摘要:變壓器的差動(dòng)保護(hù)，關(guān)系到變壓器的安全運(yùn)行，本文展開討論檢驗(yàn)時(shí)需要哪些測(cè)量數(shù)據(jù)，怎樣對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷。

關(guān)鍵詞:變壓器 差動(dòng)保護(hù) 負(fù)荷測(cè)試

0 引言

變壓器的差動(dòng)保護(hù)，關(guān)系到變壓器的安全運(yùn)行，大多用于變壓器做主保護(hù)。差動(dòng)保護(hù)使用電氣量單純、原理簡單、保護(hù)范圍明確、動(dòng)作不需延時(shí)。用負(fù)荷電流檢驗(yàn)，可以查明差動(dòng)保護(hù)的運(yùn)行情況，可以知道差動(dòng)保護(hù)的整定、接線是否正確，本文展開討論檢驗(yàn)時(shí)需要哪些測(cè)量數(shù)據(jù)，怎樣對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷。

1 差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作原理

差動(dòng)繼電器動(dòng)作的工作原理依據(jù)，是基爾霍夫電流定理。當(dāng)變壓器工作正常，或區(qū)外故障時(shí)，的流入電流和流出電流相等，參照為理想變壓器，此時(shí)差動(dòng)繼電器不動(dòng)作。當(dāng)變壓器內(nèi)部出現(xiàn)故障，產(chǎn)生短路電流時(shí)，差動(dòng)保護(hù)接收到的二次電流和與故障點(diǎn)電流，發(fā)生正比關(guān)系時(shí)，變壓器進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)(差動(dòng)繼電器動(dòng)作)。

2 差動(dòng)保護(hù)帶負(fù)荷測(cè)試的重要性

由于各種差動(dòng)保護(hù)的具體實(shí)現(xiàn)方式不盡相同，因此，變壓器差動(dòng)保護(hù)原理雖然簡單，但實(shí)現(xiàn)方式比較復(fù)雜，這就增加了使用中的操作難度，增大了人為出錯(cuò)機(jī)率，使得正確動(dòng)作率降低。不同品牌產(chǎn)品之間存在的細(xì)小差別，在工程設(shè)計(jì)、安裝、整定中，操作人員很容易疏忽、混淆，因?yàn)楣ぷ魇д`而造成保護(hù)誤動(dòng)或保護(hù)拒動(dòng)。為了避免造成損失，必需進(jìn)行帶負(fù)荷測(cè)試之后，再讓變壓器差動(dòng)保護(hù)投入工作運(yùn)行。

3 變壓器差動(dòng)保護(hù)帶負(fù)荷測(cè)試內(nèi)容

對(duì)線接、極性、平衡系數(shù)測(cè)算等進(jìn)行檢查、復(fù)核，收集充足、完備的測(cè)試數(shù)據(jù)，排除設(shè)計(jì)、安裝、整定過程中的疏漏。

3.1 測(cè)量相間差壓(或差流)。差動(dòng)保護(hù)，是依據(jù)各側(cè)CT二次電流和與差流間比值進(jìn)行工作的，差流(或差壓)是差動(dòng)保護(hù)帶負(fù)荷測(cè)試的重要內(nèi)容。磁平衡補(bǔ)償型差動(dòng)繼電器，可用0.5級(jí)交流電壓表分別測(cè)量和記錄A相、B相、C相差壓;電流平衡補(bǔ)償型差動(dòng)繼電器，可用鉗形相位表分別測(cè)量和記錄A相、B相、C相差流。

3.2 測(cè)量各側(cè)電流的幅值和相位。單純依據(jù)差流參數(shù)判斷差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作是否正確，是不充分的，因?yàn)椴盍麟S負(fù)荷電流變化成正比，有些接線或變比的較小錯(cuò)誤，有時(shí)不會(huì)產(chǎn)生明顯的差流;在負(fù)荷較小的情況下，也不會(huì)產(chǎn)生明顯的差流，所以測(cè)試差流后，還要用鉗形相位表在保護(hù)屏端子排處，分別測(cè)量和記錄變壓器各側(cè)A相、B相、C相電流的幅值和相位。

3.3 測(cè)量變壓器潮流。通過控制屏監(jiān)、控制顯示器或者調(diào)度端上顯示的電流、有功、無功功率數(shù)據(jù)表，記錄參數(shù)大小和流向，作為CT變比、極性分析的參數(shù)基礎(chǔ)。測(cè)量變壓器潮流時(shí)，負(fù)荷電流越大，各種錯(cuò)誤在差流中的數(shù)據(jù)體現(xiàn)就越明顯，也越容易判斷。在變壓器的實(shí)際運(yùn)行中，由于網(wǎng)絡(luò)限制負(fù)荷電流不會(huì)很大，但應(yīng)滿足測(cè)試儀器精度要求，以及差流和負(fù)荷電流的可比性。否則，差動(dòng)保護(hù)的準(zhǔn)確性就難以判斷。

4 變壓器差動(dòng)保護(hù)帶負(fù)荷測(cè)試數(shù)據(jù)分析

對(duì)收集的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、判斷。精通變壓器差動(dòng)保護(hù)原理，熟練掌握變壓器差動(dòng)保護(hù)實(shí)現(xiàn)方式，是帶負(fù)荷測(cè)試的關(guān)鍵，二者缺一不可，否則，或有錯(cuò)誤不得發(fā)現(xiàn)，或得出結(jié)論錯(cuò)誤。數(shù)據(jù)分析應(yīng)按以下方法進(jìn)行。

4.1 檢查電流相序

接線正確時(shí)，各側(cè)電流都是正序:A相在B相前，B相在C相前，C相在A相前。否則可能是:在一次設(shè)備倒換相別時(shí)最容易發(fā)生的情況是，在端子箱的二次電流回路相別和一次電流相別不對(duì)應(yīng);由于安裝人員的馬虎可能發(fā)生的情況是，從端子箱到保護(hù)屏的電纜芯接反。

4.2 檢查電流的對(duì)稱性

4.2.1 每側(cè)A相、B相、C相電流幅值基本相等，相位差120°。若一相幅值偏差大于12°，則有可能:a.三相負(fù)荷不對(duì)稱，一相電流偏大或偏小。b.三相負(fù)荷對(duì)稱，但波動(dòng)較大，造成一相負(fù)荷大，一相負(fù)荷小。c.CT變比接錯(cuò)，比如二次繞組抽頭接錯(cuò)。d.存在寄生回路，比如在剝電纜皮時(shí)絕緣損傷，對(duì)電纜屏蔽層形成漏電流，造成流入保護(hù)屏的電流減小。

4.2.2 若某兩相相位偏差大于12°，則有可能:a.負(fù)荷功率因數(shù)波動(dòng)較大，造成一相功率因數(shù)大，另一相功率因數(shù)小。b.存在寄生回路，造成該相電流相位偏移。

4.3 檢查各側(cè)電流幅值，核實(shí)CT變比，該變比應(yīng)和整定變比基本一致。如果偏差大于10%，則有可能:

4.3.1 CT的一次線未按整定變比進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)。

4.3.2 CT的二次線未按整定變比接在相應(yīng)的抽頭上。

4.4 檢查兩(或三)側(cè)同名相電流相位，查看差動(dòng)保護(hù)電流回路極性組合的正確性一種是將變壓器Y型側(cè)CT二次繞組接成△，另一種是變壓器各側(cè)CT二次繞組都接成Y型。對(duì)于前一種接線，其兩側(cè)二次電流相位應(yīng)相差180°，而對(duì)于后一種接線，其兩側(cè)二次電流相位相差角度與變壓器接線方式有關(guān)。比如一臺(tái)變壓器為Y-Y-△-11接線，當(dāng)其高、低壓側(cè)運(yùn)行時(shí)，其高壓側(cè)二次電流應(yīng)超前低壓側(cè)(11—6)×30°，而當(dāng)其高、中壓側(cè)運(yùn)行時(shí)，其高壓側(cè)二次電流和中壓側(cè)電流仍相差180°。若兩側(cè)同名相電流相位差不滿足上述要求，則有可能:

4.4.1 將CT二次繞組組合成△時(shí)，極性弄錯(cuò)或相別弄錯(cuò)，比如Y-Y-△-11變壓器在組合Y型側(cè)CT二次繞組時(shí)，組合后的A相電流應(yīng)在A相CT極性端和B相CT非極性端的連接點(diǎn)上引出，而不能在A相CT極性端和C相CT非極性端的連接點(diǎn)上引出。

4.4.2 一側(cè)CT二次繞組極性接反

在安裝CT時(shí)，由于某種原因其一次極性未能按圖紙擺放時(shí)，二次極性要做相應(yīng)顛倒，否則就會(huì)發(fā)生這種情況。

4.5 檢查差流(或差壓)大小，查看整定值的正確性

對(duì)勵(lì)磁電流和改變分接頭引起的差流，變壓器差動(dòng)保護(hù)一般不進(jìn)行補(bǔ)償，而采用帶動(dòng)作門檻和制動(dòng)特性來克服，所以，測(cè)得的差流(或差壓)不會(huì)等于零。對(duì)于差流，我們不妨用變壓器勵(lì)磁電流產(chǎn)生的差流值為標(biāo)準(zhǔn)。比如一臺(tái)變壓器的勵(lì)磁電流(空載電流)為1.2%，基本側(cè)額定二次電流為5A，則由勵(lì)磁電流產(chǎn)生的差流等于1.2%×5=0.06A，0.06A便是我們衡量差流合格的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于差壓，《新編保護(hù)繼電器校驗(yàn)》中規(guī)定:差壓不能大于150mv。否則，有可能是:

4.5.1 變壓器實(shí)際分接頭位置和計(jì)算分接頭位置不一致。根據(jù)實(shí)際分接頭位置對(duì)應(yīng)的額定電壓或運(yùn)行變壓器各側(cè)母線電壓，重新計(jì)算變壓器各側(cè)額定二次電流，再由額定二次電流計(jì)算各側(cè)平衡系數(shù)或平衡線圈匝數(shù)，再將計(jì)算出的各側(cè)平衡系數(shù)或平衡線圈匝數(shù)擺放在差動(dòng)保護(hù)上，再次測(cè)量差流(或差壓)，如果差流(或差壓)滿足要求，則說明差流(或差壓)偏大是由變壓器實(shí)際分接頭位置和計(jì)算分接頭位置不一致引起，變壓器整定值仍正確，如果差流(或差壓)不滿足要求，則整定值還存在其它問題。

4.5.2 變壓器Y型側(cè)額定二次電流算錯(cuò)，造成平衡系數(shù)整定錯(cuò)。

4.5.3 平衡系數(shù)算錯(cuò)。通常是先將基本側(cè)平衡系數(shù)整定為1，再用基本側(cè)額定二次電流除以另側(cè)電流得到另側(cè)平衡系數(shù)，如果誤用另側(cè)額定二次電流除以基本側(cè)電流，平衡系數(shù)就會(huì)算錯(cuò)。

4.5.4 以上各種因素，都會(huì)最終造成差流(或差壓)不滿足要求，但我們只要依次檢查，就會(huì)將這些因素一個(gè)個(gè)排除。