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        淺談變壓器差動保護(hù)二次接線測試方法

        2017-08-01 00:21:09劉東遠(yuǎn)澄合礦務(wù)局電力中心
        消費(fèi)導(dǎo)刊 2017年9期
        關(guān)鍵詞:相電流差動環(huán)流

        劉東遠(yuǎn) 澄合礦務(wù)局電力中心

        淺談變壓器差動保護(hù)二次接線測試方法

        劉東遠(yuǎn) 澄合礦務(wù)局電力中心

        變壓器差動保護(hù)作為變壓器的主保護(hù),其能否正常運(yùn)行直接影響變電站的安全供電,因此,在變壓器投運(yùn)后,必須通過測試來確保差動保護(hù)二次接線的正確無誤,本文簡要介紹了變壓器差動保護(hù)二次回路接線的測試方法。

        差動保護(hù) 二次接線 帶負(fù)荷測試 環(huán)流法

        一、引言

        變壓器差動保護(hù)用以反應(yīng)變壓器繞組、套管和引出線的相間短路、中性點(diǎn)直接接地側(cè)繞組和引出線的接地故障、繞組匝間短路,是變壓器的主保護(hù)之一。其二次接線的是否正確,直接影響變壓器能否正常投入運(yùn)行。通過怎樣的方法才能判別差動保護(hù)二次回路接線的正確性呢?下面就針對這個(gè)問題做些討論。

        二、變壓器差動保護(hù)的簡要原理

        差動保護(hù)是比較變壓器各側(cè)電流的差值構(gòu)成的一種保護(hù),其基本工作原理并不復(fù)雜,當(dāng)變壓器正常運(yùn)行或外部故障時(shí),電流由電源側(cè)流向負(fù)荷側(cè),在忽略勵磁電流的情況下,兩側(cè)二次電流大小相等、方向相反,繼電器中電流為零,差動保護(hù)不動作。當(dāng)變壓器兩(三)側(cè)TA之間故障時(shí),電源側(cè)向故障點(diǎn)提供短路電流,繼電器中流過正比于故障電流的二次電流,差動保護(hù)動作,瞬時(shí)跳開各側(cè)斷路器。

        三、變壓器差動保護(hù)測試的必要性

        變壓器差動保護(hù)對TA的極性有嚴(yán)格的要求。如果在安裝時(shí)TA的極性接錯(cuò),就會造成差動保護(hù)誤動或拒動。如果誤動就會造成變電站失壓事故,如果拒動就會造成越級跳閘或變壓器燒毀事故,后果將非常嚴(yán)重。因此,規(guī)程要求:“變壓器新裝、大修后投運(yùn)及運(yùn)行中變壓器差動保護(hù)用電流互感器二次回路更改后須經(jīng)試驗(yàn)正確后,方允許差動保護(hù)啟動”。

        四、差動保護(hù)二次接線測試的方法

        差動保護(hù)二次接線測試方法主要有三種:一次通流測試法、帶負(fù)荷測試法和利用變壓器環(huán)流測試法。

        1.一次通流測試也可稱為外施電源法。是人為施加一次電流,模擬電流從高壓側(cè)流入,低壓側(cè)流出,來測試差動保護(hù)二次接線。這種方法操作比較簡單,但經(jīng)常受到外部施加電源的容量限制,造成通入電流較小,不能全面檢測TA極性及二次接線中存在的問題,還需要在變壓器投運(yùn)后進(jìn)行進(jìn)一步的檢測。

        2.帶負(fù)荷測試是最常規(guī)有效的測試方法。就是在變壓器投運(yùn)后,通過運(yùn)行方式的調(diào)整,讓變壓器帶一定的負(fù)荷或者通過投退電容器充當(dāng)負(fù)荷,來進(jìn)行變壓器差動保護(hù)二次接線測試,檢驗(yàn)TA極性和二次回路接線的正確性。

        3.利用變壓器環(huán)流測試簡稱環(huán)流法,是將兩臺變比相同、接線組別相同和阻抗電壓相同變壓器并列運(yùn)行后通過調(diào)節(jié)變壓器檔位差產(chǎn)生循環(huán)電流的方法進(jìn)行測試。

        五、環(huán)流法測試的應(yīng)用

        目前,常用的測試方法是帶負(fù)荷測試法,但對于新建變電站基本沒有負(fù)荷或者是負(fù)荷太小,不能滿足帶負(fù)荷測試的要求。特別是煤礦新建變電站一般都有兩 臺及以上主變壓器,投運(yùn)時(shí)往往低壓側(cè)出線還沒有負(fù)荷或負(fù)荷不滿足測試要求,而且無功補(bǔ)償選用的是SVG動態(tài)無功補(bǔ)償裝置,導(dǎo)致差動保護(hù)二次接線測試無法實(shí)施。若等到煤礦帶上足夠的負(fù)荷后再進(jìn)行帶負(fù)荷測試,一是周期較長給調(diào)試單位帶來負(fù)擔(dān),二是一旦在測試中發(fā)現(xiàn)問題,就需要進(jìn)行大量的倒閘操作,給煤礦安全供電帶來威脅。因此,只能環(huán)流法進(jìn)行測試。

        對于有載調(diào)壓變壓器,將兩臺變壓器并列運(yùn)行后,在低壓側(cè)合環(huán),再調(diào)整變壓器的檔位,使兩臺變壓器分接頭差2-3個(gè)檔位;對于無載調(diào)壓變壓器,先調(diào)整好變壓器的檔位(需做變壓器直流電阻測試),使兩臺變壓器分接頭差2個(gè)檔位,再將兩臺變壓器并列運(yùn)行并在低壓側(cè)合環(huán)。這樣由于兩臺變壓器產(chǎn)生電壓差,從而產(chǎn)生了循環(huán)電流,并且能夠滿足測試精度的要求。這種方法安全可靠,操作簡單,值得在煤礦新建變電站中推廣。如圖1所示的主接線變電站,固定1號變分頭在4檔,調(diào)節(jié)2號變分接頭到6檔,便可產(chǎn)生滿足測試要求的環(huán)流。

        圖1 環(huán)流法測示意圖

        運(yùn)行方式:斷路器3514合,3515分,斷路器3500、3501、3502、101、102,100合,固定1號變分接頭在4檔,調(diào)節(jié)2號變分接頭6檔。由于兩個(gè)變壓器內(nèi)部電壓不同,將產(chǎn)生環(huán)流。此時(shí)環(huán)流在聯(lián)絡(luò)斷路器3500-#2變壓器-斷路器102-100-101-#1變壓器-斷路器3501-3500中流動,3514斷路器沒有電流流過。在這種運(yùn)行方式下,分別對#1、#2變壓器進(jìn)行差動保護(hù)二次接線測試,對于三繞組變壓器可以在中壓側(cè)和低壓側(cè)分別合環(huán)來進(jìn)行測試。

        六、變壓器差動保護(hù)二次接線測試的內(nèi)容

        變壓器差動保護(hù)二次接線測試是為了排除TA極性接反,二次電流回路接線錯(cuò)誤,整定值算錯(cuò)或輸錯(cuò)等問題,在測試中要重點(diǎn)測試以下數(shù)據(jù)。

        1.測量差流。差流的大小直接關(guān)系到變壓器差動保護(hù)是否動作,因此,差流是差動保護(hù)二次接線測試的重要內(nèi)容。一般情況下通過鉗形相位表測出3相差流,目前微機(jī)保護(hù)能夠直接測出3相差流,我們可以通過微機(jī)保護(hù)的液晶顯示屏直接讀出,正常情況下不大于0.06A。

        2.測量各側(cè)電流的幅值和相位。以高壓側(cè)A相二次電壓為參考測出變壓器各側(cè)電流的幅值和相位,變壓器各側(cè)電流幅值三相基本相等,與一次電流折算變比基本一致,變壓器各側(cè)3相電流相位互差120°,A相電流超前B相120°,B相電流超前C相120°,C相電流超前A相120°。

        3.檢查變壓器潮流。從后臺機(jī)讀出變壓器各側(cè)的有功功率和無功功率,進(jìn)行分析并判斷潮流方向。

        4.繪制變壓器差動保護(hù)六角圖。所謂六角圖法就是通過以高壓側(cè)二次電壓為基準(zhǔn),測出主變各側(cè)電流的大小及相角,按比例在坐標(biāo)平面上繪制而成的向量圖。通過對六角圖的分析可以判斷出TA的極性,電流的相序及二次接線的正確性。用鉗型相位表測出變壓器高低壓側(cè)電流和高壓側(cè)二次電壓之間角度以及有效值大小(讀表時(shí)需同時(shí)讀出),然后繪制出六角圖。對于采用二次接線補(bǔ)償?shù)牟顒颖Wo(hù),雙繞組變壓器兩側(cè)電流向量相差180°,三繞組變壓器期中兩側(cè)電流向量和與第三側(cè)電流向量相差180°,說明接線是正確的;對于采用軟件補(bǔ)償?shù)牡奈C(jī)差動保護(hù),變壓器 Y、△側(cè)差動保護(hù)TA二次側(cè)都采用 Y 接線,所以,在六角圖繪制分析時(shí), 變壓器Y、△側(cè)對應(yīng)相電流的相角不再是 180°,而是 Y 側(cè)的相電流相角應(yīng)超前△側(cè)150°。在測試過程中,通過六角圖的分析可以有效地判斷出差動保護(hù)TA的極性及二次接線是否正確。那么,怎樣能快速判斷差動保護(hù)TA的極性及二次接線的錯(cuò)誤呢?我們可以根據(jù)六角圖和電流之間的關(guān)系式進(jìn)行反推。比如Y/△- 11 型接線的變壓器 Y側(cè)某相電流互感器極性接反, 在差動保護(hù)二次接線測試時(shí), 測得數(shù)據(jù)如下以△側(cè) A相線電流a△為參考相,a△超前a90°,超前b30°,超前c150°。且│b│=││=││,因?yàn)闇p極性規(guī)定電流流出電流互感器為正, 所以電流互感器的二次相電流、、的相量關(guān)系在任何情況下都是成立的, 因此可以據(jù)此作出相量圖,在相量圖的基礎(chǔ)上可以得出如下關(guān)系:

        我們可以發(fā)現(xiàn) A相電流互感器極性接反了。

        七、結(jié)束語

        變壓器差動保護(hù)的工作原理雖然不很復(fù)雜,但在生產(chǎn)實(shí)際中,經(jīng)常會出現(xiàn)TA極性接反、相序接反、二次接線錯(cuò)誤以及整定值計(jì)算錯(cuò)誤等問題,差動保護(hù)誤動、拒動的事故也時(shí)有發(fā)生,給煤礦安全供電造成了極大的威脅。因此,為了確保差動保護(hù)二次接線正確, 我們要在設(shè)備安裝調(diào)試期間,嚴(yán)把技術(shù)質(zhì)量關(guān),嚴(yán)格按照安裝調(diào)試規(guī)范對設(shè)備進(jìn)行安裝調(diào)試,確保差動保護(hù)TA的極性、二次接線、保護(hù)整定值的計(jì)算與輸入正確無誤。最后,還要依靠投運(yùn)后二次接線測試,特別是利用“環(huán)流法”這種值得推廣的測試的方法及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。防止變壓器帶負(fù)荷后差動保護(hù)誤動作事故的發(fā)生,確保煤礦變電站安全供電。

        [1]曲靜.應(yīng)用變壓器差壓環(huán)流法測量變壓器差動保護(hù)相位[J].東北電力技術(shù),2005;02.

        [2]丁泠允,胡晶晶.變壓器比率差動保護(hù)原理及校驗(yàn)方法[J].繼電器,2007;35(12).

        [3]張建立,韓鵬飛.變壓器差動保護(hù)帶負(fù)荷校驗(yàn)方法[J].華中電力,2009;02.

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