带负荷试验

2024-10-28

带负荷试验（共7篇）

带负荷试验篇1

1 事件起因

“菲特”台风过境后, 将某变电所10k V一、二次设备淹没, 供电公司想尽办法将该所的负荷转出, 但是还有几条线的负荷始终不能满足用电需求, 本着优质服务的原则, 供电公司决定将1座110k V移动变的设备包括主变保护及10k V出线开关柜移至该变电所, 35k V进线及主变仍沿用该变电所的老设备, 以便尽早送电。

2 转移负荷后的保护试验数据

一、二次接线完成后, 输入保护定值, 装置报“平衡系数错”。该主变差动保护采用南瑞继保公司RCS-9671C型的产品, 装置通过变压器容量、各侧额定电压和各侧TA变比及接线方式的整定, 装置自动进行各侧平衡系数的计算, 通过软件进行Y→Δ变换及平衡系数调整。平衡系数的内部算法如下 (以变压器接线方式Kmode=1为例) 。

由以上参数可知Kph4为4.5465明显大于4, 所以输入后装置立马报“平衡系数错”, 这说明平衡系数太大, 厂家建议最好改变TA变比以满足要求, 这样更能保证差动保护的性能。考虑到10.5k V侧TA没有备用TA可以换, 客户投诉多, 负荷压力大, 所以就联系南瑞厂家, 希望厂家进行处理。厂家积极配合, 连夜寄来芯片, 换上厂家处理后芯片后, 保护运行正常, 经调试, 保护出口也一切正常。

所有保护调试完成后, TS移动变进入投运阶段, 主变差动带负荷试验数据如表1所示, 表1中:IA、IB、IC为高压侧电流, Ia、Ib、Ic为低压侧, 电压Ua、Ub、Uc为10.5k V二次侧电压。

3 数据异常的分析及处理

由表1数据分析, 不得不让人担心, 是不是保护运行不正常了, 联系厂家, 厂家说虽换了芯片, 但毕竟10.5k V侧TA变比太大, 他们心中也没有数。短接装置的外回路, 加入刚才带负荷的试验数据, 采样值及差流跟试验数据一致, 再次说明了保护装置一切正常, 不是因为芯片原因导致的, TA极性接错, 不可能出现那个差流。于是在35k V压变与10.5k V压变进行核相, 试验数据如表2所示, 表2中:UA、UB、UC为35k V二次侧电压, Ua、Ub、Uc为10.5k V二次侧电压。

结合两者数据分析可知, 变压器的接线组别是Y/Δ-1, 将变压器接线方式Kmode改为04后, 保护差流显示为0.01Ie, 这是什么原因造成的呢?

停电后, 2#主变改为主变检修状态, 检查发现35k V系统A、B、C接至变压器高压侧端的C、B、A, 变压器低压侧c、b、a接至10.5k V母排的A、B、C, 如图1所示。

现场检查废弃后1#主变35k V差动保护的电流接线, 因为原本是电磁型保护DCH-2, 35k V电流采用三角接线, 电流引出端子A411从C1S1引出, B411从A1S1引出, C411从B1S1引出, 再次验证了以前现场1#主变接线组别接成了Y/Δ-1。

考虑到变电所2台主变一直为Y/Δ-1接线, 改换一次接线10.5k V电缆引线有一定的难度, 用户用电迫切, 老的主变容量也很小, 考虑到等另一个变电所改造完成后, 负荷就可以转出去了, 这只是一个暂时过程, 所以就不在一次设备上进行调整, 而是直接将保护接线方式Kmode改为04, 投运后带负荷试验数据一切正常。

4 结束语

微机差动保护是变压器内部故障的主保护, 带负荷测试是变压器保护安全可靠运行的最后一道关, 因此带负荷测试对新投运的变压器相当重要, 不仅在于数据收集过程, 更在于数据分析。只有方法得当、分析彻底, 才能将其隐藏的一个个问题揪出来, 还变压器一个安全可靠的“保护神”。

继电保护带负荷检查的应用篇2

继电保护正确动作、迅速可靠地隔离故障, 对防止事故扩大而造成的大面积、长时间的停电, 保证电力系统安全、稳定运行尤为重要。目前, 我国继电保护不正确动作率在2%左右, 其中因电流、电压回路接线错误而引起的占了很高的比例。事实证明, 做好带负荷检验工作是防止继电保护误动、拒动事故的关键环节。近年来随着微机保护的普及, 电力的迅速发展, 一条线路的二次电流、电压回路所涉及的装置比较多, 传统的带负荷检查方法比较复杂, 若还用传统的带负荷检查方法进行检查, 将耗费大量的时间, 保护退出运行的时间将很长, 对电网的安全稳定运行不利。因此, 如何快速、准确的完成继电保护的带负荷检查, 提高继电保护人员带负荷检查的水平, 是亟需解决的问题。

2 检验的方法

2.1 检验目的

对新安装或设备回路经过较大变动的装置, 在投入运行以前, 必须用一次电流和工作电压加以检验, 目的是:

1) 对接入电流、电压的相互相位、极性有严格要求的装置 (如带方向的电流保护、距离保护等) , 判定其相别、相位关系以及所保护的方向是否正确。

2) 判定电流差动保护 (母线、发电机、变压器的差动保护、线路纵差保护及横差保护等) 接到保护回路中的各组电流的相对极性关系及变比是否正确。

3) 判定利用相序滤过器构成的保护所接入的电流 (电压) 的相序是否正确, 滤过器的调整是否合适。

4) 判定每组电流互感器的接线是否正确, 回路连线是否牢靠。定期检验时, 如果设备回路没有变动 (未更换一次设备电缆、辅助变流器等) , 只需用简单的方法判明曾被拆动的二次回路接线确实恢复正常 (如对差动保护测量其差电流, 用电压表测量继电器电压端子上的电压等) 即可。

2.2 检验项目

1) 测量电压、电流的相位关系。

2) 利用一次电流与工作电压向保护装置中的相应元件通入模拟的故障量或改变被检查元件的试验接线方式, 以判明保护装置接线的正确性。由于整组试验中已判明同一回路中各保护元件间的相位关系是正确的, 因此该项检验在同一回路中只须选取其中一个元件进行检验即可。

3) 测量电流差动保护各组电流互感器的相位及差动回路中的差电流 (或电压) , 以判明差动回路接线的正确性及电流变比补偿回路的正确性。

4) 相序滤过器不平衡输出。

5) 对高频相差保护、导引线保护及单相自动重合闸, 须进行所在线路两侧电流电压相别、相位一致性的检验。

6) 对导引线保护, 须以一次负荷电流判定导引线极性连接的正确性。

2.3 带负荷检查步骤

1) 确定TA的每一个绕组所接的装置, 必须每个装置都要检查到位。

2) 确定功率的送、受情况 (有功、无功的数值及方向, 可通过运行人员或调度部门了解) 和TA、TV的变比。

3) 任选一相电压为相位表基准电压, 一般选A相电压为基准电压。

4) 测量电流幅值、相位、相序, 电压幅值、相位、相序。

5) 记录屏表显示的电流幅值、相位、相序, 电压幅值、相位、相序并和相位表测试的数据对比, 如测试数据与屏表显示数据不一致要查明原因。

2.4 分析测量数据

2.4.1 核实TA变比

用各相一次电流除以二次电流得到TA变比, 该变比应和实际的变比一致, 如果偏差大于10%, 则可能有以下原因:

1) 电流回路有分流;如电缆芯绝缘层损坏有漏电流, 造成流入装置的电流减小。

2) 电流端子没有紧固。

2.4.2 检查相序及对称性

正确接线情况下, 三相电流应是正相序:A相超前B相120°, B相超前C相120°, C相超前A相120°。若与此不符, 则可能是以下原因:

1) 端子箱到保护屏的电缆芯接反, 如端子箱的A相接到了保护屏的B相上。

2) 端子箱的二次回路相别与一次电流相别不符, 如端子箱内的A相电流回路接到了C相TA上。

以上两种情况一般是在由于回路编号核对时出错引起。以上两种情况一般在端子箱处改正。

2.4.3 判定相位的正确性

传统的带负荷检查方法是用所测的三相电流、电压的数值画出六角图进行分析, 但是对于我们带负荷检查第一步所确定的需要检查的装置很多, 如果每一套装置都画一个六角图进行分析, 将花费很多时间。根据三相电流的对称性, 只要判定一相电流、电压之间的相位是正确的就可判定其余两相也是正确的, 这样可大大节省带负荷检查的时间, 缩短因带负荷检查保护退出的时间, 提高电网安全稳定性。其理论基础知识如下:

规定系统的潮流方向由母线流向线路为正方向

1) 有功功率:P= UI cosφ

2) 无功功率:Q= UI sinφ

φ为电压超前电流的角度。

可得出以下结论:

当电压超前电流-90°<φ< 90°时有功P为正;

当电压超前电流90°<φ<270°时有功P为负;

当电压超前电流0°<φ< 180°时无功Q为正;

当电压超前电流180°<φ<360°时无功, Q为负。

根据以上结论在判定对称三相电流、电压之间的相位正确性时, 只要一相功率的送、受情况与实际功率的送、受情况相一致就可判定电流、电压之间的相位是正确的。

3 结束语

1) 带负荷检查的结果, 必须根据当时的负荷情况加以分析, 若检查结果与预期不一致, 则应认真仔细分析原因, 不可随意更改二次回路;

2) 对于变压器差动保护电流回路, 应先核实所规定的正方向是指向变压器还是指向线路, 若只更改一侧的电流回路, 则正方向因与其他侧相同。检查完后还因看看微机保护装置的差流值;

3) 对于公共断路器电流回路, 可能涉及到两条线路或两台变压器, 在检查前要核实每组电流的极性方向。

摘要：介绍了继电保护带负荷检查的方法, 结合微机保护的特点研究实现了一种快速、准确继电保护带负荷检查的方法, 提出的方法能快速的对线路、主变等继电保护设备进行带负荷检查。

关键词：带负荷检查,潮流,方向

参考文献

[1]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护规程汇编 (第二版) [M].中国电力出版社, 2000.

[2]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护实用技术问答 (第二版) [M].中国电力出版社, 2000.

变压器差动保护带负荷测试篇3

一、造成变压器差动保护不正确动作的原因分析

分析变压器差动不正确动作的原因,跟现场运行有关的主要有以下两点。

(一)电流互感器二次端子极性接反或二次回路接线错误。少数继电保护工作人员专业素质较差,不能严格按照正确的设计图纸施工,差动保护二次电流回路端子极性的选择未与一次设备相协调,执行调试规定时马马虎虎,在新安装或二次回路有改动时,造成差动二次电流回路的错误接线。

(二)尽管各型主变差动保护在原理上大同小异,但在具体细节上却又各个不同。如:相位调整方式(软件内部调整还是通过电流互感器外部调整)的选择、各侧不平衡系数的计算方法等,增加了其在回路接线和整定计算的复杂性,增大了人为因素特别是整定计算错误造成保护误动的可能性。

二、主变差动保护带负荷测试的主要内容

借助于带负荷测试,通过对以下数据的收集、整理,可以很好地发现施工、设计、计算等过程当中问题的存在。

(一)差流(或差压)。

(二)各侧电流的幅值和相位。同时,差动保护二次电流回路中N线的电流幅值的测量也至关重要。

(三)变压器的实际负载电流。通过本站被测试设备上级电源侧间隔的表计,或者监控后台机上的数据,或者调度端的遥测数据,结合当前电网运行方式,计算并记录变压器各侧实际电流大小和流向,作为电流互感器变比、极性分析的依据。

(四)差动保护用电流互感器备用次级完整性的测量。电流互感器各线圈之间是相互影响的,任何一个线圈的开路都将影响电流互感器的运行工况,使电流互感器出现饱和等情况,从而引起差动保护的不正确动作。因此,在带负荷测试过程中,不光测试差动保护本身的二次电流回路,同时还得对差动保护用电流互感器其他线圈二次回路(特别是备用回路)进行测量,以检查各线圈回路的完整性。当然对这部分的测量仅须测试数据,确认不存在开路或过载运行等情况,无须太多的分析。

三、主变差动保护带负荷测试后数据的分析

收集整理完测试数据,还需对各组数据进行认真的分析。数据分析是差动保护测试至关重要的一步,如若不能准确掌握保护原理而对数据不能准确理解,再正确的数据也只能得出错误的结论,整个测试工作将功亏一篑。具体而言,对测得的数据进行分析,主要包括以下环节。

(一)检查电流相序。在一次、二次接线都正确的情况下,主变同一侧三相电流都应是正序:A相超前B相120°,B相超前C相120°,C相超前A相120°。

(二)检查三相电流的平衡性。由于主变三相负载是基本平衡分布的(特别是带电容器等负载测试时),所以主变各侧三相电流幅值应基本相等。

(三)通过获得的主变负载一次电流和流入保护二次电流值,核实电流互感器变比。用主变各侧一次负载电流除以二次电流,得到各侧实际电流互感器变比,该变比应和整定变比基本一致。

(四)通过测量各侧同名相电流相位差,检查差动保护二次电流回路极性组合的正确性。将变压器Y型侧CT二次绕组接成△形(微机保护已较少采用)的,其两侧同名相二次电流相位应相差180°。变压器各侧CT二次绕组都接成Y型,其两侧二次电流相位相差角度与变压器接线方式有关,如:Y△11接线的变压器,其两侧二次电流相位应相差150°。对于三圈变等使用的多侧差动,可分别同时只运行其中两侧,来检查差动保护电流回路极性组合的正确性。

(五)检查单侧电流相位的正确性。目前,许多变压器保护尤其是高电压等级变压器保护差动保护电流回路与后备保护电流回路是合二为一的,二次电流回路的极性设置不光要满足差动保护的各侧极性组合的要求,对于带有方向元件的后备保护,二次电流回路的极性设置必须同时满足方向元件的极性要求。测试时必须根据变压器实际潮流进行验证,以使得二次电流回路的极性设置符合定值要求。

(六)看差动保护二次电流回路N线的电流幅值。正常带负荷情况下,由于负荷电流三相基本平衡,故流过N线的电流很小,即使N线未接好,对整个差动电流回路也没有明显影响,因此仅从三相电流值的测试数据往往无法检测到N线回路是否完整。专业人员往往忽略对该回路电流的测试。而如果N线未正确接线或未接通,对差动保护的安全运行又是至关重要的。当差动保护区外发生接地故障时,变压器中性点将流过零序电流,该零序电流也将传变到相应的差动保护二次电流回路,而零序电流须经N线形成回路,N线未正确接线或未接通,则相当于零序电流回路造成了开路,会引起CT的严重饱和,造成差动保护的误动作。一般来说,尽管N线的电流很小,但一般也有几个毫安,目前常用测试仪器还是能够测得,我们也无须对其强求精度,有数据测出即表明该回路是完善的,反之,如测试数据为零,则必须检查该回路是否有开路现象了。

(七)看差流(或差压)大小,检查整定值的正确性。差流生产的原因,主要是受到来自于变压器激磁电流的影响,例如一台变压器的激磁电流(空载电流)为1.5%,基本侧额定二次电流为1A,则由激磁电流产生的差流等于1.5%×1=0.015A;另外还有电流互感器变比误差,保护装置误差的影响。一般来说,对于微机型差动保护,要求在整定分接头状态下各相差流应不大于实际负荷电流的5%,三相差流之间差别不宜超过20m A。对于差压,主要出现于非微机型保护中,按照相关规程:正常运行差压不应大于150mv。变压器上的差流如若小于上述数值,则可将该台变压器的整定值看作是正确的。

(八)对于微机保护,还应通过检查保护装置各单元电压、电流的幅值相位,并与实际测试数据相一致。如保护装置显示电压电流的幅值、相位与实际测得的数据不一致,则有可能是端子排到保护装置的屏内接线连接的错误,必须加以查找改正,以保证保护内部回路的正确无误。

带负荷试验篇4

本标准中定义的额定值应当适用于成套传动模块 (CDM) , 包括诸如GB/T 12668.1和GB/T 12668.2中定义的导体、开关、电抗器和变压器等部件。半导体 (包括冷却装置) 的热时间常数要比变流变压器和传动电动机的热时间常数小得多, 在各种类型调速传动系统的正常负载工作制中, 出现的高短时峰值电流对半导体变流器本身的影响要大于对变流变压器和电动机的影响。短时峰值电流往往会使半导体中的温升比变压器和电动机中的温升更快, 而且相对而言更高。在某些情况下, 其它的部件如电动机绕组, 可能具有同样短的时间常数。

本标准定义的负载工作周期用来确定超过基本电流时或者在重复性负载工作制情况下超过均方根电流时的短时过载能力, 被简化用来仅仅说明短时过载能力。实际工作周期的均方根电流值不能超过较长时间常数部件 (例如变压器和电动机) 额定值的100%。

制造商对半导体器件规定的最大结温是临界温度, 超过该温度就可能会发生失控、故障或品质降低。结温不能直接测量, 但可以针对任何负载电流—时间曲线图计算出来。如果用户能够规定出负载电流—时间曲线图, 那么制造商就可以计算出半导体的结温, 以保证不超过最大的允许结温。

负载电流—时间曲线图可以用作额定值的基础。在本标准中对两种应用类别加以考虑, 一种应用类别是在变流器负载条件下, 在所有叠加的负载之间达到平衡温度条件, 另一种应用类别是在周期性可变负载条件下, 在循环周期内未达到热平衡、但在若干循环周期内平均可能达到热平衡。

第1种应用类别由下列负载工作制类型定义:

1) 均匀负载工作制 (见图1) ;

2) 间歇峰值负载工作制 (见图2) ;

3) 间歇负载工作制 (见图3) ;

4) 有空载时间间隔的间歇负载工作制 (见图4) 。

第2种应用类别由下列负载工作制类型定义:

1) 重复性负载工作制 (见图5) ;

2) 非重复性负载工作制 (见图6) 。

为了避免混淆, 必须仔细区分部分额定值和设备额定值。除额定连续输出电流IaN外, 所有额定值仅适用于包括诸如导体、开关、电抗器和变压器等部件在内的半导体变流器部分。某些部件可能为一个以上部分所共有, 而且对于这样的部件应当分别规定出额定值。当额定值的基础是与设备 (系统) 有关而不是与部件有关时, 这种情况没有任何影响。

额定电流适用于变流器设备, 并且用作适用于变流器部分的所有额定值的单位值基础。

2 半导体组件和设备额定电流—时间值的确定

2.1 一般要求

对于所有的变流器, 不管带不带变压器, 都应当选定下列6种负载工作制中的一种来规定额定值:

1) 均匀负载工作制;

2) 间歇峰值负载工作制;

3) 间歇负载工作制;

4) 有空载时间间隔的间歇负载工作制;

5) 重复性负载工作制;

6) 非重复性负载工作制。

所有的电流额定值都应当是针对一个规定的负载工作制给定。如果将一个半导体组件或设备设计成能可供不同类型的负载工作制使用, 则应当规定单独的电流—时间值。

这些额定值也适用于作为成套系统用于某一规定用途的设备, 而不适用于该系统的任何特定组成部分。

2.2 负载工作制类型的确定

对于调速传动应用而言, 负载电流—时间曲线图常常是很复杂的, 而且在电流幅值、持续时间和重复频率方面也都各不相同。但是, 对负载电流—时间曲线图的分析研究通常能确定出最适合于用作额定电流基础的负载工作制类型。

如果负载工作制改变, 则应当检查这种改变对系统所有组成部分的影响。还可能需要对控制和保护元件进行调整。

3 电流额定值

3.1 一般要求

所有电流额定值均适用于规定环境条件 (最大温度、海拔高度) 下的整个规定调速范围。

3.2 均匀负载工作制的额定电流 (见图1)

对于这种情况而言, 其基本负载电流值通常被规定为额定连续输出电流。其它基本值须由供应商和用户协商确定。

3.3 间歇峰值负载工作制的额定电流 (见图2)

在这种情况下, 额定电流不适用。间歇峰值负载工作制的电流额定值须由供应商和用户协商确定。制造商应当规定出峰值电流持续时间 (tp) 和幅值 (Ip) , 以及在可以重新施加峰值电流之前的最小空载时间 (to) 。

3.4 间歇负载工作制的额定电流 (见图3)

在这种情况下, 基本负载电流通常被规定为额定电流 (Ib =IaN) 。间歇负载工作制的电流额定值须由供应商和用户协商确定。

制造商应当规定出峰值电流持续时间 (tp) 和幅值 (Ip) 、基本负载电流 (Ib) 和在可以重新施加峰值电流之前以基本负载工作的最小时间 (tb) 。在选择半导体时必须保证在其最长持续时间 (tp) 内在峰值电流 (Ip) 时不超过其最大允许结温。

3.5有空载时间间隔的间歇负载工作制的额定电流 (见图4)

对于这种情况而言, 其基本负载电流通常被规定为额定电流 (Ib =IaN) 。间歇负载工作制的电流额定值须由供应商和用户协商确定。

制造商应当规定出峰值电流的持续时间 (tp) 和幅值 (Ip) 、基本负载电流 (Ib) 和以基本负载工作的最小时间 (tb) 以及在可以重新施加峰值电流之前的最小空载周期 (to) 。在选择半导体时, 必须保证在其最长持续时间 (tp) 内在峰值电流 (Ip) 时不超过其最大允许结温。

3.6 重复性负载工作制的额定电流 (见图5)

按负载工作制循环周期估算的负载电流均方根值Is, 应当不超过变流器的额定电流IaN。变流器的额定电流IaN通常相当于由变流器设备供电的一台或多台电动机的额定连续电流。

额定电流涉及变流器设备。在双变流器的情况下, 额定电流可能在很大程度上超过两部分中任何一部分的均方根电流额定值。

3.7 非重复性负载工作制的额定电流 (图6)

这种负载工作值的额定电流通常被规定为基本负载Ib。非重复性负载的额定值须由供应商和用户协商确定。

制造商应当用不同峰值负载持续时间tp值时的一组曲线 (Ip, Ib) 规定出非重复性电流额定值。通常可以为其他类型的负载工作制定义出一种等效非重复性负载工作制。这种额定值经常用作制定负载工作制类别的基础, 或者用作变流器设备负载工作制能力试验的基础。

3.8 过载能力和冲击电流能力

半导体变流器单元应能够耐受使其保护设备可预期动作所需幅值和持续时间的过载和冲击电流。保护器件应当允许变流器承受其规定额定值范围内的任何负载。

浅谈变压器差动保护带负荷测试篇5

变压器的差动保护, 关系到变压器的安全运行, 大多用于变压器做主保护。差动保护使用电气量单纯、原理简单、保护范围明确、动作不需延时。用负荷电流检验, 可以查明差动保护的运行情况, 可以知道差动保护的整定、接线是否正确, 本文展开讨论检验时需要哪些测量数据, 怎样对数据进行分析判断。

1 差动保护动作原理

差动继电器动作的工作原理依据, 是基尔霍夫电流定理。当变压器工作正常, 或区外故障时, 的流入电流和流出电流相等, 参照为理想变压器, 此时差动继电器不动作。当变压器内部出现故障, 产生短路电流时, 差动保护接收到的二次电流和与故障点电流, 发生正比关系时, 变压器进入保护状态 (差动继电器动作) 。

2 差动保护带负荷测试的重要性

由于各种差动保护的具体实现方式不尽相同, 因此, 变压器差动保护原理虽然简单, 但实现方式比较复杂, 这就增加了使用中的操作难度, 增大了人为出错机率, 使得正确动作率降低。不同品牌产品之间存在的细小差别, 在工程设计、安装、整定中, 操作人员很容易疏忽、混淆, 因为工作失误而造成保护误动或保护拒动。为了避免造成损失, 必需进行带负荷测试之后, 再让变压器差动保护投入工作运行。

3 变压器差动保护带负荷测试内容

对线接、极性、平衡系数测算等进行检查、复核, 收集充足、完备的测试数据, 排除设计、安装、整定过程中的疏漏。

3.1 测量相间差压 (或差流) 。

差动保护, 是依据各侧CT二次电流和与差流间比值进行工作的, 差流 (或差压) 是差动保护带负荷测试的重要内容。磁平衡补偿型差动继电器, 可用0.5级交流电压表分别测量和记录A相、B相、C相差压;电流平衡补偿型差动继电器, 可用钳形相位表分别测量和记录A相、B相、C相差流。

3.2 测量各侧电流的幅值和相位。

单纯依据差流参数判断差动保护动作是否正确, 是不充分的, 因为差流随负荷电流变化成正比, 有些接线或变比的较小错误, 有时不会产生明显的差流;在负荷较小的情况下, 也不会产生明显的差流, 所以测试差流后, 还要用钳形相位表在保护屏端子排处, 分别测量和记录变压器各侧A相、B相、C相电流的幅值和相位。

3.3 测量变压器潮流。

通过控制屏监、控制显示器或者调度端上显示的电流、有功、无功功率数据表, 记录参数大小和流向, 作为CT变比、极性分析的参数基础。测量变压器潮流时, 负荷电流越大, 各种错误在差流中的数据体现就越明显, 也越容易判断。在变压器的实际运行中, 由于网络限制负荷电流不会很大, 但应满足测试仪器精度要求, 以及差流和负荷电流的可比性。否则, 差动保护的准确性就难以判断。

4 变压器差动保护带负荷测试数据分析

对收集的测试数据进行分析、判断。精通变压器差动保护原理, 熟练掌握变压器差动保护实现方式, 是带负荷测试的关键, 二者缺一不可, 否则, 或有错误不得发现, 或得出结论错误。数据分析应按以下方法进行。

4.1 检查电流相序

接线正确时, 各侧电流都是正序:A相在B相前, B相在C相前, C相在A相前。否则可能是:在一次设备倒换相别时最容易发生的情况是, 在端子箱的二次电流回路相别和一次电流相别不对应;由于安装人员的马虎可能发生的情况是, 从端子箱到保护屏的电缆芯接反。

4.2 检查电流的对称性

4.2.1 每侧A相、B相、C相电流幅值基本相等, 相位差120°。

若一相幅值偏差大于12°, 则有可能:a.三相负荷不对称, 一相电流偏大或偏小。b.三相负荷对称, 但波动较大, 造成一相负荷大, 一相负荷小。c.CT变比接错, 比如二次绕组抽头接错。d.存在寄生回路, 比如在剥电缆皮时绝缘损伤, 对电缆屏蔽层形成漏电流, 造成流入保护屏的电流减小。

4.2.2 若某两相相位偏差大于12°, 则有可能:

a.负荷功率因数波动较大, 造成一相功率因数大, 另一相功率因数小。b.存在寄生回路, 造成该相电流相位偏移。

4.3 检查各侧电流幅值, 核实CT变比, 该变比应和整定变比基本一致。如果偏差大于10%, 则有可能:

4.3.1 CT的一次线未按整定变比进行串联或并联。

4.3.2 CT的二次线未按整定变比接在相应的抽头上。

4.4 检查两 (或三) 侧同名相电流相位, 查看差动保护电流回

路极性组合的正确性一种是将变压器Y型侧CT二次绕组接成△, 另一种是变压器各侧CT二次绕组都接成Y型。对于前一种接线, 其两侧二次电流相位应相差180°, 而对于后一种接线, 其两侧二次电流相位相差角度与变压器接线方式有关。比如一台变压器为Y-Y-△-11接线, 当其高、低压侧运行时, 其高压侧二次电流应超前低压侧 (11—6) ×30°, 而当其高、中压侧运行时, 其高压侧二次电流和中压侧电流仍相差180°。若两侧同名相电流相位差不满足上述要求, 则有可能:

4.4.1 将CT二次绕组组合成△时, 极性弄错或相别弄错, 比

如Y-Y-△-11变压器在组合Y型侧CT二次绕组时, 组合后的A相电流应在A相CT极性端和B相CT非极性端的连接点上引出, 而不能在A相CT极性端和C相CT非极性端的连接点上引出。

4.4.2 一侧CT二次绕组极性接反

在安装CT时, 由于某种原因其一次极性未能按图纸摆放时, 二次极性要做相应颠倒, 否则就会发生这种情况。

4.5 检查差流 (或差压) 大小, 查看整定值的正确性

对励磁电流和改变分接头引起的差流, 变压器差动保护一般不进行补偿, 而采用带动作门槛和制动特性来克服, 所以, 测得的差流 (或差压) 不会等于零。对于差流, 我们不妨用变压器励磁电流产生的差流值为标准。比如一台变压器的励磁电流 (空载电流) 为1.2%, 基本侧额定二次电流为5A, 则由励磁电流产生的差流等于1.2%×5=0.06A, 0.06A便是我们衡量差流合格的标准。对于差压, 《新编保护继电器校验》中规定:差压不能大于150mv。否则, 有可能是:

4.5.1 变压器实际分接头位置和计算分接头位置不一致。

根据实际分接头位置对应的额定电压或运行变压器各侧母线电压, 重新计算变压器各侧额定二次电流, 再由额定二次电流计算各侧平衡系数或平衡线圈匝数, 再将计算出的各侧平衡系数或平衡线圈匝数摆放在差动保护上, 再次测量差流 (或差压) , 如果差流 (或差压) 满足要求, 则说明差流 (或差压) 偏大是由变压器实际分接头位置和计算分接头位置不一致引起, 变压器整定值仍正确, 如果差流 (或差压) 不满足要求, 则整定值还存在其它问题。

4.5.2 变压器Y型侧额定二次电流算错, 造成平衡系数整定错。

4.5.3 平衡系数算错。

通常是先将基本侧平衡系数整定为1, 再用基本侧额定二次电流除以另侧电流得到另侧平衡系数, 如果误用另侧额定二次电流除以基本侧电流, 平衡系数就会算错。

浅谈变压器差动保护带负荷测试篇6

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?唯有用负荷电流检验。但检验时要测哪些量?测得的数据又怎样分析、判断呢?下面就针对这些问题做些讨论。

二、变压器差动保护的简要原理

差动保护是利用基尔霍夫电流定理工作的, 当变压器正常工作或区外故障时, 将其看作理想变压器, 则流入变压器的电流和流出电流 (折算后的电流) 相等, 差动继电器不动作。当变压器内部故障时, 两侧 (或三侧) 向故障点提供短路电流, 差动保护感受到的二次电流和的正比于故障点电流, 差动继电器动作。

三、变压器差动保护带负荷测试的重要性

变压器差动保护原理简单, 但实现方式复杂, 加上各种差动保护在实现方式细节上的各不相同, 更增加了其在具体使用中的复杂性, 使人为出错机率增大, 正确动作率降低。比如许继公司的微机变压器差动保护计算Y-△接线变压器Y型侧额定二次电流时不乘以, 而南瑞公司的保护要乘以。这些细小的差别, 设计、安装、整定人员很容易疏忽、混淆, 从而造成保护误动、拒动。为了防患于未然, 就必须在变压器差动保护投运时进行带负荷测试。

四、变压器差动保护带负荷测试内容

要排除设计、安装、整定过程中的疏漏 (如线接错、极性弄反、平衡系数算错等等) , 就要收集充足、完备的测试数据。

(1) 差流 (或差压) 。变压器差动保护是靠各侧CT二次电流和——差流——工作的, 所以, 差流 (或差压) 是差动保护带负荷测试的重要内容。电流平衡补偿的差动继电器 (如LCD-4、LFP-972、CST-31A型差动继电器) , 用钳形相位表或通过微机保护液晶显示屏依次测出A相、B相、C相差流, 并记录;磁平衡补偿的差动继电器 (如BCH-1、BCH-2、DCD-5型差动继电器) , 用0.5级交流电压表依次测出A相、B相、C相差压, 并记录。

(2) 各侧电流的幅值和相位。只凭借差流判断差动保护正确性是不充分的, 因为一些接线或变比的小错误, 往往不会产生明显的差流, 且差流随负荷电流变化, 负荷小, 差流跟着变小, 所以, 除测试差流外, 还要用钳形相位表在保护屏端子排依次测出变压器各侧A相、B相、C相电流的幅值和相位 (相位以一相PT二次电压做参考) , 并记录。此处不推荐通过微机保护液晶显示屏测量电流幅值和相位。

(3) 变压器潮流。通过控制屏上的电流、有功、无功功率表, 或者监控显示器上的电流、有功、无功功率数据, 或者调度端的电流、有功、无功功率遥测数据, 记录变压器各侧电流大小, 有功、无功功率大小和流向, 为CT变比、极性分析奠定基础。

五、变压器差动保护带负荷测试数据分析

数据收集完后, 便是对数据的分析、判断。数据分析是带负荷测试最关键的一步, 如果马虎, 或对变压器差动保护原理和实现方式把握不够, 就会让一个个错误溜走, 得出错误的结论。那么对于测得的数据我们应从哪些方面着手呢?

(1) 看电流相序

正确接线下, 各侧电流都是正序:A相超前B相, B相超前C相, C相超前A相。若与此不符, 则有可能:

a.在端子箱的二次电流回路相别和一次电流相别不对应, 比如端子箱内定义为A相电流回路的电缆芯接在了C相CT上, 这种情况在一次设备倒换相别时最容易发生。

b.从端子箱到保护屏的电缆芯接反, 比如一根电缆芯在端子箱接A相电流回路, 在保护屏上却接B相电流输入端子, 这种情况一般是由安装人员的马虎造成的。

(2) 看电流的对称性

每侧A相、B相、C相电流幅值基本相等, 相位互差120°, 即A相电流超前B相120°, B相电流超前C相120°, C相电流超前A相120°。若一相幅值偏差大于10%, 则有可能:

a.变压器负荷三相不对称, 一相电流偏大或一相电流偏小。

b.变压器负荷三相对称, 但波动较大, 造成测量一相电流幅值时负荷大, 而测另一相时负荷小。

c.某一相CT变比接错, 比如该相CT二次绕组抽头接错。

d.某一相电流存在寄生回路, 比如某一根电缆芯在剥电缆皮时绝缘损伤, 对电缆屏蔽层形成漏电流, 造成流入保护屏的电流减小。

若某两相相位偏差大于10%, 则有可能:

a.变压器负荷功率因数波动较大, 造成测量一相电流相位时功率因数大, 而测另一相时功率因数小。

b.某一相电流存在寄生回路, 造成该相电流相位偏移。 (3) 看各侧电流幅值, 核实CT变比

用变压器各测一次电流除以二次电流, 得到实际CT变比, 该变比应和整定变比基本一致。如果偏差大于10%, 则有可能:

a.CT的一次线未按整定变比进行串联或并联。b.CT的二次线未按整定变比接在相应的抽头上。

(4) 看两 (或三) 侧同名相电流相位, 检查差动保护电流回路极性组合的正确性

六、结束语

带负荷测试对变压器差动保护的安全运行起着至关重要的作用, 对其我们要有足够的重视。带负荷测试前, 要深入了解变压器差动保护原理、实现方式和定值意义, 熟悉现场接线;带负荷测试中, 要按照带负荷测试内容, 认真、仔细、全面收集数据;带负荷测试后, 要对照上述5条分析方法, 逐一检查、逐一判断。只要切实做到了这三点, 变压器差动保护就万无一失了。

参考文献

[1]高永昌, 电力系统继电保护[M], 水利电力出版社, 1988

变压器差动保护带负荷相量测试篇7

关键词：变压器,差动保护,相量测试

0 引言

变压器是电力系统中十分重要的供电设备,它的故障会对供电系统的正常运行带来很大影响。纵差保护是变压器的有效保护之一,因此加强差动保护是非常必要的。差动保护是用某通道将电气设备两端的保护装置纵向连接起来并将两端的电气量进行比较,从而判断保护装置是否动作。在变压器投入运行时,应带负荷测相量,并对所测数据进行分析、判断,以保证变压器接线正确。

1 变压器Y/△-11接线

变压器常采用Y,d11的接线方式,其两侧电流相位差30°,如果两侧的TA仍采用通常的接线方式,则会有一个差电流流入继电器。为消除不平衡电流的影响,将变压器星形侧的TA接成三角形,而将变压器三角形侧的TA接成星形并适当考虑连接方式,即可把二次电流的相位校正过来,如图1所示。

图1中、、为星形侧的一次电流,、、为三角形侧的一次电流,后者超前30°。现星形侧的TA采用三角形接法,则其副边输出的电流为、、,它们刚好与、、同相位,这样差动回路就同相位了。但是在TA接成三角形侧的差动一臂中,电流增大了倍,为保证在正常运行及外部故障情况下,差动回路中没有电流,就必须将该侧TA的变比加大倍,以减小二次电流,使之与另一侧电流相等。

2 带负荷测相量的重要性和要求

差动保护的原理简单,但保护装置具有较高的选择性和灵敏性,因此实际运行中影响差动保护装置工作的各种因素都应该加以考虑、重视。变压器一般有双绕组或三绕组,而各侧的TA均与差动保护直接相连,因此在安装、调试、检修过程中,必须选择合适的TA变比,检查二次回路的完整性,各侧TA的极性、相序的正确性,了解一次系统的运行情况等。如果这些方面出现差错,都将可能造成保护装置误动作。在工作中,为了判断变压器差动保护TA二次接线是否正确,回路是否完整,不但要对其进行理论分析,还应在负荷状态下进行带负荷检验,即采用六角向量图试验[1]。

进行相量测试时,负荷电流越大越好。这样,各侧错误在测量中体现就越明显,越容易判断。但实际运行中,变压器在刚投运时所带负荷不会很大,一般要求测量值达到测量仪器的精度要求为准,运行工况比较稳定为宜。

3 带负荷测相量的方法

变压器的相量,一般可以通过带负荷和外加电流2种方法测得。带负荷测相量更接近实际运行情况,不需改动接线,并能够验证TA极性,检查整个二次回路的完整性,但是如果发现回路不正确时,只能在变压器停运以后才能处理。外加电流法需要改动接线,不能验证整个二次回路,比起前者优点是如果发现问题,可以立即解决。一般在现场中,我们采用带负荷测相量[2]。

下面以带负荷测相量为例,说明其测试方法。在测量各侧电流相位前,电流幅值应该大于误差的一半;变压器应带有足够的负荷,能够达到仪器的精确度,且在测量过程中运行工况较稳定。测量时一般以高压侧的A相电压为基准点,以保证在测量过程中有统一的基准点。在绘制相位图时,参考相方向在时钟零点位置,其他各相参照参考相顺时针为正绘制,所测得角度为电流滞后电压的角度。

4 带负荷测相量实例及数据分析

4.1 相量测试实例

一台三绕组变压器差动相量测试,以同一电压为基准,测绘流入差动继电器原边和副边电流相位,如表1。

4.2 相量测试实例数据分析

主变差动保护的分析原理是测量出主变的高压侧、中压侧、低压侧绕组TA的电流幅值和相对于参考相电压的角度,根据原边(电源侧)合成和副边(负荷侧)合成的幅值和相角平衡的原理判断TA接线是否正确。

首先根据数据作出相量图,如图2。

(1)相序正确。同一侧电流成120°夹角,A相超前B相,滞后于C相,三相电流相量之和为零。

(2)变压器各侧同名相电流角度基本平衡,原边合成量与副边合成量角差:A相:178.7°;B相:183.6°;C相:180.3°。在实际测试过程中,各侧TA自身存在角度误差及带负荷测试过程中的负荷波动,致使测试结果存在一定角度误差,一般在10°以内。

(3)变压器各侧同名相电流幅值基本平衡,原边合成量与副边合成量幅值差:

A相:6.2%;B相:1.7%;C相:3.2%。

在分析之前,在仪器设置上应该先设置分析误差。误差可以设得比较大,分析结果将会给出当前的误差。一般设置误差在10%以内。

根据以上测试结果分析,接线正确。