浅析新安装的大型变压器差动保护系统常规调试方法与内容

俞建斌

[摘要]：在新安装的大型变压器差动保护系统后，应用短路法进行系统调试，能有效利用现场临时电源，节约调试设备的投入，因为让变压器进入模拟运行状态，因此能够较全面真实有效地反映差动保护系统的工作情况，使以变压器一次投入运行的成功率大大提高，它将成为今后大型变压器差动保护系统现场调试的主要方式。

[关键词]：阻抗电压；正式电源；三相电流源法；短路法

1、新安装的大型变压器差动保护系统常规调试方法与内容

1.1大型变压器差动保护系统的形式

大型变压器差动保护的基本原理，是利用安装在变压器高低压两侧的电流互感器，监测比较输入输出的电流的相位和大小，当发现电流不平衡时，启动差动继电器给出跳闸信号，保护变压器，形成所谓的纵向差动保护，如（图1）差动保护原理图所示。

变压器差动保护系统有由继电器为主要控制元件组成的继电保护系统，以及由微机运算控制的综合微机保护系统两大类。由于励磁涌流、保护区外故障、高低两侧电流互感器特性不一致和其计算变比与实际变比不同、高低压侧相位差异等因素，都会产生差动系统内的不平衡电流，从而引起系统误动作。为克服这些不利因素的影响，就形成了采用特殊的差动继电器、自耦变流器、或进行相位补偿的接线，或软件校正等不同形式的差动保护系统。

1.2变压器差动保护系统常规调试方法

在变压器安装结束投入运行前，通常利用电流源，从保护系统中电流互感器的二次侧，用不同的接入方法施加电流，对差动保护系统进行模拟各种保护动作调试。在变压器投入运行后，带上一些负荷，对保护系统的调试结果再进行复核性试验。然而由于变压器主回路自身原因，诸如励磁涌流、高低压侧相位差异等因素，造成的不平衡电流大小是多少，影响有多大，在这样的调试中无法真实反映出来。因此不能验证保护系统设计是否合理，而且复核性试验仅能做到定性分析。

1.3变压器差动保护系统常规调试内容

通常新安装的变压器，从差动保护系统的电流互感器二次侧输入电流后，进行最小动作电流、最小制动电流、比例制动系数、二次谐波制动系数和平衡系数的测试与调整，以及进行一些模拟故障动作试验，使其达到设计要求。

2、让变压器进入运行状态调试的探讨

从以上讨论可以发现，常规的变压器差动保护系统现场调试方法，不能比较真实反映变压器在运行条件下保护系统的工作情况，这关键在于变压器高低绕组中没有运行的电流。

2.1用正式电源接入进行调试

用正式电源对变压器差动保护系统进行调试是最直接和有效的。但是，将新安装的变压器直接投入运行状态进行调试，必然对电网运行构成较大的威胁，而且此时往往不能同时获得正式电源，用电设备也还不能同时投入运行，因此用正式电源接入进行调试的方式，是不可取的。

2.2三相电流源法调试

用三相大电流发生器对变压器供电进行调试，是较准确的测试方法，它能够在变压器高低侧一次回路产生一定相位和幅值的电流，从而通过电流互感器产生二次回路的电流，对差动保护系统进行试验与调试。但由于三相大电流发生器价格昂贵、体积庞大，主要用于变压器制造厂的工厂试验，因此不适合安装现场的调试。

2.3短路法调试

所谓短路法调试，就是利用变压器所具有的短路特性（阻抗电压），将变压器的一侧短接，另一側施加电源的方法进行试验。这种方法同样能在变压器高低侧一次回路产生一定相位和幅值的电流，而所施加的电源为有一定容量的施工现场临时电即可，同时这样的调试能够做到定量与定性分析。因此短路法是比较适合安装现场的调试。

3、短路法调试的实施探讨

短路法调试要实施，就要确定短接变压器的哪一侧，从哪里进行短接。根据差动保护的原理，短接点应选择在电流互感器的外侧，这样才能使差动保护系统检测到变压器高低侧的运行电流。而要在变压器的哪一侧进行短接，我们可以从考虑安装现场的情况，以及安全性与经济性来决定。我们知道从变压器的出厂铭牌中可以查到阻抗电压（也称短路电压），其值为在变压器二次侧线圈短路条件下，缓慢升高一次侧电压，使二次侧的短路电流等于其额定电流，这时一次侧所加的电压与其额定电压之比的百分数。阻抗电压百分数其大小也等于变压器短路时的阻抗值与变压器额定电压时的阻抗值之比的百分数。表达式：

显然，高压侧的短路阻抗大大于低压侧的短路阻抗，而在试验电压U、阻抗电压UK相同的条件下，不难看出，在高压侧施加试验电压，短接低压侧，其试验电流比在低压侧施加试验电压，短接高压侧来得小。以SL7-6300/35型变压器为例，其铭牌上容量为6300KVA、高压侧电压35000V、电流103.9A，低压侧电压6300V、电流577.4A，阻抗电压7.5%。当采取高压侧施加380V电压，短接低压侧时，其试验电流I为

4、结语

在建筑安装工程中，对新安装的大型变压器差动保护系统要进行必要的调试。然而此时正式电源和用电设备往往还不能正常投入，所以现场的差动保护系统调试一般采用模拟负荷测试法，不能真实反映变压器运行状态下保护系统的工作情况。如何在安装完成阶段，让变压器处在运行状态下进行保护系统的调试，是值得我们进行探讨。

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