通过变压器一次通流试验效验变压器各种差动保护的方法

通过变压器一次通流试验效验变压器各种差动保护的方法2009年第1 期西北电建?49?通过变压器一次通流试验效验变压器各种差动保护的方法赵东升（西北电力建设调试施工研究所西安市710032）【摘要】在以往的调试试验及交接规程中并没有明确要对变压器进行一次通流试验,一般都 是在对变压器的各项常规试验完成后及对二次保护及回路检查完成后,直接就对变压器进行启动试验,在 试验中经常发生 cT极性接错等问题,虽然不会造成很大的损失,但还是造成了一定的负面影响.在国外工程中由 于广泛投入的变压器零序差动保护,CT极性的接错就有可能导致严重的事故.本文通过变压器一次通流试验 效验CT极性这个方法，可以较好的解决这个问题.【关键词】变压器一次通流变压器零序纵联差动保护0 概述变压器一次通流试验的目的主要是为了检验变压器高低压侧的CT变比和校验变压器差动 保护 CT 接线的正确性,除此之外,还可以复查变压器的变比及变压器的短路阻抗的大小.在以往的调试 经验中,对变压器的套管 CT 极性确认通常是由安装单位或制造厂家提供,但是经常由于制造厂家资 料不全或安装单位交接试验不完善,造成套管 CT 极性无法确认,使得进行变压器启动试验时具有相当的盲 目性,往往是等到变压器带负荷后，才能确认变压器保护用CT极性但是在国外工程中，由于变压器零序 差动保护的广泛投入，造成这种带负荷后再确认保护用 CT 极性的方法变的相当的危险，因为变压器零 序 CT 只有在变压器故障时才有电流，如果零序 CT 极性错误就会导致变压器区内故障时保护拒动，区外 故障时保护误动，有可能造成严重的事故随着笔者在印度DURGAPUR和SAGARDIGHI电厂调试期间, 发生的几起由于零序 CT 极性的错误造成变压器零序差动误动而导致的事故中，更凸显了在变压器启 动试验前确认变压器保护用CT极性的重要性.1 变压器零序纵联差动保护简介变压器星形接线的一侧，如中性点直接接地，则可装设变压器零序纵联差动保护.零序差动回路由变压器中性点侧零序CT和变压器星形侧CT的零序回路组成该保护对变压器绕组接地故障 反映较灵敏.同样,对自耦变也可设置零序纵联差动保护,由于现在保护装置多采用其高压侧,中压侧及公 共绕组侧CT的自产零序电流组成零序差动保护，故中性点侧零序CT极性不用考虑，其零序差动保护 用CT极性不易接错，所以不在本文讨论范围内根据长期运行经验说明，零序纵联差动保护用工作电压和 负荷电流检验零序纵联差动保护接线的正确性较困难在外部接地故障，有由于极性接错而造成的误动 作故该保护的正确动作率较低检查变压器差动保护及零序差动保护的极性的方法主要是变压器一次 通流试验，下面我们将介绍几种变压器一次通流试验的方法.SAGARDIGHI电厂起备变和高厂变保护采用的是南瑞继保的RCS900系列保护装置，差动 保护设置如图1,2，其中变压器差动保护用CT极性为180接线，变压器零序差动CT极性为0o接线. 2变压器一次通流的方法2.1变压器三相短路试验法该试验方法是先将变压器的低压侧三相短接接地，利用一路专用的试验电源（通常是 380V 试验电源）加入变压器的高压侧，这样在变压器高低压侧都将有短路电流流过 ，通过这个电流就可 以校验差动保护的接线极性，试验接线如图1.这个试验中最重要的一点就是要选择容量足够的试验电源，在试验前可以通过试验电压及 变压器的额定参数计算出变压器高低压侧短路电流的大小（式1及式2），然后通过高压侧短路电流来 计算理论试验容量（式3），但考虑到安全性,试验电源的容量一般要在理论试验容量的基础上再放大1.5 倍以上.?50?西北电建2009年第1期图1S厂1起备变差动保护用CT极性图图2S厂#1A高厂变差动保护用CT极性图SFZ10-25000/20图 3 变压器三相短路试验接线图式2St=1.5xxUtxIhxnht式3XX2009 年第 1 期西北电建?51?其中:Ij,I1分别为变压器高低压侧的CT二次短路电流；Uf，Uh，U1，Ud%分别为试验电压，变压器高压侧额定电压,低压侧额定电压以及变压器的短路 阻抗电压；nlnl分别为变压器高低压侧差动保护用TA的变比；s，S 分别为试验电源的容量及变压器的额定容量.2.2 变压器单相短路试验法 该试验方法是在三相短路试验时短路电流太小的情况下,采用专门的试验仪器提高试验电 源的电压从而达到提高短路电流的目的，试验接线如图所示，校验A相的差动C1'的接线极性时，由 于变压器高压侧是三角形型接线方式，所以高压侧电压应加在AB相上（DY-1变压器），将低压侧a 相接地或与变压器低压侧的中性点相连，这样高压侧A相线圈中就有比较大的短路电流，其他两相 绕组虽然也加了电压，但由于变压器低压侧是空载状态，电流很小，几乎为零校验B，C相的差动CT极 性接线的方法类似.如果变压器的中性点是经高阻接地或低压侧短接接地点距离变压器中性点太远无法直接 相连，也可直接将低压侧三相短接接地，不过这种试验方法要求试验电源的容量比单相接地时的要大，在 这种试验方法下,低压侧B，C相均有电流流过，其大小是A相电流的一半，角度相差180度.图4变压器单相短路试验接线图（YD.11）通过变压器单相短路试验方法，我们可以通过钳型相位表检查高低压侧保护用 CT 二次电 流相位应为150.，低压侧CT与低压侧零序CT二次电流相位应为0Oo起备变单相短路试验接线图如图5,通过钳型表可以分别检测高压侧与低压侧各分支CT二 次电流相位应为180.，高压侧，低压侧保护用CT和与之对应的零序CT二次电流相位应为Oo. 2.3变压器高低压侧短接通流法在变压器带负荷试验或机组启动试验时才进行变压器的差动 CT 极性的校验，这时一旦差动 CT 的极性接错，将对调试工作造成很大的被动:在这里 为大家介绍种实用有效的小电流的测量方法，该方法理论上可以保证对无限小的电流的准确测量，利用 该方法任何变压器的一次通流试验都可以顺利进行. 实际上，方法很简单，就是将小电流的回路在保护屏的端子断开，用我们事先准备好的导线串 联到该回路中，不过我们的导线不是普通的一根线，而是绕了 N 个圈的导线（具体绕多少圈视具体 情况而定），这样在用钳型相位表测电流时，只要用钳型相位表测这N个圈的电流,因为电流已经扩大了 N 倍，在理论k只要绕的圈足够多，无论多小的电流都能测出其试验接线如图7所示.图 7 测试小电图接线图3.1 应用及效果在SAGARDIGHI电厂的400kV升压站一次通流试验中,我们采用以上的这种用钳型相位表 测量极小电流测试方法,取得了良好的结果.由于升压站 CT 变比较大,而我们使用的一次通流设备容 量较小,CT的二次电流还不到10mA，首先我们在没有串接导线的情况下采用钳型相位表测量了一次 高低压侧的电流及相角,可以看出测量的数据与理论的数据相差很大,相角也根本不正确,于是我们在保护屏 将一根绕了5圈的试验导线串接进CT的二次电流回路中，然后重新用钳型电流表测量了 2次，电流值与 实际计算电流基本一致，相角也正确.（上接 13 页）2009年第 1 期西北电建?13?其目的是首先检查发变组主系统所有保护，测量用CT二次电流回路接线,变比,极性,相序的 正确性,保证保护装置的正确投入.其次动态检查发变组短路特性曲线符合厂家设计要求.3.3-3 发电机空载特性试验其目的是首先检查发电机,主变,PT等一次系统及其设备承受额定电压的能力以及PT二次 回路接线,变比,电压相位,相序的正确性.其次是动态录制发电机空载特性曲线符合厂家设计要求.3.3.4 发电机励磁系统动态试验主要包括AVR自动方式下的起励试验,AVR自动方式下的电压调节范围检查，手动方式下 起励试验,手动方式下的电压调节范围检查,通道切换试验,10%阶跃试验,逆变灭磁试验等.3.3.5 发电机同期系统试验将发电机电压通过发变组一次系统升至系统空母线上，对PT二次回路和同期系统进行动态 检查.3.3.6 假同期试验此试验是用隔离刀闸将发电机与系统实际隔离 ,模拟发电机与系统进行”同期”并列的全过 程.通过此项试验,进一步确认发变组一次系统,特别对”自动准同期装置”的工作性能,进行检查确认. 通过人为改变发电机频率,电压,观测同期装置的调节性能.3-3.7 发电机与电网系统同期并列完成上述试验后,恢复系统正常运行工况,进行发电机与电网系统的并列操作,建议在并网前 解除发电机逆功率保护.在发电机并网之后,及时检查发变组逆功率保护的方向性是否正确,确认无 误后投入运行.同时检查相应的功率表,电能表运行的正确性.3.4 电气带负荷试验3.4.1 进行保护回路及测量回路检查,注意检查差动保护的不平衡电流,并做好相应的记录.3.4.2 完成励磁调节器的带负荷试验.3.4.3 在不同负荷下,测量发电机轴电压.3-4.4 完成厂用电源带负荷切换试验.3.4.5 在机组甩负荷试验时,测录甩负荷前后发电机励磁调节器有关的电气量的变化,超调量, 振荡次数及稳定时间等.3.5 完成机组14天可靠性试运行根据中印合同要求,机组要进行 14 天可靠性试运行,其中三天要求满负荷运行,其余时间将 根据业主要求进行负荷调整.做为电气专业,主要解决试运期间出现的技术问题.同时做好机组记录, 定期采录运行数据,统计电气保护,自动控制装置的投入情况.4 结束语 在电力系统基建中,调试作为一个关键的环节,直接关系到机组的安全,稳定,可靠,经济.尤其 涉外的工程,我们更应该通过科学合理的组织,精心的准备,细致的工作,圆满地完成这一关键 性的步序,不仅是对业主方负责,更是体现我们国家在这一领域调试技术的水平,代表着国家的荣誉和 利益.i.ini（下转 52页）'4 结语变压器一次通流试验可以真实的模拟变压器的正常运行工况 ,因此利用变压器的一次通流 试验可以安全高效的校验变压器的接线组别,变比以及其 TA 二次接线的极性,保护装置定值的整定等, 尤其针对于国外工程中变压器零序差动保护TA二次接线的极性效验，因此笔者认为该方法应在以后的 调试中得到推广应用.至于关于小电流的测试方法，其原理很简单，每一个做调试的人都知道，因此这种方法也很容 易推广，而且特别在对变压器进行一次通流试验时可能应用的比较多.