接反。例如，接线盒中的A相电流电路和保护屏中的B相电流输入端子连接有一个电缆芯。这种情况一般是由于安装人员的粗心造成的。5.2看电流的对称性。每侧A相、B相、C相的幅度基本相等，相差120，即A相领先B相120，B相领先120，C相领先120。如果某一相的幅值偏差大于10%，则有可能：a .干式变压器负载三相不对称，单相电流过大或过小。b .干式变压器负载三相对称，但波动较大，导致测量一相电流幅值时负载大，测量另一相时负载小。c .某相CT变比有误，如该相CT二次绕组抽头有误。d .某相电流中存在寄生回路，例如某电缆芯线在剥下电缆外皮时绝缘损坏，导致泄漏电流流向电缆屏蔽层，导致流入保护屏的电流减少。如果某两相的相位偏差大于10%，则有可能：a .干式变压器的负载功率因数波动较大，导致测量一相时功率因数大，测量另一相时功率因数小。b .某相电流存在寄生回路，造成相电流相位偏差。5.3查看各侧电流幅值，验证干式变压器各侧一次电流除以二次电流，得到实际CT比，应与整定比基本一致。如果偏差大于10%，则可能是交流CT的一次线没有按照设定的比例串联或并联。b . b . CT的二次线没有按照设定比例接相应的抽头。5.4查看两侧(或三侧)同名相电流，检查差动保护电流回路极性组合的正确性。这里要分别处理两种接线，一种是将干式变压器Y侧的ct二次绕组接成三角形，另一种是干式变压器每侧的CT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180°（三圈干式变压器，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干式变压器接线方式有关。比如一台干式变压器为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（11—6）×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（偏差大于10°），则有可能： ａ．将CT二次绕组组合成△时，极性弄错或相别弄错，比如Y-Y-△-11干式变压器在组合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（或A相CT非极性端和B相CT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（或A相CT非极性端和C相CT极性端）的连接点上引出。 ｂ．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。5.5 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，干式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，我们不妨用干式变压器励磁电流产生的差流值为标准。比如一台干式变压器的励磁电流（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：差压不能大于150mv。如果干式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150mv），则该台干式变压器整定值正确；否则，有可能是： ａ．干式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干式变压器各侧母线电压，重新计算干式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（或差压），如果差流（或差压）满足要求，则说明差流（或差压）偏大是由干式变压器实际分接头位置和计算分接头位置不一致引起，干式变压器整定值仍正确，如果差流（或差压）不满足要求，则整定值还存在其它问题。 ｂ．干式变压器Ｙ型侧额定二次电流算错。由于微机干式变压器差动保护在“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Ｙ型侧额定二次电流算错，从而，造成平衡系数整定错。 ｃ．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。 ｄ．5.1—5.4中列举的各种因素，都会较终造成差流（或差压）不满足要求，但我们只要按照5.1—5.4依次检查，就会将这些因素一个个排除，此处就不再赘述。6 结束语 带负荷测试对干式变压器差动保护的安全运行起着至关重要的作用，对其我们要有足够的重视。带负荷测试前，要深入了解干式变压器差动保护原理、实现方式和定值意义，熟悉现场接线；带负荷测试中，要按照带负荷测试内容，认真、仔细、全面收集数据；带负荷测试后，要对照上述5条分析方法，逐一检查、逐一判断。只要切实做到了这三点，干式变压器差动保护就万无一失了。

参考文献

[1] 贺家李等，电力系统继电保护原理[M]，北京，水电出版社，1984.[2] 王钧英等，新编保护继电器校验[M]，北京，中国电力出版社，1998.

来源：继电器