變壓器差動保護二次接線判定

趙水兵 王燕華

摘 要：本文簡要介紹了Y，D-11接線組別的變壓器差動保護的工作原理。從應用的角度，著重分析了極性判別及二次接線正確性驗證的方法。闡述了利用電流互感器的極性來判別差動保護二次接線的正確性，從而保證了變壓器的安全穩定運行。

關鍵詞：差動保護;接線;極性;試驗

電力變壓器是發電廠和變電站的主要電氣設備之一，變壓器本體及相關保護裝置的正常可靠運行對一個變電站甚至整個電力系統的安全穩定至關重要。一旦發生故障造成設備損壞，因其檢修難度大、周期長，勢必要造成很大的經濟損失。另外，發生故障后突然切除變壓器也會對電力系統造成或大或小的擾動。因此，對繼電保護的要求很高。

作為電力變壓器的主保護之一的變壓器差動保護歷來得到廣大保護同行們的重視，對其主要保護原理的研究已經相當成熟，基本上沒什么問題。在實際工作中發現，經常造成主變壓器保護誤動拒動的原因不是因為保護裝置本身原理問題，而是安裝接線及調試不當引起主變差動誤動的次數很多，特別是電流互感器二次接線問題。本文將根據差動保護主要原理，就如何解決因電流互感器二次接線錯誤造成變壓器差動保護誤動拒動在實際工作中的應用。

一、變壓器差動保護的工作原理

變壓器差動保護是按照循環電流原理構成的。在其變壓器兩側（高、低壓）的電流互感器二次側，靠近被保護元件的兩端連在一起。然后，將差動繼電器的工作線圈并聯到電流互感器的二次端子上（如下圖）。正常運行或外部故障時，兩側的二次電流大小相等，方向相反，在繼電器中電流等于零，故差動繼電器不動作。

但在實現變壓器差動保護時，因變壓器高、低壓側接線方式不同，使變壓器高、低壓側同相之間有一相位差和數值差，對傳統保護及部分自動化系統應首先考慮對兩側電流進行相位補償，再進行數值補償，才能保證正常運行和外部短路時，差動繼電器中的電流等于零。對于部分自動化系統的相位與數值補償由自身程序實現，無此要求。

二、變壓器差動保護的二次接線

江山區域所使用的35千伏變壓器都是Y，D/11接線的變壓器，由于Y，D/11接線的變壓器三角形側的線電流超前星形側線電流30°，在數值上，三角形側二次電流與星形側差√3倍。對于傳統及微機型變壓器差動保護，如果不進行相位與數值補償，則在正常運行時，會出現較大不平衡電流，可能造成差動保護的誤動作。相位補償的方法是將變壓器星形側的電流互感器按三角形接線，變壓器的三角形側的電流互感器按照星形接線，此種接線方式不但補償了相位，也補償了數值差。由于變壓器差動保護是兩側（高、低壓）電流差的接線，故對接線時的極性非常重要，若極性接錯，變成電流和接線，那么在正常運行時，流過差動繼電器的電流為高、低壓電流互感器二次側電流之和，可能造成差動保護的誤動作。經過幾年來的工作經驗，筆者認為，變壓器電流互感器的極性判別，可以這樣認為，把變壓器看成一個負載，35千伏與10千伏母線分別對其供電。不管原有電流互感器二次側是否以K1引出， 35千伏側電流互感器極性以一次側母線為正極性，二次側對應的端子電流流出，用一節干電池的負極接于電流互感器的變壓器側，正極點擊電流互感器的母線側，用指針式萬用表（檔位置于直流毫安檔，檔位要選擇適當，要使指針擺動的幅度不要過大，也不要過小，便于看清指針的偏轉情況，指針不要指于零位，便于指針反偏時看得清楚）的二表筆（正、負需認清）接于電流互感器的二次側，指針正偏時，正表筆所指的端子為正極性，引出至電流端子。10千伏側電流互感器極性也以一次側母線為正極性，二次側對應的端子電流流出，用與判斷35千伏電流互感器極性相同的方法，并且以正極引出至電流端子。

三、用試驗儀器從保護屏端子排加電流，檢查保護屏及保護單元的接線正確性

變壓器差動保護，由于在接線上進行了相位和數值上的補償，在保護屏上，只要從同一相高、低壓側加同相（指高、低側加電流數值相等，相位相同）或反相的電流，看差動繼電器的動作情況，可判斷接線的正確性。江山公司所使用QJS-2000型儀器，在保護屏電流回路高、低壓側加同相電流時，儀器A相加高壓側，儀器B相加低壓側，儀器N相接地端子，A相相位選0°，B相相位選0°，所加電流的大小應視整定情況而定（單相電流小于差動繼電器整定值，兩相電流之和大于整定值），此時差動繼電器應動作;加反相電流時，只要A相相位選0°，B相相位選180°，此時差動繼電器應不動作。A、B、C三相逐一試驗，看差動繼電器動作情況，便可以檢查屏內接線。

四、二次接線正確性的驗證

差動保護在投入前須帶負荷試驗，這是為了避免二次接線錯誤，要做最后一次接線檢查，測量一下向量和繼電器的相差壓（或差電流），和來判別變壓器及繼電器本身拉線是否正確，保證在正常情況下差動回路的電流平衡。

（1）傳統保護向量相反時，高、低側二次電流應相差180°。江山公司使用ML-100鉗型多功能查線儀，在測六角圖及差電流時較方便，只需取高、低壓電流及一壓變的線電壓，就可以方便的測出高、低電流與電壓之間的夾角及兩電流之間的夾角、高壓與低壓電流的數值且所用儀器電流回路無需串接到高、低壓電流回路中，而是與鉗流表一樣，把電流線夾子夾到高、低壓電流回路中即可，只是在夾電流時，應注意夾子的箭頭方向應一致，都指向保護屏或都背向保護屏，若箭頭方向不一致則測出相位相差180°。若測出同相高、低電流之間相位相差180°、數值基本相等，則該相高、低壓電流回路接線正確，若為0°，則接線錯誤，若測出相位既不是180°，也不是0°，數值不相等，那么可能與電流互感器的型號、精確度、伏安特性等因素有關。A、B、C三相依次測試，就可驗證出接線是否正確。

結束語

筆者通過上述方法，在變壓器差別保護二次接線時，沒有發生過差錯，特別是把變壓器看成負載，按照線路電流互感器接線，在平時工作中比較易掌握，不容易出錯。

參考文獻

[1] 熊為群、陶然編《繼電保護、自動裝置及二次回路》中國電力出版社 2000年1月

[2] 《電力系統繼電保護》水利電力出版社 2000年2月

[3] 《新編保護繼電器檢驗》中國電力出版社 1998年3月

[4] 《電力系統繼電保護規程匯編》水利電力出版社 2000年2月