继电保护中变压器主变差动保护带负荷测试

继电保护中变压器主变差动保护带负荷测试

摘要变压器在电力使用中起着十分重要的作用,差动保护是反映变压器发生异常而作用于发出信号和断路器跳闸间一种自动装置。根据变压器差动保护的原理和校验时注意的事项,对差动保护及带负荷试验在安装、调试中所遇到的问题提出判断方法,对其分析。

关键词继电保护;差动保护;带负荷测试

1变压器差动保护的原理

差动保护原理简单,使用电气量少,保护范围明了,动作迅速,对大中型变压器来说,差动保护能够准确而快速动作,从而避免一些由于变压器绕组发生的相间、匝间或端子引出相间短路和中性点接地等造成短路故障带来的一些不必要的损失。当变压器正常工作或区外故障时,我们就认为它处于理想状态,流进变压器的电流等于流出电流,差动保护不动作。当变压器内部故障时,两侧或三侧向故障点提供短路电流,差动保护装置感受到故障电流,差动保护就动作。所以其运行情况直接关系到变压器的安危。在实际工作中,我们必须在变压器投运前确保差动保护的接线正确。

2主变差动保护校验时应注意的事项

1)差动保护带负荷测试内容有两相:①差动回路六角相位图,以判别差动回路接线的正确性,如CT极性接错与否,连接线别或相位正确与否;②差动继电器执行元件线圈两端电压,用来检验是否误整定,包括计算正确与否,整定插销位置是否放置正确,螺丝钉接触可靠与否,均可经综合判断得到结论。

2)新投变压器充电,应将变压器的所有保护全部用上,差动保护、零序保护即使不能保证其极性正确也应加用。轻瓦斯保护采用短接线接跳闸回路,充电完毕后拆除短接线,恢复到原信号位置。

3)变压器空载投入时,励磁涌流的值可达6-8倍额定电流。励磁涌流的大小、波形与合闸前铁心内剩磁、合闸初相角、铁心饱和磁通、系统电压和联系阻抗、变压器三相接线方式和铁心结构形式、电流互感器饱和特性和二次三相接线方式等因素有关。变压器空载合闸时的励磁涌流有可能使主变差动保护动作,但这不能用来判断就是电流回路或继电器内部接线错误,反而可以用来检查差动继电器的选型、整定、接线是否符合要求。

3变压器差动保护带负荷试验测试处理

3.1带负荷测试数据处理

要排除设计程中的接错线、极性反、平衡系数算错等等,就要有完备的测试

数据。数据收集完后,便是对数据的分析判断。我们主要从差流、电流相序、电流的对称性、各侧同名相电流相位及核对极性组合的正确性、电流的幅值及核对CT变比这五个方面着手。

变压器的差动保护是靠CT二次电流和即差流工作的,差流是差动保护带负荷测试的重要内容,用钳型相位表或通过微机保护显示屏依次测出A相、B相、C 相差流并记录。但只凭借差流判断差动保护正确性是不充分的,因为有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,还要用钳型相位表在保护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,一般不通过微机保护显示屏测量电流和相位;还有判断变压器的潮流可以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。其中的负荷电流应满足所有测试仪器精度需要,以及差流和负荷电流的可比性。

3.2带负荷试验中的接线不对的现象

1)当电流相序不对时,有以下可能:①这种情况在一次设备倒换相别时最容易发生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,在保护屏却接B相电流输入端子,这种情况一般由安装人员马虎造成。②在端子箱的二次电流回路相别不对应,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CT上。

2)核对CT变比时,如果偏差大于10%,则有可能CT的一次线未按整定变比进行串并联或者CT的二次线未按整定变比接在相应的抽头上。

3)当电流不对称时,若一相幅值偏差大于10%,则有以下几种可能:①变压器负荷三相对称,一相电流偏大,一相电流偏小;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,而测另一相时负荷小;③有一相电流存在寄生回路,比如某一根电缆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;④有一项CT变比接错,如该相CT二次绕组抽头接错。若某两相相位偏差大于10%,则有可能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,而测另一侧时功率因数小,另外一种可能就是某一相电流存在寄生回路,造成该相电流相位偏移。

4)对励磁涌流和改变分接头引起的差流,变压器差动保护一般不会进行补偿,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。如果变压器差流不大于励磁涌流产生的差流或差压值,则可以认为该台变压器整定值正确;否则就有可能是以下几种情况:①变压器实际分接头和计算分接头位置不一样。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放在差动保护上,再次测量差流(差压),如果差流(差压)满足要求,则说明差流(差压)偏大是由变压器实际分接头位置和计算分

接头位置不对应引起的,变压器整定值仍然是正确的,如果差流(差压)不满足要求;

②变压器星型侧额定二次电流算错。由于某些变压器微机保护在计算星型侧二次电流乘不乘问题上没有统一,所以容易将星型侧二次电流算错,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,如果误用另侧电流除以基本侧电流,平衡系数就会算错。

5)如果两侧同名相电流相位差不满足相差180,则有可能在将CT二次绕组组合成三角形的时候,极性弄错或相别弄错。另一方面就是一侧CT二次绕组极性接反,在安装CT时,由于一些原因一次极性未能按照图纸摆放时,二次极性要做相应的颠倒,如果二次极性未颠倒,则会极性不对。

因为差动保护及自动装置的不正确动作大多是由于具有方向性保护、按差接法接线的保护极性或接线错误引起的,所以在投入运行前有必要检查核对各电流互感器的选型和二次回路的接线;对新安装的继电保护装置进行带负荷试验,带负荷试验对二次回路接线正确性的判断、变压器差动保护的正确动作,进而对电力设备和电力系统的安全运行起着至关重要的作用,所以是一项必不可少的检验项目。

4结束语

随着电力系统中大量新设备的投入及新技术的使用,正确掌握的差动保护及带负荷试验的措施,及时处理发生的故障,以防止事故的发生提高系统继电保护的运行水平。

参考文献

[1]朱玮.一起主变差动保护动作的故障分析[J].科技创新导报.

[2]高劢.新型微机保护硬件方案的研究与设计[D].华北电力大学.