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。
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。
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。为了防患于未然, 就必须在变压器差动保护投运时进行带负荷测试。
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。
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, 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?
(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最容易发生。
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, 这种情况一般是由安装人员的马虎造成的。
(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。 (3) 看各侧电流幅值, 核实CT变比
用变压器各测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。
(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
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、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, 变压器差动保护就万无一失了。
摘要：针对变压器差动保护在设计、安装、整定过程中可能出现的各种问题, 结合变压器差动保护原理, 提出了带负荷测试的内容及分析、判断方法。
关键词：带负荷测试,测试内容,测试数据分析
[1] 高永昌, 电力系统继电保护[M], 水利电力出版社, 1988
[2] 王钧英等, 新编保护继电器校验[M], 中国电力出版社, 1998
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