差动保护带负荷测试
浅谈变压器差动保护带负荷测试
试 数据 安 全运 行 具 有 重要 意 义 。 对
【 关键词 】 变压器 ； 差动保护带 负荷测试； 测试数据 分析
差动保护原理简单 ， 使用 电气量单纯 ， 护范围明确 ， 保 动作不许延 电 流超 前 Ｂ相 １０ 、 ２ ０Ｂ相 电流 超 前 Ｃ相 １０， ２ ￣Ｃ相 电 流超 前 Ａ相 １０。 ２￣
（ ） Ａ的 二 次 线 未 按 整 定 变 比 接 在 相应 的抽 头 上 。 ２Ｔ ４两ｆ －） ０ 名 相 电 流 相位 ． 或 ｌ ｆ同 以 下 对 两 种 接 线 进 行 分 析 ， 种 是 将 变 压 器 Ｙ形 侧 Ｔ 一 Ａ二 次 绕 组
２各 侧 电 流 的 幅 值 和 相 位 ．
二 、 压 器 差 动保 护 带负 荷 测 试 的 内容 变
１ 流 （ 差压 ） ． 差 或 变 压器 差动保 护是 靠各侧 Ｔ 二 次 电流 的和 Ａ 差 流 工 作
（ ） 压 器 负 荷 功 率 因数 波 动较 大 ， 成 测 量 一 相 电 流 相 位 时 功 １变 造 率 因 数 大 ． 测 另一 相 时功 率 因数 小 。 而 （ ） 一 相 电 流存 在 寄 生 回路 ， 成 该 相 电 流相 位 偏 移 。 ２某 造
对 造 的 电 流 ） 等 ， 动继 电器 不 动 作 ； 相 差 当变 压 器 内部 发 生 故 障 时 ， 侧 （ 两 或 缘 损 伤 ， 电缆 屏 蔽 层 形 成 漏 电 流 ， 成 流 入 保 护 屏 的 电 流 减 小 。 ２２若 某 两 相 相 位偏 差 大于 １％ ． ０ 三侧） 向故 障 点 提 供 短 路 电 流 ， 动 保 护 感 受 到 的 二 次 电 流 的 和 正 比 差 若 某 两 相 相 位偏 差 大 于 １％ ， 有 如 下 可 能 ： ０ 则 于 故 障点 的 电流 ． 动 继 电器 动 作 。 差
变压器差动保护带负荷测试分析
变压器差动保护带负荷测试分析发表时间：2017-04-25T15:30:32.227Z 来源：《电力设备》2017年第3期作者：欧东辉[导读] 摘要：变压器是变电站内重要设备，而变压器差动保护是保证变压器安全运行重要保证。
（广东电网有限责任公司河源供电局 517000）摘要：变压器是变电站内重要设备，而变压器差动保护是保证变压器安全运行重要保证。
为防止差动保护在投运后留下隐患引起的拒动或误动给变压器带灾难性影响，必须对差动保护在变压器在投运前进行带负荷测试，以彻底消除差动保护安全隐患。
全文结合本人实际工作经验，介绍主变带负荷测试方法，以及用该方法测试具体数据的分析，其分析内容包括了差动保护二次回路相序、CT变比、CT极性及系统参数的整定，并在其中提出了自己工作上遇到实际问题的解决办法。
关键词：带负荷测试；差流；ＣＴ极性；系统参数０引言差动保护是变压器主保护之一，能快速无时限切除其保护范围内各种故障，其范围包括变压器本身、各侧CT及变压器套管引出线之间。
所以构成差动保护的二次回路由主变各侧CT汇集到保护装置，接线较为复杂，容易造成安全隐患。
长期运行经验表明：新主变投产前或差动二次回路更改后重新投运时进行带负荷测试是确保主变差动回路良好性的最后一道防线。
必须用带负荷测试确认主变差流，主变各侧CT变比、极性，二次回路相序及其系统参数的定值的正确性。
1 带负荷测试的方法带负荷测试就是我们利用相位表在主变带负荷时，一般习惯以高压侧或低压侧A相电压为基准，用钳形相位表保持同一方向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，同时记录下监控后台机主变各侧间隔潮流的有功功率、无功功率送受情况及一次电流大小，然后根据测量数值作出向量图进行具体细致分析，判断出变压器差动保护的运行性能。
2 带负荷测实例分析2.1实测数据根据以上带负荷测试方法，实测出我局新建220kV热水变电站主变投运时高低压两侧具体数据如下表1、表2、表3所示。
关于带负荷测试母线差动保护的探讨
关于带负荷测试母线差动保护的探讨母线是电力系统变电站的重要电气设备之一。
在运行中某一电压等级的母线发生短路故障可能会引起全站停电的事故，甚至扩大为电力系统的事故；同时，由于故障电流大，也会造成有关设备严重损坏。
为了使母线发生短路故障时影响范围最小，故障时间最短，就必须配置可靠、快速、选择性好的母线保护，以便能及时切除短路故障点。
母线差动保护是承担这个重任的比较理想的保护装置，它具有原理简单、采用电气量少、动作无延时以及保护范围准确等特点，能够快速有效地切除故障母线，对电网的安全稳定运行起着十分重要的作用。
1带负荷测试母线差动保护的必要性虽然母线差动保护的原理简单，但保护装置的正确动作却受多方面因素的影响：一是变电站的母线上一般都连接有多条输出线路，各条线路配置的保护用的电流互感器(以下简称CT)变比和极性必须正确；二是各线路CT二次输出的电流误差值应符合规定的范围；三是母联断路器、母联兼旁路断路器或分段用的断路器配置的CT变比和极性正确，要符合一次系统运行方式。
总之，二次回路的组合要满足母线差动保护原理的要求。
而这些因素在回路没有电流的情况下鉴定工作量大，且容易出现错误。
为了对这些因素作出准确的分析判断，就需要对母线差动保护进行带负荷电流测试工作，以验证差动保护在运行中各方面因素的正确性。
2应测试的主要数据怎样知道母线差动保护的配置在安装、调试、整定等环节是否有疏漏，如CT的极性是否接反，回路是否接错，整定时平衡系数是否算错等，可以在带负荷的情况下测试以下有关数据，为下一步分析判断做准备。
2.1差流或差压目前，多数变电站配置的母线差动保护主要有电磁型(如BCH-1型、PMH型)和微机型(如RCS-915型)2种。
电磁型母差保护采用磁平衡补偿的差动继电器和中阻抗母线差动继电器，需用高阻抗输入的0.5级交流电压表依次测出A，B，C相差压。
微机型母差保护采用电流平衡补偿的差动继电器，用钳形相位表或通过微机保护的液晶显示屏依次测出A，B，C相差流。
带负荷测试引起变压器差动保护的分析
器 差动保 护装 置 。 在一切 准备 工作 都就 绪后 ， 开始 做 冲 流来 计 算 ， 以给 Ｉｄ取某 一个 值 作 为差 动保 护 定值 。 可 ｃ 击 变压 器试 验 （ 未带 负荷 ）五 次 冲击试 验 均成 功 ， ． 而且 但 是 ． 变压 器 的相序 是 ： 在高 压侧 ， 向变 压器 ， 主 站 面 从
母 线上 一 台大功 率 电动机 启 动时 ，变 压器 差 动保护 跳 至右 高压侧 为 Ａ’ ’Ｃ’低 压侧 为 ０ 、 ’ｃ 。这 与变 、 、 ， ’ｂ 、 ’ 闸。于是 开 始检查 电动机 回路 和 变压 器 回路接 线并 确 压 器 的标识 相 序不 一致 。变压 器 运行 时 的连接 组别 将
【 图分 类 号 】 Ｔ ０ ． 中 Ｍ４ ３ ５ 【 文献 标 识 码 】 Ａ 【 文章 编 号 】 １０ — ７ Ｘ（０ ０ ｏ 一 ｌ一 ２ ０ ３ ７ ３ ２ １ ）２ 叭 ５ Ｏ
０ 引 言
２ 原 因分析
带 负荷测 试 对变 压器 差 动保 护 的安全 运行 起 着至
动 回路 中 。它 能 正确 区分 变压 器 区 内 、 区外 故 障 ， 能 并
瞬时 切除 区 内故 障 。其 保 护范 围是 变压 器 各侧差 动 保
变 压器 正 常运行 时 ， ｄ Ｉ ，一０ Ｉ ＝ ＇ ，对 于 Ｙｄ １ 连 ｃ 一 ／ 一 １ 接 方式 的变压 器 ，变压 器一 次侧 和 二次 侧 电流之 间存
护用 电流互 感器 之间 的一 次 电气 部分 。 三相 回路 中 ， 在
相序 的正 确与 否不 仅影 响供 电质量 ，而且 在一定 程 度
上也影 响 了三相控 制 回路 的正 常运行 【 １ ｌ １ 存在 的问题
变压器差动保护带负荷测试数据分析
3.2 分析原因
3.2.1 针对主变侧三相电流的幅值相差很大不相等，且相位互差 也不相等问题：
电力系统中变压器常采用 Y，d11 接线方式，因此，变压器两侧电 流的相位差为 30°，如下图所示，Y 侧电流滞后△侧电流 30°，若两侧 的电流互感器采用相同的接线方式，则两侧对应相的二次电流也相 差 30°左右，从而产生很大的不平衡电流。
为 0.96。
保护类别 开关 电流编号 端子排号 电流幅值 电流相位 备注
差动 101 侧 A411
D1
1.39A 249°
B411
D2
1.39A 10°
C411
D3
1.39A 130°
AN411 D4
0.16A
BN411 D5
0.16A
CN4ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1 D6
59V
20°
6KV I 段母线
A630I
59V
260°
B630I
59V
140°
C630I
59V
20°
N630I
3 带负荷测试数据分析 通过观察测试数据就可以发现肯定有问题，问题出在哪儿呢？我 们得冷静下来按步骤一个个挨着找，挨着分析。
3.1 找问题
首先，我们看看其对称性。主变两侧三相电压的幅值基本相等， 相位互差 120°，在对称性上，数据不存在问题。但主变侧三相电流的 幅值相差很大不相等，且相位互差也不相等。
其次，我们看看其相序。从测试数据表格中，我们可以发现差动 601 侧电流（基准电压向量超前 B 相电流比超前 C 相多 120°，说明 B 相滞后于 C 相 120°）是负序，相序存在问题。
变压器差动保护带负荷测试要点及实例
变压器差动保护带负荷测试要点及实例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。
1.1 差流（或差压）变压器差动保护是靠各侧CT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PT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CT变比、极性分析奠定基础。
负荷电流要多大呢？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0.2A而差流有65mA时，判断差动保护的正确性就相当困难。
变压器差动保护的带负荷测试
（） 两 （ －） 同名相电流相位 合 的正确性 ， 这里要将两种接线分别对待 ． 一种 是将 变压器 Ｙ 型侧 Ｃ Ｔ二 次绕组接 成△ ． 一种是 变压器 另 各侧 Ｃ Ｔ二次绕组都 接成 Ｙ型 。 对于前一种接线 ． 两侧 二 其
变 比 一致 。 果 偏 差 大 于 ｌ ， 有 可能 是 Ｃ 一次 线 未 按 如 Ｏ 则 Ｔ
推荐通过微机保护液 晶显示屏 测量电流幅值和相位 。
（） 压 器 潮 流 。 过 控 制 屏 上 的 电流 、 功 、 功 功 率 ３变 通 有 无
表． 或者监 控显 示器上 的电流 、 功 、 功功率数 据． 有 无 或者调 度端的 电流 、 功 、 功 功率遥测数 据 ． 录变压器各 侧 电 有 无 记 流大小， 功、 有 无功 功率大小和 流向 ， Ｃ 为 Ｔ变 比、 性分析 极 奠定基础 。 负荷 电流要足 够大 ． 越大越好 ， 负荷电流大 ， 各种
入 端 子 ， 种 情 况 一 般 由安 装人 员 的工 作 不 认 真 造 成 。 这 （ ） 电流 的对 称 性 。 ２看 每侧 Ａ 相 、 Ｂ相 、 相 电 流 幅 值 基 Ｃ 本 相 等 ． 位 互 差 １ ０， Ａ 相 电 流 超前 Ｂ 相 １ ０， 棚 电 相 ２。 即 ２ 。Ｂ＿
则有 可能 ： ①在 端子箱 的二 次 电流 回路相别 和一次 电流相 别不对应 ， 比如端子箱 内定义 为 Ａ相的电流 回路 的电缆芯
接 在 了 Ｃ 相 Ｃ 上 ， 种 情 况 在 一 次设 备 倒 换 相 别 时 最 容 Ｔ 这
正确 ， 在变 压器工作前 ， 须采用负荷 电流检验 法， 差动 必 对
屏端子排依次测 出变压 器各侧 Ａ 相 、 、 Ｂ相 Ｃ相电流的幅值
浅谈差动保护带负荷测试原理及方法、意义
ａ 负荷功率 因数波动较 大， ） 造成测量 一相 电流 相位 时功率 因数 大， 而
测 另一 相 时功 率 因数 小 。 ｂ 某 一相 电 流存 在 寄 生 回 路 ， 成 该 相 电 流 相 位 偏 移 。 ） 造 ５ ３ 看 各侧 电 流 幅值 ， 实 ｃ ． 核 Ｔ变 比 用 各 侧 一 次 电流 除 以二 次 电流 ， 到 实 际 ｃ 得 Ｔ变 比 ， 该变 比应 和 整 定 变 比基 本 一 致 。如 果 偏 差 较 大 ， 有 可 能 ： 则
１ 引言
差 动 保 护 原 理 简 单 、 用 电气 量 单 纯 、 护 范 围 明 确 、 作 不 需 延 时 ， 使 保 动 现 已被 广 泛 应 用 于 变 压 器 、 路 的 主 保 护 和 后 备 保 护 中 ， 运 行 情 况 直 接 线 其 关 系 到变 压 器 的 安危 。怎 样 才 知 道 差 动 保 护 的运 行 情 况 呢 ？怎 样 才 知 道 差
ｂ 从端子箱 到保 护屏的 电缆芯接反 ， ） 比如一根 电缆芯在端子箱接 Ａ相 电 流 回 路 ， 保 护 屏 上 却 接 Ｂ相 电流 输 入 端 子 ， 种 情 况 一 般 由 安 装 人 员 在 这
的 马虎 造 成
动保护 的整定 、 接线 正确 呢？唯有用负荷 电流检验 。但检验时要测哪些量 ？ 测 得 的数 据 又 怎样 分 析 、 断呢 ？下 面 就 针 对 这 些 问题 做些 讨 论 。 判 ２ 差动保护 的简要原理 差 动 保 护 是 利 用 基 尔 霍 夫 电流 定 理 工 作 的 ， 按 比较 各 侧 电 流 大 小 和 是 相 位 而 构 成 ， 里 以 变 压 器 为 例 进 行 解 释 ， 变 压 器 正 常 工 作 或 区 外 故 障 这 当 时 ， 其 看 作 理 想 变 压 器 ， 流 入 变 压 器 的 电流 和 流 出 电 流 （ 算 后 的 电 将 则 折 流 ） 等 ， 过 差 动 回路 的 电流 为零 ， 动 继 电 器 不 动 作 。 当变 压 器 内部 故 相 流 差 障 时 ， 侧 （ 三 侧 ） 故 障 点 提 供 短 路 电流 ， 动 保 护 感 受 到 的 二 次 电流 两 或 向 差 和 正 比于 故障 点 电流 ， 动 继 电器 动 作 。 差 ３ 差动保护带负荷测试的重要性 差 动 保 护 原 理 简 单 ， 实 现 方 式 复 杂 ， 上 各 种 差 动 保 护 在 实 现 方 式 但 加 细节上 的各不相 同， 更增 加 了其在 具体使用 中的复杂性 ， 使人 为出错机率 增 大， 正确动作率 降低 。 设计、 安装、 整定人员很容易疏忽 ， 从而造成保护误 动 、 动 。为 了防 范 于 未 然 ， 必 需 在 差 动 保 护 投 运 时进 行 带 负荷 测试 。 拒 就 ４ 差动保护带负荷测试 内容
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差动保护带负荷测试
1引言
差动保护原理简单、使用电气量单纯、保护范围明确、动作不需延时，一直用于变压器做主保护，其运行情况直接关系到变压器的安危。
怎样才知道差动保护的运行情况呢？怎样才知道差动保护的整定、接线正确呢？唯有用负荷电流检验。
但检验时要测哪些量？测得的数据又怎样分析、判断呢？下面就针对这些问题做些讨论。
2变压器差动保护的简要原理
差动保护是利用基尔霍夫电流定理工作的，当变压器正常工作或区外故障时，将其看作理想变压器，则流入变压器的电流和流出电流（折算后的电流）相等，差动继电器不动作。
当变压器内部故障时，两侧（或三侧）向故障点提供短路电流，差动保护感受到的二次电流和的正比于故障点电流，差动继电器动作。
3变压器差动保护带负荷测试的重要性
变压器差动保护原理简单，但实现方式复杂，加上各种差动保护在实现方式细节上的各不相同，更增加了其在具体使用中的复杂性，使人为出错机率增大，正确动作率降低。
比如许继公司的微机变压器差动保护计算Y-△接线变压器Y
型侧额定二次电流时不乘以，而南瑞公司的保护要乘以。
这些细小的差别，设计、安装、整定人员很容易疏忽、混淆，从而造成保护误动、拒动。
为了防范于未然，就必需在变压器差动保护投运时进行带负荷测试。
4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。
1．差流（或差压）。
变压器差动保护是靠各侧CT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。
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），用钳形相位表或通过微机保护液晶显示屏依次测出Ａ相、Ｂ相、Ｃ相差流，并记录；磁平衡补偿的差动继电器（如BCH-1、BCH-2、DCD-5型差动继电器），用0.5级交流电压表依次测出Ａ相、Ｂ相、Ｃ相差压，并记录。
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PT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。
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CT变比、极性分析奠定基础。
负荷电流要多大呢？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0.2A而差流有65mA时，判断差动保护的正确性就相当困难。
5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较关键的一步，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？
5.1看电流相序
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，C相超前A相。
若与此不符，则有可能：ａ．在端子箱的二次电流回路相别和一次电流相别不对应，比如端子箱内定义为A相电流回路的电缆芯接在了C相
CT上，这种情况在一次设备倒换相别时较容易发生。
ｂ．从端子箱到保护屏的电缆芯接反，比如一根电缆芯在端子箱接A相电流回路，在保护屏上却接B相电流输入端子，这种情况一般由安装人员的马虎造成。
5.2看电流的对称性
每侧Ａ相、Ｂ相、Ｃ相电流幅值基本相等，相位互差120°，即Ａ相电流超前Ｂ相120°，B相电流超前C相120°，C相电流超前A相120°。
若一相幅值偏差大于10%，则有可能：
ａ．变压器负荷三相不对称，一相电流偏大或一相电流偏小。
ｂ．变压器负荷三相对称，但波动较大，造成测量一相电流幅值时负荷大，而测另一相时负荷小。
ｃ．某一相CT变比接错，比如该相CT二次绕组抽头接错。
ｄ．某一相电流存在寄生回路，比如某一根电缆芯在剥电缆皮时绝缘损伤，对电缆屏蔽层形成漏电流，造成流入保护屏的电流减小。
若某两相相位偏差大于10%，则有可能：
ａ．变压器负荷功率因数波动较大，造成测量一相电流相位时功率因数大，而测另一相时功率因数小。
ｂ．某一相电流存在寄生回路，造成该相电流相位偏移。
5.3看各侧电流幅值，核实CT变比
用变压器各侧一次电流除以二次电流，得到实际CT变比，该变比应和整定变比基本一致。
如果偏差大于10%，则有可能：
ａ．CT的一次线未按整定变比进行串联或并联。
ｂ．CT的二次线未按整定变比接在相应的抽头上。
5.4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，一种是将变压器Y型侧CT二次绕组接成△，另一种是变压器各侧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-△-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。