变压器差动保护带负荷测试数据分析

张丽 陕西科技大学/宁夏职业技术学院 王素娥 陕西科技大学

引言：差动保护原理简单、使用电气量单纯、保护范围明确、动作不需延时，一直用于变压器做主保护， 其运行情况直接关系到变压器的安危。怎样才知道差动保护的运行情况呢？怎样才知道差动保护的整定、接线正确呢？下面我们不妨以一份现场实测数据来展开我们的变压器保护带负荷测试数据分析。

1 主变保护参数

变压器型号：S7-3600/110，变比：110/6.3KV， 接线组别：Yn-d11，容量：3600KVA，In1=16.9A，In2=329.9A。110KV侧（101）：PT变比110000/100V，CT变比50/5，平衡系数为0.68；6KV Δ侧（601）：PT变比6000/100V， CT变比400/5，平衡系数为1（该侧为基本侧）。

1.1 主变差动保护电流电压回路接线端子定义为：

电流回路编号 端子排号 电流定义A411 D1 110KV侧（101）电流B411 D2 C411 D3 N411 D4 A461 D5 6KV Δ侧（601）电流B461 D6 C461 D7电压回路编号 端子排号 电压定义A610 D1 110KV侧（101）电压B461 D2 C610 D3 A630I D4 6KV Δ侧（601）电压B630I D5 C630I D6 N630I D7

2 带负荷测试数据

用钳形相位表在主变保护屏后端子排测取110KV和6KV电流互感器二次侧的电流，用多功能伏安测试仪在主变保护屏后端子测取110KV和6KV互感器二次侧的电压。6KV母电压UAN（A630）=UBN（B630）= UCN（C630）=59V，通过多功能伏安测试仪观察相量图并记录测试数值。如下表：

潮流情况110KV母线通过主变向6KV I段、II段母线送有功和无功。I段、II段母线负荷相差不大，功率因数基本相等，为0.97。保护类别 开关 电流编号端子排号 电流幅值 电流相位 备注差动 101侧 A411 D1 0.70A 310°B411 D2 0.80A 330°C411 D3 1.50A 153°AN411 D4 1.6A BN411 D5 1.7A CN411 D6 1.0A差动 601侧 A461 D7 1.56A 68°B461 D8 1.56A 310°C461 D9 1.56A 189°电压类别 电压类别 电压幅值 电压相位 备注110KV母线 A610 59V 260°B610 59V 140°C610 59V 20°6KV I段母线 A630I 59V 260°B630I 59V 140°C630I 59V 20°N630I

3 带负荷测试数据分析

通过观察测试数据就可以发现肯定有问题，问题出在哪儿呢？我们得冷静下来按步骤一个个挨着找，挨着分析。

3.1 找问题

首先，我们看看其对称性。主变两侧三相电压的幅值基本相等，相位互差120°，在对称性上，数据不存在问题。但主变侧三相电流的幅值相差很大不相等，且相位互差也不相等。

其次，我们看看其相序。从测试数据表格中，我们可以发现差动601侧电流（基准电压向量超前B相电流比超前C相多120°，说明B相滞后于C相120°）是负序，相序存在问题。

再次，看三侧同名相电流相位。从测试数据表格中，我们看到差动601侧（负荷侧）三个同名相电流相位大概处于相反方向，说明三侧差动CT极性组合不存在问题。我们再看差动101侧（电源侧）三个同名相电流相位可以发现它们并不是处于相反方向，说明三侧差动CT极性组合存在问题。

最后，我们看看差流，其三相幅值都在1.2A左右，相比低压侧1.56A的负荷电流，这显然太大，区外故障差动肯定误动。

3.2 分析原因

3.2.1 针对主变侧三相电流的幅值相差很大不相等，且相位互差也不相等问题：

电力系统中变压器常采用Y，d11接线方式，因此，变压器两侧电流的相位差为30°，如下图所示，Y侧电流滞后△侧电流30°，若两侧的电流互感器采用相同的接线方式，则两侧对应相的二次电流也相差30°左右，从而产生很大的不平衡电流。

为减小变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流采用相位补偿。其相位补偿的方法是将变压器星形侧的电流互感器接成三角形，将变压器三角形侧的电流互感器接成星形，以补偿30°的相位差。图中为星形侧的一次电流，采用相位补偿接线后，变压器星形侧电流互感器二次回路侧差动臂中的电流刚好与三角形侧电流互感器二次回路中的电流同相位，如图所示。这样，差回路中两侧的电流的相位相同。

原理接线图

差动回路电流向量图

但是实际现场结线图如下：

主变一次侧Δ型互感器结线错误。

3.2.2 三侧同名相相位和601在主变Δ侧在主变 Y侧一次接线不吻合问题：理论上，主变101侧和601侧那两侧差动同名相电流就应该相差约180°，同名相电压就应该同相位；将601电流互感器二次侧B461和C461调换相序 。

3.3 看效果

3.3.1 按正确的结线方式结线后，再次进行测试试验。

潮流情况110KV母线通过主变向6KV I段、II段母线送有功和无功。I段、II段母线负荷相差不大，功率因数基本相等，为0.96。保护类别 开关 电流编号端子排号 电流幅值 电流相位 备注差动 101侧 A411 D1 1.39A 249°B411 D2 1.39A 10°C411 D3 1.39A 130°AN411 D4 0.16A BN411 D5 0.16A CN411 D6 0.16A差动 601侧 A461 D7 1.56A 68°

B461 D8 1.56A 189°C461 D9 1.56A 310°电压类别 电压编号 电压幅值 电压相位 备注110KV母线 A610 59V 252°B610 59V 12°C610 59V 132°6KV I段母线 A630I 59V 69°B630I 59V 189°C630I 59V 309°N630I

4 结束语

在改接线前，要对回路做到心中有数，首先要正确画出接线图，然后按图接线。改接线后应当细心检查，认真试验。对试验和检查项目应该按规程要求，除要测向量绘出向量图外，还应测量主变压器的差压或差流。在微机保护和电磁保护共存的情况下，工作时尤其要注意两者之间存在的外部接线区别。