主变压器差动回路试验方法的探讨

张明，杨焕忠

（郑州铁路局洛阳供电段，1.技师；2.工程师，河南　洛阳　471000）

主变压器差动回路试验方法的探讨

张明1，杨焕忠2

（郑州铁路局洛阳供电段，1.技师；2.工程师，河南洛阳471000）

通过对某变电所主变压器微机差动保护动作参数及微机差动保护电流平衡关系的分析，阐述了双绕组变压器微机差动保护原理、差动保护二次交流回路试验方法，为其他新建或大修过的牵引变电所投入运行时进行主变压器微机差动保护二次回路校验提供参考和借鉴。

变压器微机差动保护极性接法二次回路

10.13572/j.cnki.tdyy.2016.04.013

差动保护因其原理简单、保护范围固定、反应灵敏度高、动作迅速准确，极易与其它保护配合等优点，在电力系统中作为设备及线路主保护获得广泛应用，但其性能的实现要以保护接线正确作保证。同理，主变压器差动保护交流回路的接线方式正确，才能确保差动保护装置动作准确和可靠。在新建或大修时主变压器差动保护二次回路，采用合理正确的试验检查方法，是确保差动保护二次交流回路的接线正确的前提和保护可靠动作的关键环节。在工程实际中，通常由于工作人员不熟悉差动保护的动作原理及其变电所在检查试验时漏项及检查试验方法缺乏，极易造成主变差动保护误动。

1　差动保护接线及电流平衡关系

本文以V/V接线变压器差动保护接线（见图1）为例进行分析。

图1　V/V接线变压器差动保护接线图

其中：nT1—变压器高压侧CT变比

A相制动电流

2013年11月18日12：46：06某变电所2#、4#B比率差动保护动作，

差动电流：A相0 A，B相0.1 A，C相0.09 A

制动电流：A相0 A，B相0 A，C相0 A

高压侧电流：A相0 A，B相0.05 A，C相0.05 A

低压侧电流：a相0.01 A，b相0.15 A

根据故障报告显示的电流数据计算：

高压侧电流为0.05 A，低压侧电流为0.15 A，

差动电流应该为：Icd=0.05-0.15*0.33=0 A

制动电流应该为：

Izd=（0.05+0.15*0.33）/2=0.05 A

若流互极性接反，则：

差动电流实际为：Icd=0.05+0.15*0.33=0.1 A

制动电流实际为：Izd=（0.05-0.15*0.33）/2=0 A

通过对差动保护动作参数进行分析，确认为差动保护二次交流回路接线错误。

2　双绕组变压器差动保护原理

用环流法构成的双绕组变压器电流差动保护的原理接线图，如图2所示。变压器的两侧都装设同极性端子相连的电流互感器，其二次绕组按环流原则相串联。差动继电器接在差流回路上。

图2（a）差动保护范围差动保护范围外部故障时差动回路电流；图2（b）单侧电源时，差动保护范围内部故障时差动回路电流；图2（c）双侧电源时，差动保护范围内部故障时差动回路电流

正常运行和外部故障时，如图2（a）所示，变压器两侧都有电流流过，两个电流互感器的变比若选择适当时二次电流Ih和I1，大小相等、方向相同，在臂中环流；而在差流回路中Ih和I1，的方向相反，因而差动继电器中流过的电流为∶

继电器K不会动作。

当变压器内部发生相间短路时，如图2（b）所示，流过电流互感器二次侧的电流大小将不相等，即非电源侧的二次电流很小，而电源侧的二次电流很大。差动回路流入二次短路电流很大，使差动继电器K动作。

当变压器连接双电源时，如图2（c）所示，则两侧电流互感器的二次电流Ih和I1，在差动回路中方向相同，继电器流过的电流为二次电流之和。

3　微机差动保护二次回路检查试验

微机差动保护的二次电流与一次电流同相输入微机保护装置，由微机保护装置进行计算，最后将运算结果与整定值比较，判断保护是否应该动作。通常变电所微机差动保护装置试验后，应对差动交流回路进行检查试验，以确保差动保护交流二次回路接线正确。

3.1极性检查法

3.1.1电流互感器极性的校验电流互感器的一、二次侧都有引出端子，根据减极性原理，用图3所示，使用一组干电池（2×1.5V）和一个万用表（电流mA档）来测定其一、二次侧之间的极性对应关系，干电池正极通过点动开关接一次侧A端，负极接X端，二次侧端子a，x之间接一块万用表（电流毫安档），让高压侧端子上连接的干电池瞬时接通，观察万用表指针的偏向，若指针正偏，则二次侧a端与一次侧A端为同名端；若指针反偏，则x端与一次侧A端为同名端。

图3　电流互感器极性校验接线图

3.1.2微机差动保护装置试验将相应的微机差动保护交流二次回路，在主变保护测控盘内的端子排上的电流互感器端子排处将试验连片打开，通过继电保护测试仪给差动继电器或微机差动保护装置施加符合要求的电流，以差动电流Icd＜制动电流Izd为标准，测试差动保护交流二次回路的接线形式，判断检查差动回路交流二次回路的接线是否正确。其微机差动保护装置极性校验方法是：根据变压器高低压侧匝数比及变压器高低压侧电流互感器变比计算出平衡系数，对微机保护装置输入符合保护装置动作的电流，若微机保护装置的差动电流Icd＜制动电流Izd，则说明微机保护装置的交流二次回路的接线符合设计要求，若微机保护装置的差动电流Icd＞制动电流Izd，则说明微机保护装置交流二次回路的接线不符合设计要求，该方法检查测试差动保护交流二次回路简单，操作方便，但需要将相应的主变保护测控盘内的端子排上的电流互感器端子排处将试验连片打开，检查时易发生漏项，造成检查不彻底。

3.2低电压通电法利用牵引变压器的短路阻抗特性，在高压侧电流互感器靠近电源侧施加380V交流电压，低压母线侧短路接地的方法进行，确定差动保护中的电流互感器的变比、极性及整个差动保护交流二次回路的正确。

3.2.1前提条件校验电流互感器极性，确保差动电流互感器极性正确。

3.2.2试验电源及设备容量的确定试验电源及设备容量可依据以下两式计算：

式中Se、Ue、Ie——分别为被试变压器的额定容量、额定电压、额定电流；

I——试验时施加的电流

S、U——试验电源容量和试验电压

Ud——以百分数表示的短路电压

3.2.3试验检查步骤及标准，按以下6步进行：

1）将三芯电力电缆分别安装在三根接地杆钩头螺栓处。

2）将电力电缆通过接地杆挂在220 kV（110 kV）电流互感器进线侧，同时将电力电缆另一端接入三相电源（按A、B、C相接入）。

3）用不小于6 mm2的铜导线（或试验专用线）将断路器配属电流互感器一次出线端分别接地（接线如图4所示）。

4）合上三相电源开关，合主变压器一次侧断路器101 DL（或102 DL）及主变压器二次侧断路器201 DL、203 DL（或202 DL、204 DL）。

5）查看微机保护装置差动保护采样参数值，本文以天津凯发微机测控装置DK 3530为例，阐述运用此类装置查看有关参数值的方法。进入人机接口窗口：查看保护参数，IA、IB、IC为主变压器一次侧电流值，Ia、Ib为主变压器二次侧电流值，ΦIA、ΦIB、ΦIC为一次侧相角；ΦIa、ΦIb为主变压器二次侧相角；ICDA、ICDB、ICDC为主变压器各相差动电流；IZDA、IZDB、IZDC为主变压器各相制动电流。

6）对采样参数进行判断：如主变压器一次侧B相为公共相时，ΦIA与ΦIa及ΦIC与ΦIb角度相同、若不同可能为流互极性有误，ICDA、ICDB、ICDC显示值小于IZDA、IZDB、IZDC时说明差动保护接线正确，否则接线为错误。

图4　变压器微机差动保护试验接图

4　结束语

主变压器差动回路试验方法具有简捷、准确且安全可靠的特点，在试验时只要确保差动电流Icd＜制动电流Izd，就能判断流入差动保护装置的差流为零，即可确保差动保护交流回路接线方式正确。运用这一方法在西陇海变电所大修时进行差动回路检查，确保了主变差动回路正确无误；对其他新建或大修过的牵引变电所投入运行时进行此项检查或有参考和借鉴意义。

U224.2+2

A

1006-8686（2016）00036-03