对差动回路正确性的研究

1、.;第10页 共10页对差动回路正确性的研究摘要：众所周知差动保护作为主保护是主变保护中最为重要的。目前变压器差动保护的正确率大约只有75%，远不能满足现变压器安全性能所需要求。因此差动保护电流回路接线的正确性的提高，可以有效提高变压器差动保护动作正确率。本文简要介绍相量分析法和带负荷检验这两种方法在设备安装调试阶段及安装调试结束两个过程中相辅相成的作用，在设备安装调试阶段中我们可以采用相量分析法来作判断，在安装调试结束后用带负荷检验法进行核验。对于差动回路正确性做了不同层次研究分析。以下请详见分析案例：关键词：变压器；差动保护；二次接线我们知道，差动保护作为变压器的主保护，对于保护区内发生故

2、障的保护灵敏度非常高。但是，长期以来，由于电流互感器二次接线不正确，造成了差动保护正确动作率偏低。因此，确保电流互感器二次接线正确性就成了提高差动保护正确动作率的一个亟待解决的问题。那么，怎样判断差动保护电流互感器二次接线是否正确呢？1相量分析法以Y011型变压器为例（如图1）。它的极性端为U，V，W和u，v，w（以符号“”表示），并假设我们已测得电流互感器一、二次极性（以符号“”表示）。我们知道，判断差动保护二次接线是否正确的一个重要依据是：保护区内故障时差动保护动作，保护区外故障时差动保护不误动。下面，我们对图1所示的差动保护在区内、区外故障时的动作行为进行分析。11区外短路故障以u，v两

3、相短路故障为例（如图2）。假设流过短路点的短路电流为id，在节点v有两个回路vu和vwu，各经一个绕组阻抗和两个绕组阻抗。显然，流经v相绕组的电流为2 id3，流经u相和W相绕组的电流为id/3。根据减极性标注原则，我们将一次电流相量和电流互感器二次电流相量标注在图2。可以看到，流经差动继电器KD1，KD2，KD3的变压器两侧的电流互感器二次电流大小相等、方向相反，也就是说，电流相量和为零。因此，差动继电器不会误动作。容易得知，在保护区外发生其它类型的短路故障时，流过差动继电器KD1，KD2，KD3的电流相量和也是零。所以，在保护区外发生短路故障时，差动保护不会误动作。12区内短路故障以u，v

4、两相短路故障为例（如图3），分析方法同上。我们看到，流过差动继电器KD1和KD2的电流分别为id，流过KD3的电流相量和为零。因此，在保护整定正确时，差动继电器KD1，KD2将正确动作。所以，图1所示的差动保护二次接线是正确的。13说明实际上，在判断变压器差动保护电流互感器二次接线是否正确时，并不需要对区内、区外各种类型故障都进行分析，而只需对区外两相短路故障进行分析，就可以判断其接线正确与否了。另外，在进行上述各项分析时，并没有考虑变压器和两侧电流互感器的实际变比（各一、二次侧绕组匝数之比视为11），而只注意各电流的相位关系，这样分析起来就非常简单明了，而且分析结果也完全能判断差动保护电流互

5、感器二次接线正确与否。在实际工作中，为了判断变压器差动保护电流互感器二次接线是否正确，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。2带负荷检验法当一套差动保护新投入运行时，要对其进行带负荷检验。一般情况下，都是进行六角图测试。实际上，当电压回路接线正确时，我们有一个更加简单明了的检验方法。具体来说，就是在负荷状态下，以某一电压相量为参考相量，分别对接在差动保护上的变压器两侧电流互感器二次电流回路进行测量，记下各电流的大小和相位，只要流进同一差动继电器的变压器两侧的电流互感器二次电流方向相反，它们在差动继电器上产生的电流链（安匝）大小相等，就能证明差动保护的二次接线是正确的，否则其接

6、线就是错误的。21计算实例的参数及接线图以某热电厂1号主变压器为例，该变压器的铭牌参数为：型号为SF940000110（H）；额定电压高压（121225）kV，低压63 kV；接法为Y011。差动保护选用DCD5型，其整定值110 k V侧各绕组匝数为：平衡绕组，NPI3；制动绕组，Nz4；工作绕组，Nc10。差动保护电流互感器二次接线如图4。表1各回路测量值位置电流回路相位角/(度)电流强度幅值/A110kV侧U4911961.1V4913161.1W491781.110kV侧U411181.4V4111371.4W4112581.4N4110022带负荷检验以110 kV侧母线电压互感器二

7、次电压UUV为参考相量，分别对接在差动保护上的电流回路进行测量，所得数据如表1。根据数据，作向量图如图5。由图5可以看出IU491与IU411，IV491与IV411，IW491与IW411方向基本相反，大小（幅值）基本相等，IU、IV、IW皆在规程的允许范围内。U491与U411，V491与V411，W491与W411的相位基本相差180，而U491在差动继电器KD1上产生的电流链（安匝）为：1IU491（NCNPI）11 A（103）143 AU411在差动继电器KD1上产生的电流链（安匝）为：2IU411NC14 A1014 A因而有12容易得知，V491与V411，W491与W411分

8、别在差动继电器KD2和KD3上产生的电流链也基本相等。由此可见，流进差动继电器的电流互感器二次电流方向相反，它们在差动继电器上产生的电流链大小相等。由此，可判断该差动保护电流互感器二次接线是正确的。主变差动保护校验时还应该注意以下事项：变压器空载投入时，励磁涌流的值可达6倍额定电流。励磁涌流的大小、波形与合闸前铁心内剩磁、合闸初相角、铁心饱和磁通、系统电压和联系阻抗、变压器三相接线方式和铁心结构形式、电流互感器饱和特性和二次三相接线方式等因素有关。变压器空载合闸时的励磁涌流有可能使主变差动保护动作，但这不能用来判断就是电流回路或继电器内部接线错误，相反可以用来检查差动继电器的选型、整定、接线是

9、否符合要求。新投变压器充电，应将变压器的所有保护全部加用，差动保护、零序保护即使不能保证其极性正确也应加用。轻瓦斯保护采用短接线接跳闸回路，充电完毕后拆除短接线，恢复到原信号位置。差动保护带负荷测试内容有两项：一是差动回路“六角相位”，以判别差另回路接线的正确性，如TA极性接错与否，联接线别或相位正确与否，其二是继动继电器执行元件线圈两端电压（简称差压），用来检验是否误整定，包括计算正确与否，整定插销放置是否正确，螺钉接触可靠与否，均可经综合判断得出结论。有关规程规定：各种差动继电器在带1/3额定负荷杳，其差压不大于执行元件动作值（1.5V）的10%(即0.15V)且应三相平衡，现场一般要求值均小于0.1V(绝大多数小于0.05V)。3结论在检验差动保护电流互感器二次接线的正确性时，相量分析法是保证接线正确的充