變壓器保護(hù)帶負(fù)荷測試數(shù)據(jù)探討

1、變壓器保護(hù)帶負(fù)荷測試數(shù)據(jù)探討引言毋庸置疑，帶負(fù)荷測試把握著變壓器保護(hù)安全可靠運(yùn)行的最后一道關(guān)，因此帶負(fù)荷測試對(duì)新投運(yùn)的變壓器相當(dāng)重要，不只是在數(shù)據(jù)收集過程，更在于數(shù)據(jù)分析；只有方法得當(dāng)、分析徹底，才能將其隱藏的一個(gè)個(gè)問題“揪”出來，還變壓器一個(gè)安全可靠的“保護(hù)神”。下面我們不妨以一份現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)來展開我們的變壓器保護(hù)帶負(fù)荷測試數(shù)據(jù)分析。2實(shí)測數(shù)據(jù)背景主變一次接線圖 2.主變參數(shù)。變壓器變比：110/35/35KV, 接線組別：Yn-Y0-d11, 容量18MVA ，一次接線如圖所示。2.2主變保護(hù)參數(shù)。主變保護(hù)為微機(jī)保護(hù)，其差動(dòng)、后備101側(cè)、后備501側(cè)、后備502側(cè)保護(hù)均為獨(dú)立保護(hù)單元。差

2、動(dòng)保護(hù)采用軟件移相，移Y型側(cè)相位，移相算法為：Ia=IA-IB,Ib=IB-IC,Ic=IC-IA。三側(cè)差動(dòng)電流CT均接成Y型。 主變差動(dòng)保護(hù)電流回路接線端子定義為：電流回路編號(hào)端子排號(hào)電流定義A411D1110KV側(cè)（101）電流B411D2C411D3N411D4A471D535KV 側(cè)（501）電流B471D6C471D7N471D8A511D935KVY側(cè)（502）電流B511D10C511D11N511D122.3變壓器保護(hù)整定變比及定值 差動(dòng)保護(hù)：110KV側(cè)（101）：CT變比150/5，平衡系數(shù)為0.68；35KV 側(cè)（501）：CT變比400/5，平衡系數(shù)為1（該側(cè)為基本側(cè)）

3、；35KV Y側(cè)（502）：CT變比300/5，平衡系數(shù)為0.43。后備保護(hù)：后備101側(cè)：CT變比150/5；后備501側(cè)：CT變比400/5；后備502側(cè)：CT變比300/5。3帶負(fù)荷測試數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)由鉗形相位表在主變保護(hù)屏后端子排測取到，電流以35KV I母電壓UAN（A630I）=59V為基準(zhǔn)，記錄的相位為該基準(zhǔn)向量超前各電流量的角度；電壓以后備101側(cè)A相電流IA（A421）=1.2A為基準(zhǔn)，記錄的相位為各電壓量超前該基準(zhǔn)向量的角度。具體如下：潮流情況110KV母線通過主變向35KV I段、II段母線送有功和無功，35KV I段、II段母線負(fù)荷相差不大，功率因數(shù)基本相等，為0.96。保護(hù)

4、類別開關(guān)電流編號(hào)端子排號(hào)電流幅值電流相位備注差動(dòng)101側(cè)A411D11.22A255°      B411D21.22A134°      C411D31.22A16°      N411D421mA    差動(dòng)501側(cè)A471D50.84A79°      B471D60.84

5、A318°      C471D70.84A199°      N471D84mA    差動(dòng)502側(cè)A511D90.8A107°      B511D100.8A346°      C511D110.8A228°    

6、0; N511D127mA    后備101側(cè)A421  1.2A255°      B421  1.2A134°      C421  1.2A16°      N421  10mA    后備501側(cè)A501

7、0; 0.84A19°      B501  0.84A138°      C501  0.84A259°      N501  86mA    后備502側(cè)A541  0.8A48°     

8、60;B541  0.8A166°      C541  0.8A287°      N541  60mA    差流  Ia  0.19A        Ib  0.19A    

9、;    Ic  0.20A    電壓類別電壓編號(hào)電壓幅值電壓相位備注110KV母線A61059V17°    B61059V137°    C61059V257°  35KV I段母線A630I59V257°    B630I59V137°    C630I59V1

10、7°  35KV II段母線A630II59V226°     B630II59V107°    C630II59V346°  4帶負(fù)荷測試數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)展現(xiàn)在我們面前，到底有沒有問題呢？一看差流那么大，肯定有問題，那問題有幾個(gè)，出在哪兒呢？我們得冷靜下來按步驟一個(gè)個(gè)挨著找，挨著分析。4.1找問題首先，我們看看其對(duì)稱性。主變?nèi)齻?cè)電流、電壓三相的幅值基本相等，相位互差120°，N相電流也很小，看來，在對(duì)稱性上，數(shù)據(jù)不存在

11、問題。其次，我們看看其相序。從測試數(shù)據(jù)表格中，我們不難發(fā)現(xiàn)差動(dòng)101側(cè)、501側(cè)、502側(cè)、后備101側(cè)電流（基準(zhǔn)電壓向量超前A相電流比超前B相多120°，說明A相滯后于B相120°）和110KV母線電壓（A相電壓超前基準(zhǔn)電流向量比B相少120°，說明A相滯后于B相120°）全是負(fù)序，相序存在問題。再次，看三側(cè)同名相電流相位。從測試數(shù)據(jù)表格中，我們看到差動(dòng)101側(cè)（電源側(cè)）和差動(dòng)501、502側(cè)（負(fù)荷側(cè)）三個(gè)同名相電流相位大概處于相反方向，說明三側(cè)差動(dòng)CT極性組合不存在問題。我們再看差動(dòng)101側(cè)和501、502側(cè)電流相位，101側(cè)和501側(cè)三個(gè)同名相電流

12、相位都相差約180°，101側(cè)和502側(cè)三個(gè)同名相電流都相差約150°，這明顯和501開關(guān)接于主變側(cè)、502開關(guān)接于主變Y側(cè)的一次接線不吻合。接著看電壓，110KV母線電壓C相（110KV電壓為負(fù)序，而35KV電壓為正序，所以不能用同名相相比）和35KV I段母線電壓A相同相位，而和35KV II段母線電壓A相相差約30°，這又和35KV I段母線接于主變側(cè)、35KV II段母線接于主變Y側(cè)的一次接線圖不吻合。接下來，我們看看差流，其三相幅值都在0.2A左右，相比低壓側(cè)0.8A的負(fù)荷電流，占到了25%，這顯然太大，說明三側(cè)電流沒有平衡，區(qū)外故障差動(dòng)肯定誤動(dòng)。最后，

13、我們來看后備保護(hù)。前面已說了：電流、電壓對(duì)稱性不存在問題，僅后備101側(cè)電流為負(fù)序，這里就不重復(fù)了。我們著重看看： 1.后備101側(cè)電流和差動(dòng)101側(cè)電流幅值相當(dāng)，和定值單上101側(cè)差動(dòng)、后備CT變比相同相吻合，說明后備101側(cè)CT變比不存在問題；同樣后備501側(cè)和后備502側(cè)，CT變比也不存在問題； 2.三側(cè)后備保護(hù)同名相電流電壓夾角也基本符合潮流方向，說明三側(cè)后備保護(hù)CT極性也沒有問題。4.2分析原因（1）相序問題：首先看110KV側(cè)，差動(dòng)、后備電流和母線電壓全是負(fù)序，三組二次回路同時(shí)接錯(cuò)的可能性非常小，最大的可能是110KV進(jìn)線一次就是負(fù)序，造成差動(dòng)、后備101側(cè)電流和110KV母線電壓

14、全成了負(fù)序。再看35KV側(cè)，35KV I、II段母線電壓和后備501側(cè)、502側(cè)電流都是正序，僅差動(dòng)501側(cè)、502側(cè)為負(fù)序，可能是差動(dòng)501側(cè)、502側(cè)故意把二次電流由正序反為負(fù)序了（差動(dòng)101側(cè)是負(fù)序，不反不好平衡）。（2）三側(cè)同名相相位和501在主變側(cè)、502在主變 Y側(cè)一次接線不吻合問題：理論上，主變101側(cè)和502側(cè)都是Y型接線，那兩側(cè)差動(dòng)同名相電流就應(yīng)該相差約180°，同名相電壓就應(yīng)該同相位；而事實(shí)上，差動(dòng)101側(cè)和501側(cè)三個(gè)同名相電流都相差約180°，110KV母線電壓C相（110KV電壓為負(fù)序，而35KV電壓為正序，所以不能用同名相相比）和35KV I段母

15、線電壓A相同相位，是501、502電流二次回路，35KV I母、II母電壓二次回路同時(shí)交叉混淆了嗎？ 可能性不大，最大的可能是一次接線交叉混淆，把主變Y型側(cè)導(dǎo)管引出頭接到了501開關(guān)上，而把型側(cè)導(dǎo)管引出頭接到了502開關(guān)上。4.3看效果（1）調(diào)相序。由于110KV母線電壓C相和35KV I段母線電壓A相同相位，所以我們考慮將110KV進(jìn)線一次A相、C相引線對(duì)調(diào)，這樣一來，差動(dòng)101側(cè)、后備101側(cè)電流和110KV母線電壓全都從負(fù)序變成了正序。由于差動(dòng)501側(cè)A相和后備501側(cè)C相電流相位相差約180°（差動(dòng)和后備電流CT抽取極性相反，所以相位相差180°），差動(dòng)502側(cè)A相

16、和后備502側(cè)C相電流相位也相差約180°，所以我們考慮將差動(dòng)501側(cè)、502側(cè)A相、C相二次電流接線對(duì)調(diào)，這樣一來，差動(dòng)501側(cè)、502側(cè)電流也從負(fù)序變成了正序。（2）對(duì)調(diào)主變Y型側(cè)、型側(cè)導(dǎo)管引出高壓電纜。由于主變差動(dòng)101側(cè)和501側(cè)電流三個(gè)同名相電流都相差約180°、110KV母線電壓C相和35KV I段母線電壓A相同相位，符合Yn-Y0接線特征，所以我們考慮將主變Y型側(cè)、型側(cè)導(dǎo)管引出高壓電纜對(duì)調(diào)。對(duì)調(diào)后，差動(dòng)501側(cè)、后備501側(cè)電流就成了502側(cè)電流，35KV I母電壓就成了35KV II母電壓，正如下表所示： 保護(hù)類別開關(guān)電流編號(hào)端子排號(hào)電流幅值電流相位更改內(nèi)容

17、差動(dòng)101側(cè)A411D11.22A16°（1）調(diào)相序：將110KV進(jìn)線一次A相、C相引線對(duì)調(diào)    B411D21.22A134°    C411D31.22A255°    N411D421mA  差動(dòng)501側(cè)A471D50.84A199°（1）調(diào)相序：將差動(dòng)501側(cè)、502側(cè)A相、C相二次電流接線對(duì)調(diào)    B471D60.84A318°  &

18、#160; C471D70.84A79°    N471D84mA  差動(dòng)501側(cè)A471D50.8A228°（2）對(duì)調(diào)主變Y型側(cè)、型側(cè)導(dǎo)管引出高壓電纜    B471D60.8A346°    C471D70.8A107°    N471D87mA  差動(dòng)501側(cè)A471D50.8A168°（3）調(diào)整主變型側(cè)相位：向正方向轉(zhuǎn)動(dòng)2

19、5;30°=60°即角度減60°    B471D60.8A286°    C471D70.8A47°    N471D87mA  差動(dòng)502側(cè)A511D90.8A228°（1）調(diào)相序：將差動(dòng)501側(cè)、502側(cè)A相、C相二次電流接線對(duì)調(diào)    B511D100.8A346°    C511D110.8A107

20、°    N511D127mA  差動(dòng)502側(cè)A511D90.84A199°（2）對(duì)調(diào)主變Y型側(cè)、型側(cè)導(dǎo)管引出高壓電纜    B511D100.84A318°    C511D110.84A79°    N511D124mA  后備101側(cè)A421  1.2A16°（1）調(diào)相序：將110KV進(jìn)線一次A相、C相引線對(duì)調(diào) 

21、   B421  1.2A134°    C421  1.2A255°    N421  10mA  后備501側(cè)A501  0.8A48°（2）對(duì)調(diào)主變Y型側(cè)、型側(cè)導(dǎo)管引出高壓電纜    B501  0.8A166°    C501 &#

22、160;0.8A287°    N501  60mA  后備501側(cè)A501  0.8A348°（3）調(diào)整主變型側(cè)相位：向正方向轉(zhuǎn)動(dòng)2×30°=60°即角度減60°    B501  0.8A106°    C501  0.8A227°    N501

23、0; 60mA  后備502側(cè)A541  0.84A19°（2）對(duì)調(diào)主變Y型側(cè)、型側(cè)導(dǎo)管引出高壓電纜    B541  0.84A138°    C541  0.84A259°    N541  86mA  差流  Ia  0.01A  （4）重新計(jì)算差流&#

24、160;   Ib  0.01A      Ic  0.01A  電壓類別電壓編號(hào)電壓幅值電壓相位備注110KV母線A61059V257°（1）調(diào)相序：將110KV進(jìn)線一次A相、C相引線對(duì)調(diào)  B61059V137°  C61059V17°35KV I段母線A630I59V226°（2）對(duì)調(diào)主變Y型側(cè)、型側(cè)導(dǎo)管引出高壓電纜  B630I59V107

25、°  C630I59V346°35KV I段母線A630I59V286°（3）調(diào)整主變型側(cè)相位：向正方向轉(zhuǎn)動(dòng)2×30°=60°即角度加60°  B630I59V167°  C630I59V46°35KV II段母線A630II59V257°（2）對(duì)調(diào)主變Y型側(cè)、型側(cè)導(dǎo)管引出高壓電纜  B630II59V137°  C630II59V17°注：數(shù)字帶陰影表示更改后數(shù)據(jù)有變化。（3

26、）調(diào)整主變型側(cè)相位。經(jīng)過兩次對(duì)調(diào)后，主變差動(dòng)101側(cè)和502側(cè)同名相電流已相差約180，同名相電壓也已同相位；而101側(cè)和501側(cè)相位差正不正確呢？從表格和相量圖中我們看到：IA101超前IA501：228-16°=212°，而不是理想的（116）×30°=150°；UA110超前UA35I：257-226°=31°，而不是理想的11×30°=330°，即-30°，是問題沒找完嗎？不是，是負(fù)序系統(tǒng)造成的。我們進(jìn)行帶負(fù)荷測試時(shí)， 110KV母線電壓是負(fù)序，流入主變101側(cè)的電流也就是負(fù)序

27、，而我們變壓器的接線組別Yn-Y0-d11是在正序系統(tǒng)下的組別，如果用在負(fù)序系統(tǒng)下，組別就變?yōu)榱薡n-Y0-d1了，所以在101側(cè)電流電壓為負(fù)序的情況下，IA101超前IA501：（16）×30°=-150°，即210°；UA110超前UA35I：1×30°=30°?，F(xiàn)在我們將110KV進(jìn)線一次A相、C相引線對(duì)調(diào)，110KV母線電壓和流入主變101側(cè)的電流都由負(fù)序變?yōu)榱苏?，主變接線組別就從Yn-Y0-d1恢復(fù)到 Yn-Y0-d11，對(duì)應(yīng)的變壓器型側(cè)的電流電壓都會(huì)向正方向轉(zhuǎn)動(dòng)2×30°=60°，

28、即IA501變?yōu)镮A501, UA35I變?yōu)閁A35I，如向量圖中虛線所示，這樣一來，主變型側(cè)501的電流電壓向量就吻合d11接線組別了。當(dāng)然其它兩相也一樣，后備501側(cè)電流也一樣，如表中所示。（4）重新計(jì)算差流。經(jīng)過三次調(diào)整，負(fù)序變成了正序、主變Y、型側(cè)實(shí)際接線對(duì)應(yīng)了一次接線圖、型側(cè)電流電壓相位對(duì)應(yīng)了主變d11接線組別，那差流能不能平衡了呢？我們不妨計(jì)算一下：從表格中得到經(jīng)三次調(diào)整后的三側(cè)A相電流，分別是：IA101=1.216°, IA501=0.8168°, IA502=0.84199°。變壓器微機(jī)差動(dòng)保護(hù)采用軟件移相，對(duì)Y側(cè)進(jìn)行Ia=IA-IB、Ib=IB-IC、Ic=IC-IA的移相。主變Y型側(cè)101、502電流都是三相正序?qū)ΨQ電流，這樣一移相，就使每相電流幅值增大到3倍、相位向正方向轉(zhuǎn)動(dòng)30°。所以IA101、IA502經(jīng)軟件移相后變?yōu)椋篒A101= IA101×(3-30°)=(1.2×3