主變壓器差動回路試驗方法的探討

張明，楊煥忠

（鄭州鐵路局洛陽供電段，1.技師；2.工程師，河南　洛陽　471000）

主變壓器差動回路試驗方法的探討

張明1，楊煥忠2

（鄭州鐵路局洛陽供電段，1.技師；2.工程師，河南洛陽471000）

通過對某變電所主變壓器微機差動保護動作參數及微機差動保護電流平衡關系的分析，闡述了雙繞組變壓器微機差動保護原理、差動保護二次交流回路試驗方法，為其他新建或大修過的牽引變電所投入運行時進行主變壓器微機差動保護二次回路校驗提供參考和借鑒。

變壓器微機差動保護極性接法二次回路

10.13572/j.cnki.tdyy.2016.04.013

差動保護因其原理簡單、保護范圍固定、反應靈敏度高、動作迅速準確，極易與其它保護配合等優點，在電力系統中作為設備及線路主保護獲得廣泛應用，但其性能的實現要以保護接線正確作保證。同理，主變壓器差動保護交流回路的接線方式正確，才能確保差動保護裝置動作準確和可靠。在新建或大修時主變壓器差動保護二次回路，采用合理正確的試驗檢查方法，是確保差動保護二次交流回路的接線正確的前提和保護可靠動作的關鍵環節。在工程實際中，通常由于工作人員不熟悉差動保護的動作原理及其變電所在檢查試驗時漏項及檢查試驗方法缺乏，極易造成主變差動保護誤動。

1　差動保護接線及電流平衡關系

本文以V/V接線變壓器差動保護接線（見圖1）為例進行分析。

圖1　V/V接線變壓器差動保護接線圖

其中：nT1—變壓器高壓側CT變比

A相制動電流

2013年11月18日12：46：06某變電所2#、4#B比率差動保護動作，

差動電流：A相0 A，B相0.1 A，C相0.09 A

制動電流：A相0 A，B相0 A，C相0 A

高壓側電流：A相0 A，B相0.05 A，C相0.05 A

低壓側電流：a相0.01 A，b相0.15 A

根據故障報告顯示的電流數據計算：

高壓側電流為0.05 A，低壓側電流為0.15 A，

差動電流應該為：Icd=0.05-0.15*0.33=0 A

制動電流應該為：

Izd=（0.05+0.15*0.33）/2=0.05 A

若流互極性接反，則：

差動電流實際為：Icd=0.05+0.15*0.33=0.1 A

制動電流實際為：Izd=（0.05-0.15*0.33）/2=0 A

通過對差動保護動作參數進行分析，確認為差動保護二次交流回路接線錯誤。

2　雙繞組變壓器差動保護原理

用環流法構成的雙繞組變壓器電流差動保護的原理接線圖，如圖2所示。變壓器的兩側都裝設同極性端子相連的電流互感器，其二次繞組按環流原則相串聯。差動繼電器接在差流回路上。

圖2（a）差動保護范圍差動保護范圍外部故障時差動回路電流；圖2（b）單側電源時，差動保護范圍內部故障時差動回路電流；圖2（c）雙側電源時，差動保護范圍內部故障時差動回路電流

正常運行和外部故障時，如圖2（a）所示，變壓器兩側都有電流流過，兩個電流互感器的變比若選擇適當時二次電流Ih和I1，大小相等、方向相同，在臂中環流；而在差流回路中Ih和I1，的方向相反，因而差動繼電器中流過的電流為∶

繼電器K不會動作。

當變壓器內部發生相間短路時，如圖2（b）所示，流過電流互感器二次側的電流大小將不相等，即非電源側的二次電流很小，而電源側的二次電流很大。差動回路流入二次短路電流很大，使差動繼電器K動作。

當變壓器連接雙電源時，如圖2（c）所示，則兩側電流互感器的二次電流Ih和I1，在差動回路中方向相同，繼電器流過的電流為二次電流之和。

3　微機差動保護二次回路檢查試驗

微機差動保護的二次電流與一次電流同相輸入微機保護裝置，由微機保護裝置進行計算，最后將運算結果與整定值比較，判斷保護是否應該動作。通常變電所微機差動保護裝置試驗后，應對差動交流回路進行檢查試驗，以確保差動保護交流二次回路接線正確。

3.1極性檢查法

3.1.1電流互感器極性的校驗電流互感器的一、二次側都有引出端子，根據減極性原理，用圖3所示，使用一組干電池（2×1.5V）和一個萬用表（電流mA檔）來測定其一、二次側之間的極性對應關系，干電池正極通過點動開關接一次側A端，負極接X端，二次側端子a，x之間接一塊萬用表（電流毫安檔），讓高壓側端子上連接的干電池瞬時接通，觀察萬用表指針的偏向，若指針正偏，則二次側a端與一次側A端為同名端；若指針反偏，則x端與一次側A端為同名端。

圖3　電流互感器極性校驗接線圖

3.1.2微機差動保護裝置試驗將相應的微機差動保護交流二次回路，在主變保護測控盤內的端子排上的電流互感器端子排處將試驗連片打開，通過繼電保護測試儀給差動繼電器或微機差動保護裝置施加符合要求的電流，以差動電流Icd＜制動電流Izd為標準，測試差動保護交流二次回路的接線形式，判斷檢查差動回路交流二次回路的接線是否正確。其微機差動保護裝置極性校驗方法是：根據變壓器高低壓側匝數比及變壓器高低壓側電流互感器變比計算出平衡系數，對微機保護裝置輸入符合保護裝置動作的電流，若微機保護裝置的差動電流Icd＜制動電流Izd，則說明微機保護裝置的交流二次回路的接線符合設計要求，若微機保護裝置的差動電流Icd＞制動電流Izd，則說明微機保護裝置交流二次回路的接線不符合設計要求，該方法檢查測試差動保護交流二次回路簡單，操作方便，但需要將相應的主變保護測控盤內的端子排上的電流互感器端子排處將試驗連片打開，檢查時易發生漏項，造成檢查不徹底。

3.2低電壓通電法利用牽引變壓器的短路阻抗特性，在高壓側電流互感器靠近電源側施加380V交流電壓，低壓母線側短路接地的方法進行，確定差動保護中的電流互感器的變比、極性及整個差動保護交流二次回路的正確。

3.2.1前提條件校驗電流互感器極性，確保差動電流互感器極性正確。

3.2.2試驗電源及設備容量的確定試驗電源及設備容量可依據以下兩式計算：

式中Se、Ue、Ie——分別為被試變壓器的額定容量、額定電壓、額定電流；

I——試驗時施加的電流

S、U——試驗電源容量和試驗電壓

Ud——以百分數表示的短路電壓

3.2.3試驗檢查步驟及標準，按以下6步進行：

1）將三芯電力電纜分別安裝在三根接地桿鉤頭螺栓處。

2）將電力電纜通過接地桿掛在220 kV（110 kV）電流互感器進線側，同時將電力電纜另一端接入三相電源（按A、B、C相接入）。

3）用不小于6 mm2的銅導線（或試驗專用線）將斷路器配屬電流互感器一次出線端分別接地（接線如圖4所示）。

4）合上三相電源開關，合主變壓器一次側斷路器101 DL（或102 DL）及主變壓器二次側斷路器201 DL、203 DL（或202 DL、204 DL）。

5）查看微機保護裝置差動保護采樣參數值，本文以天津凱發微機測控裝置DK 3530為例，闡述運用此類裝置查看有關參數值的方法。進入人機接口窗口：查看保護參數，IA、IB、IC為主變壓器一次側電流值，Ia、Ib為主變壓器二次側電流值，ΦIA、ΦIB、ΦIC為一次側相角；ΦIa、ΦIb為主變壓器二次側相角；ICDA、ICDB、ICDC為主變壓器各相差動電流；IZDA、IZDB、IZDC為主變壓器各相制動電流。

6）對采樣參數進行判斷：如主變壓器一次側B相為公共相時，ΦIA與ΦIa及ΦIC與ΦIb角度相同、若不同可能為流互極性有誤，ICDA、ICDB、ICDC顯示值小于IZDA、IZDB、IZDC時說明差動保護接線正確，否則接線為錯誤。

圖4　變壓器微機差動保護試驗接圖

4　結束語

主變壓器差動回路試驗方法具有簡捷、準確且安全可靠的特點，在試驗時只要確保差動電流Icd＜制動電流Izd，就能判斷流入差動保護裝置的差流為零，即可確保差動保護交流回路接線方式正確。運用這一方法在西隴海變電所大修時進行差動回路檢查，確保了主變差動回路正確無誤；對其他新建或大修過的牽引變電所投入運行時進行此項檢查或有參考和借鑒意義。

U224.2+2

A

1006-8686（2016）00036-03