變壓器差動保護的帶負荷試驗方法及分析

1、變壓器差動保護的帶負荷試驗方法及分析陳永波(湖北省荊州供電公司,湖北荊州434000摘要針對變壓器差動保護安裝接線過程中容易出現(xiàn)的各種錯誤,提出了帶負荷試驗方法和注意事項,并結合典型實例進行了分析。關鍵詞差動保護;帶負荷試驗;變壓器中圖分類號TM406;TM77文獻標識碼A 文章編號100623986(2005022*T est Method for Differential Protection under the Condition ofT ransformer LoadingC H EN Y ong 2bo(H ubei J ingz hou Power S u p pl y Com p

2、any ,J ingz hou H ubei 434000,China AbstractIn t he light of t he fault s occurring in t he p rocess of installation and connection of differen 2tial protection for t ransformer ,t he test met hod under t he condition of t ransformer loading and t he as 2pect s t hat attention should be paid were p

3、ut forward.Analysis was presented as well in connection wit h a typical example.K ey w ordsdifferential protection ;test under t he loading condition ;t ransformer變壓器差動保護能夠快速而有選擇性地切除變壓器各側電流互感器(TA 范圍內的短路故障,它是變壓器的主保護。從運行統(tǒng)計情況看,變壓器差動保護的正確動作率在60%以下,這種情況多為接線錯誤造成。按照繼電保護及電網(wǎng)安全自動裝置檢驗條例的要求,利用負荷電流及系統(tǒng)工作電壓對變壓器差動保

4、護進行帶負荷試驗,其目的就是檢驗保護裝置的電氣特性及其交流二次回路接線是否正確。以電磁型(DCD 、BCH 變壓器差動保護為例,對帶負荷試驗方法進行分析探討。1帶負荷試驗方法對新安裝的或回路變更后的變壓器差動保護,要認真檢查實際接線與原理接線圖及調度部門下達的保護定值通知單的要求一致。變壓器差動保護在投入運行前,必須通過帶負荷試驗對差動回路接線的正確性進行確認。以Y ,d11接線組別的變壓器為例,并規(guī)定變壓器兩側電流自母線流向變壓器為正,帶負荷試驗的具體方法如下。(1在差動保護投用的情況下,對變壓器沖擊合收稿日期2005201202作者簡介陳永波(1965-,男,湖北公安人,高級工程師。閘5次

5、,以檢查差動保護躲過勵磁涌流的性能。(2帶負荷前將差動保護停用,用鉗形相位表測變壓器兩側TA 二次三相電流有效值和相位。各側電流應為正相序;各側三相電流之間應相差120°左右,三相電流的大小應基本相等;星形接線TA 的中性線應有少許不平衡電流,否則要檢查該中性線是否已連通;各側二次電流相量所落的象限,應與實際的功率送受情況一致;將各二次電流折算成同一側的一次電流時,各同名相應該基本符合基爾霍夫電流定律I =0。若電源側的合成電流與負荷側的合成電流大小相等,方向相反,則證明各側TA 的極性、變比、接線組別等均正確。若兩側電流相位相同,則說明有一側TA 極性接反;若兩側電流相位偏差30&

6、#176;的倍數(shù)角,則可能是TA 接線組別錯誤;若兩側電流相位偏差小于10°,則可能是TA 的角誤差及鉗形相位表的誤差所造成。(3測量各相差動繼電器的差壓,應滿足規(guī)程要求,即在額定負荷時,用高內阻電壓表測執(zhí)行元件線圈上的不平衡電壓,不應超過0.15V 。若上述第(2項試驗均正常,調度部門下達的定值通知單也正確,而差壓超標,則應根據(jù)定值通知單檢查差動繼電器各繞組整定螺釘?shù)奈恢眉氨Ｗo盤(柜內接線是否正確。整定計算時,取二次回路額定電流最大的一61第29卷第2期2005年4月湖北電力Vol.29No.2Apr.2005側作為基本側,應重視基本側接線錯誤的問題。通過以上各項試驗、分析,若均滿

7、足要求,則可判斷差動回路接線是正確的。以上分析是以雙繞組變壓器為例,同樣適用于分析自耦變壓器或多繞組變壓器的差動保護。2帶負荷試驗應注意的事項掌握所用鉗形相位表的使用方法,明確所測得的負荷電流相位角是滯后還是超前參考電壓的角度。弄清負荷情況,包括有功、無功功率的大小及方向。因為負荷電流愈大,各種錯誤在帶負荷試驗時體現(xiàn)得愈充分,所以帶負荷試驗時,負荷電流不能太小(二次電流不應小于0.5A,并且要等到負荷基本穩(wěn)定后再開始試驗,以免影響準確性。對于晶體管型(BCD、微機型變壓器差動保護的帶負荷試驗,其試驗思路和基本方法與電磁型變壓器差動保護是一致的。但晶體管型、微機型變壓器差動保護不是測差壓,而是測

8、差流。另外,由于大多數(shù)微機型變壓器差動保護所用的各側TA均采用星形接線,其相位校正和電流平衡補償由軟件實現(xiàn),因此把各二次電流折算成同一側的一次電流時,各同名相將不再滿足基爾霍夫電流定律。對于Y,d11接線組別的變壓器,其高壓側二次電流會超前低壓側同名相二次電流150°1。只憑借測差壓(差流來判斷差動保護接線的正確性是不夠的。因為有些細小的差錯往往不會產(chǎn)生明顯的差壓(差流,特別是在負荷電流較小時則更是如此。3接線錯誤實例變壓器差動保護的接線錯誤包括TA極性接反、TA相序接錯、TA接線組別錯誤、TA二次回路開路和基本側接錯等。220kV竟陵變電站1號主變選用BCD-24型差動繼電器,于1

9、995年通過驗收后投入運行,當時也做了帶負荷試驗。該站電氣主接線如圖1所示,變壓器各側TA一次回路的極性端均接于母線側。1997年該差動保護定期檢驗時,再次做了帶負荷試驗。以220kV U AN為參考電壓,并規(guī)定變壓器各側電流自母線流向變壓器為正。用鉗形相位表測試變壓器各側TA二次電流,其中竟70TA U相電流I a滯后參考電壓247°,V相電流I b滯后7°,W相電流I c滯后126°,相量圖如圖2(a所示,圖中U a 為圖1競陵變電站電氣主接線圖變壓器低壓側U相電壓。經(jīng)分析,變壓器高壓側、中壓側及低壓側的竟34、39的TA二次電流相量均正確,但竟70三相TA二

10、次電流相量所落的象限與實際的功率送受情況不一致,可見竟70TA的極性接反了。因為補償電容器送電后,要吸收少許有功并發(fā)出無功,所以竟71、72、73、74的功率方向為送有功、受無功,而竟70的功率方向正好相反,為受有功、送無功。造成1995年誤判的原因是,竟70、71、72、73、74的控制盤上均裝設單向功率表,在分析功率送受情況時,沒有看到竟70與竟71、72、73、74的功率方向的區(qū)別。因為這種概念錯誤,亦沒有按照基爾霍夫電流定律分析變壓器電源側的合成電流與負荷側的合成電流應大小相等,方向相反的情況下,判定該差動保護接線正確。經(jīng)過再次帶負荷試驗,將竟70TA極性改接正確后,測得I a滯后參考電壓66&