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变压器差动保护相量测量的新方法及分析

【摘要】电力变压器是电力系统重要的变电设备，对确保供电可靠性和系统

正常运行具有重要作用。大容量的变压器都安装有性能良好、工作可靠的差动保

护装置作为变压器的主保护。变压器差动保护投入运行之前，我们必须带负荷测

量变压器各侧电流的相位和数值大小，以校核电流回路接线是否正确。从而可以

发现并解决变压器差动保护在设计、安装、整定过程中可能出现的各种问题。为

了保证电流大小及相位测量正确，克服电流互感器误差等影响差动回路电流的因

素，通常要求变压器在带20%-30%负荷下进行相位测量。文中详细的论述在差

动保护向量测试中，我们需要检验测哪些量，测得的数据如何进行分析、判断等。

同时，我们就新站所投入前出线负荷太小或低压侧出线还没有负荷，导致向量测

试无法实施时，我们经常采用空载的两台变压器并列运行，在低压侧合环，调整

两台主变压器电压抽头，使其产生电压差，从而在两台变压器中可以测量到无功

环流，这样仍旧可以对变压器差动保护电流二次回路相位进行测量。

【关键词】差动保护;向量;带负荷测试;环流法;数据分析

1.带负荷测变压器差动向量

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？最快捷、准确的方

法是用负荷电流检验。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。

1.1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、极性弄错、平衡系数算

错等等），就要收集充足、完备的测试数据。实际运行中由于条件限制，测量数

据前至少应保证CT二次电流不小于0.3A。

1.1.1差流

变压器差动保护是靠各侧CT二次电流和差流工作的，所以，差流是差动保

护带负荷测试的重要内容，对于微机型保护装置应进入相应的界面，读取差流数

值。测试前应断开差动保护跳闸压板。

1.1.2各侧电流的幅值和相位

只凭借装置读取差流来判断差动保护正确性是不充分的，在负荷电流较小

时，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，还要测出变压器各侧电流的

幅值和相位并记录。同时与微机保护装置测量的电流幅值和相位进行核对。通过

以高压侧电压为基准测出主变各侧电流的大小及相角，按比例绘制而成，形成一

个等边六角图。测试各侧电流的幅值和相位一般采用三相智能数字相位表，只须

将三相电压、三相电流按板性端接入相位表，即可在表上直观显示各式各参量的

大小、角度以及相序相位。

1.1.3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，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。

1.2变压器差动保护负荷测试数据分析

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，如对变压器差动保护向量分析错误，将直接威胁变压器安全运行。那么对

于测得的数据我们应从哪些方面着手呢？

1.2.1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，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，这种情况一般由安装人员的马虎造成。

1.2.2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?，若一相幅值偏差

大于10%或相位偏差大于10%，则有可能：a.变压器负荷三相不对称，一相电流

偏大或偏小。b.变压器负荷三相对称，但波动较大，造成测量中出现波动。c.某

一相CT变比接错，该相CT二次绕组抽头接错。d.某一相电流存在寄生回路，

造成回路电流减小和相位偏移。e.变压器负荷功率因数波动较大，造成测量时相

位波动大。

1.2.3看各侧电流幅值，核实CT变比

用变压器各侧一次电流除以二次电流，得到计算CT变比，该变比应与实际

变比一致。

1.2.4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