淺談變壓器差動保護帶負荷測試

摘要： 針對變壓器差動保護在設計、安裝、整定過程中可能出現的各種問題，結合變壓器差動保護原理，提出了帶負荷測試的內容及分析、判斷方法。

　　關鍵詞： 帶負荷測試 測試內容 測試數據分析

　　1　引言

　　差動保護原理簡單、使用電氣量單純、保護范圍明確、動作不需延時，一直用于變壓器做主保護， 其運行情況直接關系到變壓器的安危。怎樣才知道差動保護的運行情況呢？怎樣才知道差動保護的整定、接線正確呢？唯有用負荷電流檢驗。但檢驗時要測哪些量？測得的數據又怎樣分析、判斷呢？下面就針對這些問題做些討論。

　　2　變壓器差動保護的簡要原理

　　差動保護是利用基爾霍夫電流定理工作的，當變壓器正常工作或區外故障時，將其看作理想變壓器，則流入變壓器的電流和流出電流（折算后的電流）相等，差動繼電器不動作。當變壓器內部故障時，兩側（或三側）向故障點提供短路電流，差動保護感受到的二次電流和的正比于故障點電流，差動繼電器動作。

　　3　變壓器差動保護帶負荷測試的重要性

　　變壓器差動保護原理簡單，但實現方式復雜，加上各種差動保護在實現方式細節上的各不相同，更增加了其在具體使用中的復雜性，使人為出錯機率增大，正確動作率降低。比如許繼公司的微機變壓器差動保護計算Y-△接線變壓器Y型側額定二次電流時不乘以，而南瑞公司的保護要乘以。這些細小的差別，設計、安裝、整定人員很容易疏忽、混淆，從而造成保護誤動、拒動。為了防范于未然，就必需在變壓器差動保護投運時進行帶負荷測試。

　　4　變壓器差動保護帶負荷測試內容

　　要排除設計、安裝、整定過程中的疏漏（如線接錯、極性弄反、平衡系數算錯等等），就要收集充足、完備的測試數據。

　　1)．差流（或差壓）。變壓器差動保護是靠各側CT二次電流和——差流——工作的，所以，差流（或差壓）是差動保護帶負荷測試的重要內容。電流平衡補償的差動繼電器（如LCD-4、LFP-972、CST-31A型差動繼電器），用鉗形相位表或通過微機保護液晶顯示屏依次測出A相、B相、C相差流，并記錄；磁平衡補償的差動繼電器（如BCH-1、BCH-2、DCD-5型差動繼電器），用0.5級交流電壓表依次測出A相、B相、C相差壓，并記錄。

　　2)．各側電流的幅值和相位。只憑借差流判斷差動保護正確性是不充分的，因為一些接線或變比的小錯誤，往往不會產生明顯的差流，且差流隨負荷電流變化，負荷小，差流跟著變小，所以，除測試差流外，還要用鉗形相位表在保護屏端子排依次測出變壓器各側A相、B相、C相電流的幅值和相位（相位以一相PT二次電壓做參考），并記錄。此處不推薦通過微機保護液晶顯示屏測量電流幅值和相位。

　　3)．變壓器潮流。通過控制屏上的電流、有功、無功功率表，或者監控顯示器上的電流、有功、無功功率數據，或者調度端的電流、有功、無功功率遙測數據，記錄變壓器各側電流大小，有功、無功功率大小和流向，為CT變比、極性分析奠定基礎。

　　負荷電流要多大呢？當然越大越好，負荷電流越大，各種錯誤在差流中的體現就越明顯，就越容易判斷。然而，實際運行的變壓器，負荷電流受網絡限制，不會很大，但至少應滿足所用測試儀器精度要求，以及差流和負荷電流的可比性。若二次負荷電流只有0.2A而差流有65mA時，判斷差動保護的正確性就相當困難。

　　5　變壓器差動保護帶負荷測試數據分析

　　數據收集完后，便是對數據的分析、判斷。數據分析是帶負荷測試最關鍵的一步，如果馬虎，或對變壓器差動保護原理和實現方式把握不夠，就會讓一個個錯誤溜走，得出錯誤的結論。那么對于測得的數據我們應從哪些方面著手呢？

　　5.1　看電流相序

　　正確接線下，各側電流都是正序：A相超前Ｂ相，B相超前C相，C相超前A相。若與此不符，則有可能：

　　a．在端子箱的二次電流回路相別和一次電流相別不對應，比如端子箱內定義為A相電流回路的電纜芯接在了C相CT上，這種情況在一次設備倒換相別時最容易發生。

　　b．從端子箱到保護屏的電纜芯接反，比如一根電纜芯在端子箱接A相電流回路，在保護屏上卻接B相電流輸入端子，這種情況一般由安裝人員的馬虎造成。

　　5.2　看電流的對稱性

　　每側A相、B相、C相電流幅值基本相等，相位互差120°，即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°。若一相幅值偏差大于10%，則有可能：

　　a．變壓器負荷三相不對稱，一相電流偏大或一相電流偏小。

　　b．變壓器負荷三相對稱，但波動較大，造成測量一相電流幅值時負荷大，而測另一相時負荷小。

　　c．某一相CT變比接錯，比如該相CT二次繞組抽頭接錯。

　　d．某一相電流存在寄生回路，比如某一根電纜芯在剝電纜皮時絕緣損傷，對電纜屏蔽層形成漏電流，造成流入保護屏的電流減小。

　　若某兩相相位偏差大于10%，則有可能：

　　a．變壓器負荷功率因數波動較大，造成測量一相電流相位時功率因數大，而測另一相時功率因數小。

　　b．某一相電流存在寄生回路，造成該相電流相位偏移。

　　5.3　看各側電流幅值，核實CT變比

　　用變壓器各側一次電流除以二次電流，得到實際CT變比，該變比應和整定變比基本一致。如果偏差大于10%，則有可能：

　　a．CT的一次線未按整定變比進行串聯或并聯。

　　b．CT的二次線未按整定變比接在相應的抽頭上。

　　5.4　看兩（或三）側同名相電流相位，檢查差動保護電流回路極性組合的正確性

　　這里要將兩種接線分別對待，一種是將變壓器Y型側CT二次繞組接成△，另一種是變壓器各側CT二次繞組都接成Ｙ型。對于前一種接線，其兩側二次電流相位應相差180°（三圈變壓器，可分別運行兩側，來檢查差動保護電流回路極性組合的正確性），而對于后一種接線，其兩側二次電流相位相差角度與變壓器接線方式有關。比如一臺變壓器為Y-Y-△-11接線，當其高、低壓側運行時，其高壓側二次電流應超前低壓側（11—6）×30°，而當其高、中壓側運行時，其高壓側二次電流和中壓側電流仍相差180°。若兩側同名相電流相位差不滿足上述要求（偏差大于10°），則有可能：