變壓器保護帶負(fù)荷校驗

彭文輝

摘 要：當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時，保護裝置必須正確、迅速切除故障，防止事故擴大造成大面積停電，以保證電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行。通過電流互感器二次接線錯誤引起變壓器差動保護誤動作，分析了電流互感器一次接線壓接錯誤形成一次附加回路造成RCS-978穩(wěn)態(tài)比率差動保護存在誤動可能性。

關(guān)鍵詞：變壓器;保護;負(fù)荷

1.前言

當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時，保護裝置必須正確、迅速切除故障，防止事故擴大造成大面積停電，以保證電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行。通過電流互感器二次接線錯誤引起變壓器差動保護誤動作，分析了電流互感器一次接線壓接錯誤形成一次附加回路造成RCS-978穩(wěn)態(tài)比率差動保護存在誤動可能性。從事故分析可見，繼電保護裝置不正確動作除了部分裝置本身存在缺陷外，電流回路接線不當(dāng)極易引起繼電保護不正確動作。為了檢驗電流互感器二次接線及變比正確性，規(guī)程規(guī)定新安裝的或設(shè)備回路經(jīng)較大變動的裝置在投入運行前必須用一次電流和工作電壓加以校驗。

變壓器差動保護是利用基爾霍夫電流定理工作的，當(dāng)變壓器正常工作或區(qū)外故障時，差動繼電器不動作，當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時，兩側(cè)（或三側(cè)）向故障點提供短路電流，差動繼電器感受到故障點電流而動作。變壓器差動保護原理簡單，但實現(xiàn)方式復(fù)雜，加上各保護廠家的變壓器差動保護在細(xì)節(jié)上各不相同，使人為出錯機率增大，正確動作率會相對降低，易引發(fā)事故。為了防范于未然，本文以RCS-978變壓器保護為例深入分析變壓器差動保護帶負(fù)荷校驗技術(shù)，為確保變壓器安全投運、檢驗二次回路正確性提供一定的參考價值。

2.帶負(fù)荷校驗步驟

變壓器差動保護在變壓器充電時應(yīng)投入，帶負(fù)荷時為防止差流引起誤動作必須停用。因此，其帶負(fù)荷校驗步驟如下：將變壓器差動保護投入運用;對變壓器進(jìn)行充電;充電成功后，停用變壓器差動保護，退出所有壓板;變壓器帶上負(fù)荷后，由繼電保護人員進(jìn)行校驗工作;證實二次接線及電流互感器極性正確無誤，帶負(fù)荷校驗正確后，將變壓器差動保護投入運行。

3.應(yīng)測試的數(shù)據(jù)

為了排除設(shè)計、安裝、整定過程中的疏漏，在變壓器差動保護帶負(fù)荷校驗時要測試以下數(shù)據(jù)：

一是差流。變壓器差動保護是依靠各側(cè)電流互感器二次和電流（即差流）工作的，因此差流是其重要測試內(nèi)容。用鉗形相位表或通過微機保護的液晶顯示屏可依次測出各相差流;

二是各側(cè)電流的幅值和相位。差流隨負(fù)荷電流而變化，負(fù)荷小，差流變小，而且一些小的接線或變比錯誤不會產(chǎn)生明顯的差流，因此只憑差流判斷差動保護正確性是不充分的。除測試差流外，還應(yīng)用鉗形相位表測試并記錄變壓器各側(cè)各相電流的幅值和相位。

三是變壓器潮流。通過后臺監(jiān)控機的數(shù)據(jù)記錄變壓器各側(cè)電流大小，有功、無功功率大小和流向，檢查是否與實際負(fù)荷送受情況一致。

4.校驗方法

常見的Y/d11接線變壓器由于三角形側(cè)的相電流比星形側(cè)的同一相電流在相位上超前30°，因此即使變壓器兩側(cè)電流互感器二次電流的數(shù)值相等，在差動保護回路中也會出現(xiàn)不平衡電流。傳統(tǒng)補償措施是采用相位補償法，即將變壓器星形側(cè)的電流互感器二次側(cè)接成三角形， 而將變壓器三角形側(cè)的電流互感器二次側(cè)接成星形，從而把電流互感器二次電流的相位校正過來。微機保護裝置一般都在內(nèi)部程序中對變壓器各側(cè)接線相位、變比差別實現(xiàn)計算補償，因此其各側(cè)接入差動保護的電流互感器二次側(cè)都接為星形。但是不同廠家對變壓器各側(cè)電流互感器極性端的朝向都有規(guī)定，一般歸定一次側(cè)極性端朝向母線，由二次側(cè)極性端引接至變壓器保護裝置，此時測得的差動保護各側(cè)電流向量大小相等、相位相差150度。

根據(jù)電流互感器極性的實際朝向，方向控制字應(yīng)整定如下：#1變壓器保護220kV側(cè)復(fù)壓方向控制字整定為“0”，零序方向控制字整定為“0”，方向指向系統(tǒng);110kV側(cè)復(fù)壓方向控制字整定為“1”，零序方向控制字整定“1”，方向指向變壓器。

在帶負(fù)荷前，首先退出變壓器差動及帶方向后備保護壓板。為了保證測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，帶上至少20%的負(fù)荷。帶負(fù)荷后，在RCS-978變壓器保護屏上利用鉗形相位表測量引入保護裝置的各側(cè)電流互感器二次電流幅值、相角記錄各相差流。這時候記錄下綜自后臺機的#1主變高壓側(cè)27A的遙測數(shù)據(jù)：P=-0.12MW? ? ? Q=-12.36Mvar、Ia=30.04A;低壓側(cè)67A的遙測數(shù)據(jù)：P=-0.04MW? ? ? Q=-13.14Mvar、Ia=719.55A

變壓器各側(cè)三相電流平衡，保護裝置沒有差流，220kV側(cè)方向指向系統(tǒng)，110kV側(cè)方向指向變壓器，同名相電流220kV側(cè)超前10kV側(cè)約150度。根據(jù)二次電流大小核對各側(cè)電流互感器變比，根據(jù)各側(cè)電流的相角畫出向量圖，與實際負(fù)荷送受情況一致，帶負(fù)荷校驗說明電流互感器極性、變比及回路接線正確。

5.測量數(shù)據(jù)分析

若帶負(fù)荷校驗說明電流互感器極性、變比及回路接線存在疑問，那么對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行正確分析是判斷保護裝置能否正確動作的關(guān)鍵。

一是電流相序分析。當(dāng)二次接線正確時，各間隔電流都應(yīng)是正序排列。如果不是正序，則可能是因為一次設(shè)備引到端子箱的二次電流回路相別與一次設(shè)備相別不對應(yīng)或者由于保護人員配錯線導(dǎo)致從端子箱到保護屏的電纜芯接錯了。

二是電流對稱性分析。在正確接線下，三相電流的幅值應(yīng)該基本相等、相位互差120。若某相電流幅值或者兩相相位差偏差較大，可能是存在寄生回路、電纜絕緣不好對屏蔽層分流或者二次繞組抽頭接錯等原因引起的。

三是核實電流互感器變比。用一次電流除以二次電流，得到實際電流互感器變比，該變比應(yīng)和整定變比基本一致。如果偏差大，則有可能電流互感器的一次線未按整定變比進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)或者電流互感器的二次線未按整定變比接在相應(yīng)的抽頭上。

四是電流互感器極性分析。比Y/Y/△11接線變壓器為例，當(dāng)高低壓側(cè)運行時，高壓側(cè)二次電流應(yīng)超前低壓側(cè)150°，當(dāng)其高中壓側(cè)運行時，其高壓側(cè)二次電流和中壓側(cè)電流相差180°。若兩側(cè)同名相電流相位差不滿足上述要求，則有可能電流互感器二次繞組極性接錯了。

結(jié) 論

電流回路接線不當(dāng)易引起變壓器保護不正確動作，所以對新安裝保護裝置進(jìn)行帶負(fù)荷校驗極其重要。本文分析了變壓器差動保護帶負(fù)荷校驗技術(shù)，通過帶負(fù)荷校驗可驗證裝置外部回路是否存在問題，以確保接入保護裝置的電流相位、極性正確，確保接入差動保護回路中的各組回路的相對極性關(guān)系、變比及整定正確，為確保電網(wǎng)安全運行、變壓器設(shè)備安全投運、二次回路正確提供一定的參考價值。

參考文獻(xiàn)

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[2] 吳國威.基于IEC61850的變電站自動化系統(tǒng)的應(yīng)用研究[D].浙江大學(xué)，2007