变压器差动保护带负荷测试的内容及数据分析

变压器差动保护带负荷测试的内容及数据

分析

(北方联合电力金桥热电厂，内蒙古呼和浩特 010070)

摘要：文章介绍了变压器差动保护工作原理，结合现场实践工作经验，分析了变压器差动保护带负荷测试的内容及方法。

关键词：变压器差动保护；带负荷测试；测试数据分

中图分类号：TM41 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(XX)15—0078—02

差动保护具有保护范围明确，保护原理简单，保护动作快速可靠，属于纯电气量保护，整定定值原理合理，不受自启动电流、负荷电流、非金属故障电流的影响定值精确等特点。差动保护作为变压器的主保护，其能否正确动作关系着变压器的安危，而变压器差动保护定值的整定与接线

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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相等，差动继电器不动作。当变压器内部故障时，两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

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。为了防范于未然，就必须在变压器差动保护投运时进行带

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要排除设计、安装、整定过程中的疏漏，就要收集充

2.1

变压器差动保护是各侧CT二次电流的差流，所以，差流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，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，用0.5级交流电压表依次测出Ａ相、Ｂ相、Ｃ相差压，

2.2

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，并记录。此处不推荐通过微

2．3

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。

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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最关键的一步，如果马虎或对变压器差动保护原理和实现方式把握不够，得出错误的结论。那么对于测得的数据我

3.1

比如端子箱内定义为A相电流回路的电流相序。

正确接线下，各侧电流都是正序，A、B互差120°。若与此不符，则有可能产生如下情况。

3.1.1 在端子箱缆芯接在了C相CT上，这种情况在一

3.1.2 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。

3.2

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＞10%，则有可能发生以下情

3.2.1 变压器负荷三相不对称，一相电流偏大或一相电

3.2.2 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

3.2.3 某一相CT变比接错，比如该相CT二次绕组抽头

3.2.4 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

若某两相相位偏差＞10%，则有可能：①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。②某一相电流存在寄生回路，造

3.3 看各侧电流幅值，核实CT

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＞10%，则有

3.3.1 CT

3.3.2 CT

3.4 看两侧同名相电流相位，检查差动保护电流回路极

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°，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×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，则有可能：①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非极性端的连接点上引出。②一侧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，

3.5

对励磁电流和改变分接头引起的差流，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，测得的差流不会等于零。那用什么标准来衡量差流合格呢？对于差流，我们不妨用变压器励磁电流产生的差流值为标准。比如一台变压器的励磁电流为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＞150mV。如果变压器差流不大于励磁电流产生的差流值，则该台变压器整定值正确；否则，有可能是：①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变压器各侧母线电压，重新计算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，如果差流满足要求，则说明差流偏大是由变压器实际分接头位置和计算分接头位置不一致引起，变压器整定值仍正确，如果差流不满足要求，则整定值还存在其他问题。②变压器Ｙ型侧额定二次电流算错。由于微机变压器差动保护在“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。③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。

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式中：Sn为变压器最大额定容量，U1n为变压器各侧额

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式中：I1n为变压器各侧一次额定电流，nTA为变压器各侧TA

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将低压侧各相电流与相应的平衡系数相乘，即得补偿后

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带负荷测试对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、

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用技术问答(第2版)［M京：中国电力出版社，XX.