變壓器差動保護帶負荷測試數據分析

張麗 陜西科技大學/寧夏職業技術學院 王素娥 陜西科技大學

引言：差動保護原理簡單、使用電氣量單純、保護范圍明確、動作不需延時，一直用于變壓器做主保護， 其運行情況直接關系到變壓器的安危。怎樣才知道差動保護的運行情況呢？怎樣才知道差動保護的整定、接線正確呢？下面我們不妨以一份現場實測數據來展開我們的變壓器保護帶負荷測試數據分析。

1 主變保護參數

變壓器型號：S7-3600/110，變比：110/6.3KV， 接線組別：Yn-d11，容量：3600KVA，In1=16.9A，In2=329.9A。110KV側（101）：PT變比110000/100V，CT變比50/5，平衡系數為0.68；6KV Δ側（601）：PT變比6000/100V， CT變比400/5，平衡系數為1（該側為基本側）。

1.1 主變差動保護電流電壓回路接線端子定義為：

電流回路編號 端子排號 電流定義A411 D1 110KV側（101）電流B411 D2 C411 D3 N411 D4 A461 D5 6KV Δ側（601）電流B461 D6 C461 D7電壓回路編號 端子排號 電壓定義A610 D1 110KV側（101）電壓B461 D2 C610 D3 A630I D4 6KV Δ側（601）電壓B630I D5 C630I D6 N630I D7

2 帶負荷測試數據

用鉗形相位表在主變保護屏后端子排測取110KV和6KV電流互感器二次側的電流，用多功能伏安測試儀在主變保護屏后端子測取110KV和6KV互感器二次側的電壓。6KV母電壓UAN（A630）=UBN（B630）= UCN（C630）=59V，通過多功能伏安測試儀觀察相量圖并記錄測試數值。如下表：

潮流情況110KV母線通過主變向6KV I段、II段母線送有功和無功。I段、II段母線負荷相差不大，功率因數基本相等，為0.97。保護類別 開關 電流編號端子排號 電流幅值 電流相位 備注差動 101側 A411 D1 0.70A 310°B411 D2 0.80A 330°C411 D3 1.50A 153°AN411 D4 1.6A BN411 D5 1.7A CN411 D6 1.0A差動 601側 A461 D7 1.56A 68°B461 D8 1.56A 310°C461 D9 1.56A 189°電壓類別 電壓類別 電壓幅值 電壓相位 備注110KV母線 A610 59V 260°B610 59V 140°C610 59V 20°6KV I段母線 A630I 59V 260°B630I 59V 140°C630I 59V 20°N630I

3 帶負荷測試數據分析

通過觀察測試數據就可以發現肯定有問題，問題出在哪兒呢？我們得冷靜下來按步驟一個個挨著找，挨著分析。

3.1 找問題

首先，我們看看其對稱性。主變兩側三相電壓的幅值基本相等，相位互差120°，在對稱性上，數據不存在問題。但主變側三相電流的幅值相差很大不相等，且相位互差也不相等。

其次，我們看看其相序。從測試數據表格中，我們可以發現差動601側電流（基準電壓向量超前B相電流比超前C相多120°，說明B相滯后于C相120°）是負序，相序存在問題。

再次，看三側同名相電流相位。從測試數據表格中，我們看到差動601側（負荷側）三個同名相電流相位大概處于相反方向，說明三側差動CT極性組合不存在問題。我們再看差動101側（電源側）三個同名相電流相位可以發現它們并不是處于相反方向，說明三側差動CT極性組合存在問題。

最后，我們看看差流，其三相幅值都在1.2A左右，相比低壓側1.56A的負荷電流，這顯然太大，區外故障差動肯定誤動。

3.2 分析原因

3.2.1 針對主變側三相電流的幅值相差很大不相等，且相位互差也不相等問題：

電力系統中變壓器常采用Y，d11接線方式，因此，變壓器兩側電流的相位差為30°，如下圖所示，Y側電流滯后△側電流30°，若兩側的電流互感器采用相同的接線方式，則兩側對應相的二次電流也相差30°左右，從而產生很大的不平衡電流。

為減小變壓器兩側電流相位不同而產生的不平衡電流采用相位補償。其相位補償的方法是將變壓器星形側的電流互感器接成三角形，將變壓器三角形側的電流互感器接成星形，以補償30°的相位差。圖中為星形側的一次電流，采用相位補償接線后，變壓器星形側電流互感器二次回路側差動臂中的電流剛好與三角形側電流互感器二次回路中的電流同相位，如圖所示。這樣，差回路中兩側的電流的相位相同。

原理接線圖

差動回路電流向量圖

但是實際現場結線圖如下：

主變一次側Δ型互感器結線錯誤。

3.2.2 三側同名相相位和601在主變Δ側在主變 Y側一次接線不吻合問題：理論上，主變101側和601側那兩側差動同名相電流就應該相差約180°，同名相電壓就應該同相位；將601電流互感器二次側B461和C461調換相序 。

3.3 看效果

3.3.1 按正確的結線方式結線后，再次進行測試試驗。

潮流情況110KV母線通過主變向6KV I段、II段母線送有功和無功。I段、II段母線負荷相差不大，功率因數基本相等，為0.96。保護類別 開關 電流編號端子排號 電流幅值 電流相位 備注差動 101側 A411 D1 1.39A 249°B411 D2 1.39A 10°C411 D3 1.39A 130°AN411 D4 0.16A BN411 D5 0.16A CN411 D6 0.16A差動 601側 A461 D7 1.56A 68°

B461 D8 1.56A 189°C461 D9 1.56A 310°電壓類別 電壓編號 電壓幅值 電壓相位 備注110KV母線 A610 59V 252°B610 59V 12°C610 59V 132°6KV I段母線 A630I 59V 69°B630I 59V 189°C630I 59V 309°N630I

4 結束語

在改接線前，要對回路做到心中有數，首先要正確畫出接線圖，然后按圖接線。改接線后應當細心檢查，認真試驗。對試驗和檢查項目應該按規程要求，除要測向量繪出向量圖外，還應測量主變壓器的差壓或差流。在微機保護和電磁保護共存的情況下，工作時尤其要注意兩者之間存在的外部接線區別。