主變差動保護(hù)動作的原因及對策分析
2013-04-15 01:20:34黃勝
黃勝
【摘 要】本文分析了主變壓器差動保護(hù)動作跳閘的原因，針對變壓器差動保護(hù)在設(shè)計(jì)、安裝、整定過程中可能出現(xiàn)的各種問題，結(jié)合變壓器差動保護(hù)原理，提出了帶負(fù)荷測試的內(nèi)容及分析、判斷方法。
【關(guān)鍵詞】帶負(fù)荷測試；測試內(nèi)容；測試數(shù)據(jù)分析
0.引言
差動保護(hù)原理簡單、使用電氣量單純、保護(hù)范圍明確、動作不需延時(shí)，一直用于變壓器做主保護(hù)， 其運(yùn)行情況直接關(guān)系到變壓器的安危。下面就針對這些問題做些討論。
1.變壓器差動保護(hù)的簡要原理
差動保護(hù)是利用基爾霍夫電流定理工作的，當(dāng)變壓器正常工作或區(qū)外故障時(shí)，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(dāng)變壓器內(nèi)部故障時(shí)，兩側(cè)（或三側(cè)）向故障點(diǎn)提供短路電流，差動保護(hù)感受到的二次電流和的正比于故障點(diǎn)電流，差動繼電器動作。
2.變壓器差動保護(hù)帶負(fù)荷測試的重要性
變壓器差動保護(hù)原理簡單，但實(shí)現(xiàn)方式復(fù)雜，加上各種差動保護(hù)在實(shí)現(xiàn)方式細(xì)節(jié)上的各不相同，更增加了其在具體使用中的復(fù)雜性，使人為出錯(cuò)機(jī)率增大，正確動作率降低。比如許繼公司的微機(jī)變壓器差動保護(hù)計(jì)算Y-△接線變壓器Y型側(cè)額定二次電流時(shí)不乘以，而南瑞公司的保護(hù)要乘以。這些細(xì)小的差別，設(shè)計(jì)、安裝、整定人員很容易疏忽、混淆，從而造成保護(hù)誤動、拒動。為了防范于未然，就必需在變壓器差動保護(hù)投運(yùn)時(shí)進(jìn)行帶負(fù)荷測試。
3.變壓器差動保護(hù)帶負(fù)荷測試內(nèi)容
要排除設(shè)計(jì)、安裝、整定過程中的疏漏（如線接錯(cuò)、極性弄反、平衡系數(shù)算錯(cuò)等等），就要收集充足、完備的測試數(shù)據(jù)。
3.1差流（或差壓）
變壓器差動保護(hù)是靠各側(cè)CT二次電流和——差流——工作的，所以，差流（或差壓）是差動保護(hù)帶負(fù)荷測試的重要內(nèi)容。電流平衡補(bǔ)償?shù)牟顒永^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(jī)保護(hù)液晶顯示屏依次測出A相、B相、C相差流，并記錄；磁平衡補(bǔ)償?shù)牟顒永^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。
3.2各側(cè)電流的幅值和相位
只憑借差流判斷差動保護(hù)正確性是不充分的，因?yàn)橐恍┙泳€或變比的小錯(cuò)誤，往往不會產(chǎn)生明顯的差流，且差流隨負(fù)荷電流變化，負(fù)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(hù)屏端子排依次測出變壓器各側(cè)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(jī)保護(hù)液晶顯示屏測量電流幅值和相位。
3.3變壓器潮流
通過控制屏上的電流、有功、無功功率表，或者監(jiān)控顯示器上的電流、有功、無功功率數(shù)據(jù)，或者調(diào)度端的電流、有功、無功功率遙測數(shù)據(jù)，記錄變壓器各側(cè)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(chǔ)。
4.變壓器差動保護(hù)帶負(fù)荷測試數(shù)據(jù)分析
數(shù)據(jù)收集完后，便是對數(shù)據(jù)的分析、判斷。數(shù)據(jù)分析是帶負(fù)荷測試最關(guān)鍵的一步，如果馬虎，或?qū)ψ儔浩鞑顒颖Ｗo(hù)原理和實(shí)現(xiàn)方式把握不夠，就會讓一個(gè)個(gè)錯(cuò)誤溜走，得出錯(cuò)誤的結(jié)論。那么對于測得的數(shù)據(jù)我們應(yīng)從哪些方面著手呢？
4.1看電流相序
正確接線下，各側(cè)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(yīng)，比如端子箱內(nèi)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(shè)備倒換相別時(shí)最容易發(fā)生。
b.從端子箱到保護(hù)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(hù)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。
4.2看電流的對稱性
每側(cè)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(fù)荷三相不對稱，一相電流偏大或一相電流偏小。
b.變壓器負(fù)荷三相對稱，但波動較大，造成測量一相電流幅值時(shí)負(fù)荷大，而測另一相時(shí)負(fù)荷小。
c.某一相CT變比接錯(cuò)，比如該相CT二次繞組抽頭接錯(cuò)。
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(shí)絕緣損傷，對電纜屏蔽層形成漏電流，造成流入保護(hù)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(fù)荷功率因數(shù)波動較大，造成測量一相電流相位時(shí)功率因數(shù)大，而測另一相時(shí)功率因數(shù)小。
b.某一相電流存在寄生回路，造成該相電流相位偏移。
4.3看各側(cè)電流幅值，核實(shí)CT變比
用變壓器各側(cè)一次電流除以二次電流，得到實(shí)際CT變比，該變比應(yīng)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(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)。
b.CT的二次線未按整定變比接在相應(yīng)的抽頭上。
4.4看兩（或三）側(cè)同名相電流相位，檢查差動保護(hù)電流回路極性組合的正確性。
4.5看差流（或差壓）大小，檢查整定值的正確性
對勵(lì)磁電流和改變分接頭引起的差流，變壓器差動保護(hù)一般不進(jìn)行補(bǔ)償，而采用帶動作門檻和制動特性來克服，所以，測得的差流（或差壓）不會等于零。那用什么標(biāo)準(zhǔn)來衡量差流（或差壓）合格呢？ 對于差流，我們不妨用變壓器勵(lì)磁電流產(chǎn)生的差流值為標(biāo)準(zhǔn)。比如一臺變壓器的勵(lì)磁電流（空載電流）為1.2%， 基本側(cè)額定二次電流為5A，則由勵(lì)磁電流產(chǎn)生的差流等于1.2%×5=0.06A，0.06A便是我們衡量差流合格的標(biāo)準(zhǔn)。對于差壓，我們引用《新編保護(hù)繼電器校驗(yàn)》中的規(guī)定：差壓不能大于150mv。如果變壓器差流不大于勵(lì)磁電流產(chǎn)生的差流值（或者差壓不大于150mv），則該臺變壓器整定值正確；否則，有可能是：
a.變壓器實(shí)際分接頭位置和計(jì)算分接頭位置不一致。對此，我們有以下證實(shí)方法：根據(jù)實(shí)際分接頭位置對應(yīng)的額定電壓或運(yùn)行變壓器各側(cè)母線電壓，重新計(jì)算變壓器各側(cè)額定二次電流，再由額定二次電流計(jì)算各側(cè)平衡系數(shù)或平衡線圈匝數(shù)，再將計(jì)算出的各側(cè)平衡系數(shù)或平衡線圈匝數(shù)擺放在差動保護(hù)上，再次測量差流（或差壓），如果差流（或差壓）滿足要求，則說明差流（或差壓）偏大是由變壓器實(shí)際分接頭位置和計(jì)算分接頭位置不一致引起，變壓器整定值仍正確，如果差流（或差壓）不滿足要求，則整定值還存在其它問題。
b.變壓器Y型側(cè)額定二次電流算錯(cuò)。由于微機(jī)變壓器差動保護(hù)在“計(jì)算Y型側(cè)額定二次電流乘不乘”問題上沒有統(tǒng)一，所以，整定人員容易將Y型側(cè)額定二次電流算錯(cuò)，從而，造成平衡系數(shù)整定錯(cuò)。
c.平衡系數(shù)算錯(cuò)。計(jì)算平衡系數(shù)時(shí)，通常是先將基本側(cè)平衡系數(shù)整定為1，再用基本側(cè)額定二次電流除以另側(cè)電流得到另側(cè)平衡系數(shù)，如果誤用另側(cè)額定二次電流除以基本側(cè)電流，平衡系數(shù)就會算錯(cuò)。
d.5.1-5.4中列舉的各種因素，都會最終造成差流（或差壓）不滿足要求，但我們只要按照5.1-5.4依次檢查，就會將這些因素一個(gè)個(gè)排除，此處就不再贅述。
5.結(jié)束語
帶負(fù)荷測試對變壓器差動保護(hù)的安全運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，對其我們要有足夠的重視。帶負(fù)荷測試前，要深入了解變壓器差動保護(hù)原理、實(shí)現(xiàn)方式和定值意義，熟悉現(xiàn)場接線；帶負(fù)荷測試中，要按照帶負(fù)荷測試內(nèi)容，認(rèn)真、仔細(xì)、全面收集數(shù)據(jù)；帶負(fù)荷測試后，要對照上述5條分析方法，逐一檢查、逐一判斷。只要切實(shí)做到了這三點(diǎn)，變壓器差動保護(hù)就萬無一失了。
