干式變壓器差動(dòng)保護(hù)有載試驗(yàn)的探討
【摘要】針對(duì)干式變壓器差動(dòng)保護(hù)在設(shè)計(jì)、安裝和整定過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種問(wèn)題,結(jié)合干式變壓器差動(dòng)保護(hù)的原理,提出了有載試驗(yàn)的內(nèi)容、分析和判斷方法?!娟P(guān)鍵詞】負(fù)荷測(cè)試;測(cè)試內(nèi)容;測(cè)試數(shù)據(jù)分析
簡(jiǎn)介差動(dòng)保護(hù)因其原理簡(jiǎn)單、電量簡(jiǎn)單、保護(hù)范圍明確、無(wú)延時(shí)等優(yōu)點(diǎn),一直作為干式變壓器的主要保護(hù),其運(yùn)行直接關(guān)系到干式變壓器的安全。如何了解差動(dòng)保護(hù)的操作?怎么才能知道差動(dòng)保護(hù)的整定和接線正確??jī)H帶負(fù)載電流測(cè)試。但是檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)該測(cè)量哪些量呢?如何分析判斷實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)?以下是對(duì)這些問(wèn)題的討論。2干式變壓器差動(dòng)保護(hù)的簡(jiǎn)要原理差動(dòng)保護(hù)采用基爾霍夫電流定理。當(dāng)干式變壓器在區(qū)外正常工作或發(fā)生故障時(shí),視為理想的干式變壓器,則流入干式變壓器的電流與流出的電流(轉(zhuǎn)換后的電流)相等,差動(dòng)繼電器不動(dòng)作。干式變壓器內(nèi)部故障發(fā)生時(shí),兩側(cè)(或三側(cè))向故障點(diǎn)提供短路電流,差動(dòng)保護(hù)感應(yīng)到的二次電流之和與故障點(diǎn)電流成正比,差動(dòng)繼電器動(dòng)作。3干式變壓器差動(dòng)保護(hù)有載試驗(yàn)的重要性干式變壓器差動(dòng)保護(hù)原理簡(jiǎn)單,但實(shí)施方式復(fù)雜。另外,各種差動(dòng)保護(hù)的細(xì)節(jié)不同,增加了其具體使用的復(fù)雜性,增加了人為失誤的概率,降低了正確動(dòng)作率。例如,姬旭干式變壓器微機(jī)差動(dòng)保護(hù)在計(jì)算Y-接線干式變壓器Y型側(cè)額定二次電流時(shí),并未相乘,而是相乘了南瑞公司的保護(hù)。這些微小的差異,很容易讓設(shè)計(jì)者、安裝者、整定者忽略、混淆,從而造成誤操作、拒保護(hù)。為了防患于未然,干式變壓器差動(dòng)保護(hù)投入運(yùn)行時(shí),有必要進(jìn)行有載試驗(yàn)。4為了消除設(shè)計(jì)、安裝、整定過(guò)程中的遺漏(如接線錯(cuò)誤、極性顛倒、平衡系數(shù)計(jì)算錯(cuò)誤等。),需要收集足夠完整的測(cè)試數(shù)據(jù)。1.流量差(或壓差)。干式變壓器差動(dòng)保護(hù)通過(guò)各側(cè)CT二次電流和差動(dòng)電流——工作。因此,差動(dòng)電流(或差壓)是差動(dòng)保護(hù)有載試驗(yàn)的重要內(nèi)容。帶電流平衡補(bǔ)償?shù)牟顒?dòng)繼電器(如LCD-4、LFP-972、CST-31A型差動(dòng)繼電器),用鉗形相位計(jì)或微機(jī)保護(hù)液晶顯示屏依次測(cè)量并記錄A相、B相和C相的相位差電流;磁平衡補(bǔ)償差動(dòng)繼電器(如BCH-1、BCH-2、DCD-5差動(dòng)繼電器),用0.5交流電壓表依次測(cè)量A相、B相和C相相位差電壓,并記錄下來(lái)。2.每側(cè)電流的幅度和相位。僅通過(guò)差動(dòng)電流來(lái)判斷差動(dòng)保護(hù)的正確性是不夠的,因?yàn)榻泳€或變比中的一些小誤差往往不會(huì)產(chǎn)生明顯的差動(dòng)電流,而且差動(dòng)電流隨負(fù)載電流而變化,負(fù)載較小,所以除了測(cè)試差動(dòng)電流外,干式變壓器每側(cè)A相、B相和C相電流的幅值和相位都要用保護(hù)屏端行的鉗形相位表依次測(cè)量(相位以單相PT二次電壓為基準(zhǔn))并記錄下來(lái)。不建議用微機(jī)保護(hù)液晶屏來(lái)測(cè)量電流幅值和相位。3.干式變壓器功率流。通過(guò)控制面板上的電流、有功、無(wú)功功率計(jì),或監(jiān)控顯示器上的電流、有功、無(wú)功數(shù)據(jù),或調(diào)度端的電流、有功、無(wú)功遙測(cè)數(shù)據(jù),記錄干式變壓器各側(cè)的電流幅值、有功、無(wú)功幅值和流向,為CT變比和極性分析奠定基礎(chǔ)。負(fù)載電流有多大?當(dāng)然,越大越好,負(fù)載電流越大,差動(dòng)電流反映的各種誤差越明顯,越容易判斷。但干式變壓器在實(shí)際運(yùn)行中的負(fù)載電流受網(wǎng)絡(luò)限制,不會(huì)很大,但至少要滿足所用測(cè)試儀器的精度要求和差動(dòng)電流與負(fù)載電流的可比性。如果
那么對(duì)于測(cè)得的數(shù)據(jù)我們?cè)撛趺崔k呢?5.1當(dāng)電流相序正確連接時(shí),每側(cè)電流為正序:A相領(lǐng)先B相,B相領(lǐng)先C相,C相領(lǐng)先A相.如果與此不符,有可能:a .接線盒內(nèi)二次電流回路的相位與一次電流的相位不對(duì)應(yīng)。比如接線盒中定義為A相電流回路的電纜接C相CT,這種情況在一次設(shè)備換相時(shí)較容易發(fā)生。b .接線盒到保護(hù)屏的電纜芯線接反。例如,接線盒中的A相電流電路和保護(hù)屏中的B相電流輸入端子連接有一個(gè)電纜芯。這種情況一般是由于安裝人員的粗心造成的。5.2看電流的對(duì)稱性。每側(cè)A相、B相、C相的幅度基本相等,相差120,即A相領(lǐng)先B相120,B相領(lǐng)先120,C相領(lǐng)先120。如果某一相的幅值偏差大于10%,則有可能:a .干式變壓器負(fù)載三相不對(duì)稱,單相電流過(guò)大或過(guò)小。b .干式變壓器負(fù)載三相對(duì)稱,但波動(dòng)較大,導(dǎo)致測(cè)量一相電流幅值時(shí)負(fù)載大,測(cè)量另一相時(shí)負(fù)載小。c .某相CT變比有誤,如該相CT二次繞組抽頭有誤。d .某相電流中存在寄生回路,例如某電纜芯線在剝下電纜外皮時(shí)絕緣損壞,導(dǎo)致泄漏電流流向電纜屏蔽層,導(dǎo)致流入保護(hù)屏的電流減少。如果某兩相的相位偏差大于10%,則有可能:a .干式變壓器的負(fù)載功率因數(shù)波動(dòng)較大,導(dǎo)致測(cè)量一相時(shí)功率因數(shù)大,測(cè)量另一相時(shí)功率因數(shù)小。b .某相電流存在寄生回路,造成相電流相位偏差。5.3查看各側(cè)電流幅值,驗(yàn)證干式變壓器各側(cè)一次電流除以二次電流,得到實(shí)際CT比,應(yīng)與整定比基本一致。如果偏差大于10%,則可能是交流CT的一次線沒(méi)有按照設(shè)定的比例串聯(lián)或并聯(lián)。b . b . CT的二次線沒(méi)有按照設(shè)定比例接相應(yīng)的抽頭。5.4查看兩側(cè)(或三側(cè))同名相電流,檢查差動(dòng)保護(hù)電流回路極性組合的正確性。這里要分別處理兩種接線,一種是將干式變壓器Y側(cè)的ct二次繞組接成三角形,另一種是干式變壓器每側(cè)的CT二次。
繞組都接成Y型。對(duì)于前一種接線,其兩側(cè)二次電流相位應(yīng)相差180°(三圈干式變壓器,可分別運(yùn)行兩側(cè),來(lái)檢查差動(dòng)保護(hù)電流回路極性組合的正確性),而對(duì)于后一種接線,其兩側(cè)二次電流相位相差角度與干式變壓器接線方式有關(guān)。比如一臺(tái)干式變壓器為Y-Y-△-11接線,當(dāng)其高、低壓側(cè)運(yùn)行時(shí),其高壓側(cè)二次電流應(yīng)超前低壓側(cè)(11—6)×30°,而當(dāng)其高、中壓側(cè)運(yùn)行時(shí),其高壓側(cè)二次電流和中壓側(cè)電流仍相差180°。若兩側(cè)同名相電流相位差不滿足上述要求(偏差大于10°),則有可能: a.將CT二次繞組組合成△時(shí),極性弄錯(cuò)或相別弄錯(cuò),比如Y-Y-△-11干式變壓器在組合Y型側(cè)CT二次繞組時(shí),組合后的A相電流應(yīng)在A相CT極性端和B相CT非極性端(或A相CT非極性端和B相CT極性端)的連接點(diǎn)上引出,而不能在A相CT極性端和C相CT非極性端(或A相CT非極性端和C相CT極性端)的連接點(diǎn)上引出。 b.一側(cè)CT二次繞組極性接反。在安裝CT時(shí),由于某種原因其一次極性未能按圖紙擺放時(shí),二次極性要做相應(yīng)顛倒,如果二次極性未顛倒,就會(huì)發(fā)生這種情況。5.5 看差流(或差壓)大小,檢查整定值的正確性 對(duì)勵(lì)磁電流和改變分接頭引起的差流,干式變壓器差動(dòng)保護(hù)一般不進(jìn)行補(bǔ)償,而采用帶動(dòng)作門(mén)檻和制動(dòng)特性來(lái)克服,所以,測(cè)得的差流(或差壓)不會(huì)等于零。那用什么標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量差流(或差壓)合格呢?對(duì)于差流,我們不妨用干式變壓器勵(lì)磁電流產(chǎn)生的差流值為標(biāo)準(zhǔn)。比如一臺(tái)干式變壓器的勵(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(duì)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。如果干式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(tái)干式變壓器整定值正確;否則,有可能是: a.干式變壓器實(shí)際分接頭位置和計(jì)算分接頭位置不一致。對(duì)此,我們有以下證實(shí)方法:根據(jù)實(shí)際分接頭位置對(duì)應(yīng)的額定電壓或運(yùn)行干式變壓器各側(cè)母線電壓,重新計(jì)算干式變壓器各側(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(dòng)保護(hù)上,再次測(cè)量差流(或差壓),如果差流(或差壓)滿足要求,則說(shuō)明差流(或差壓)偏大是由干式變壓器實(shí)際分接頭位置和計(jì)算分接頭位置不一致引起,干式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(wèn)題。 b.干式變壓器Y型側(cè)額定二次電流算錯(cuò)。由于微機(jī)干式變壓器差動(dòng)保護(hù)在“計(jì)算Y型側(cè)額定二次電流乘不乘”問(wèn)題上沒(méi)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(huì)算錯(cuò)。 d.5.1—5.4中列舉的各種因素,都會(huì)較終造成差流(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(huì)將這些因素一個(gè)個(gè)排除,此處就不再贅述。6 結(jié)束語(yǔ) 帶負(fù)荷測(cè)試對(duì)干式變壓器差動(dòng)保護(hù)的安全運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用,對(duì)其我們要有足夠的重視。帶負(fù)荷測(cè)試前,要深入了解干式變壓器差動(dòng)保護(hù)原理、實(shí)現(xiàn)方式和定值意義,熟悉現(xiàn)場(chǎng)接線;帶負(fù)荷測(cè)試中,要按照帶負(fù)荷測(cè)試內(nèi)容,認(rèn)真、仔細(xì)、全面收集數(shù)據(jù);帶負(fù)荷測(cè)試后,要對(duì)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),干式變壓器差動(dòng)保護(hù)就萬(wàn)無(wú)一失了。參考文獻(xiàn)
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