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差動(dòng)保護(hù)作為變壓器的主保護(hù)，對于保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生故障的靈敏度非常高。但往往由于電流互感器二次接線不正確，造成了差動(dòng)保護(hù)正確動(dòng)作率偏低。
在工作中，為了判斷變壓器差動(dòng)保護(hù)電流互感器二次接線是否正確，不但要對其進(jìn)行理論分析，還應(yīng)在負(fù)荷狀態(tài)下進(jìn)行帶負(fù)荷檢驗(yàn)，即采用六角圖測試。通常的做法是，調(diào)整系統(tǒng)一次運(yùn)行方式，使投運(yùn)設(shè)備串接于負(fù)荷電流中，在二次回路中產(chǎn)生大于0.5A的測試電流，以進(jìn)行“六角圖”的測量。但由于系統(tǒng)一次接線的多樣性、運(yùn)行方式的多變性、負(fù)荷大小的變動(dòng)，以及考慮到相應(yīng)保護(hù)的配合等多種因素的制約，往往使實(shí)際操作并不簡單。
以測量主變保護(hù)相量為例，常用方法是調(diào)整運(yùn)行方式，使主變壓器低壓側(cè)帶一條出線，要求該出線負(fù)荷足夠大，或者用站內(nèi)電容器充當(dāng)負(fù)荷。此時(shí)需考慮的問題是：主變壓器高壓側(cè)上級保護(hù)的調(diào)整，主變壓器低壓側(cè)接線方式的調(diào)整，低壓側(cè)出線負(fù)荷的調(diào)整等。實(shí)際工作中，常常因?yàn)槌鼍€負(fù)荷太小，需多次調(diào)整運(yùn)行方式調(diào)動(dòng)負(fù)荷，以滿足測試要求。隨著北京電網(wǎng)的迅速發(fā)展，許多新變電站投運(yùn)時(shí)，往往低壓側(cè)出線還沒有負(fù)荷，甚至部分GIS變電站沒有電容器，導(dǎo)致相量測試無法實(shí)施。對于既無出線負(fù)荷又無低壓側(cè)電容器的變電站，其主變壓器“六角圖”采用環(huán)流法進(jìn)行測量。
一般結(jié)合現(xiàn)場特點(diǎn)，提出了通過調(diào)整并列運(yùn)行的主變分頭，使其產(chǎn)生環(huán)流，利用環(huán)流測量主變壓器保護(hù)相量。這一方法，以下簡稱“環(huán)流法”。
2007年，北京地區(qū)某110kV變電站送電時(shí)還沒有負(fù)荷，因此其主變壓器兩側(cè)差動(dòng)相量無法按正常送電程序完成相量的測試工作，主變壓器差動(dòng)保護(hù)無法投運(yùn)。但為了不給調(diào)試單位的工作增加負(fù)擔(dān)，采用了主變壓器并列運(yùn)行，通過調(diào)節(jié)主變壓器調(diào)壓分頭，在變壓器組中形成環(huán)流的方式完成相量測試。
1 環(huán)流法測試原理
空載的兩臺變壓器并列運(yùn)行，在低壓側(cè)合環(huán)，調(diào)整兩臺主變壓器電壓抽頭，使其產(chǎn)生電壓差，從而在兩臺變壓器中可以測量到無功環(huán)流。為了方便，取兩臺變比不同的單相變壓器并聯(lián)運(yùn)行來分析，分析時(shí)忽略它們的勵(lì)磁電流。
如圖1所示，兩臺單相變壓器a和b的原邊同接至一母線，副邊也同接至另一母線。設(shè)變比ka>kb，即變壓器a的副邊電壓比變壓器b的高，其電壓之差為兩副邊的開路電壓之差，由于兩變壓器空載，其副邊回路產(chǎn)生的電流只能在兩個(gè)副繞組中流通，稱之為環(huán)流，當(dāng)兩臺變壓器變比確定后，其變比短路阻抗是一定的，并列運(yùn)行的環(huán)流大小主要取決于副邊的空載電壓，而此電壓是由主變壓器調(diào)壓抽頭調(diào)節(jié)。另外由于變壓器的漏阻抗比較小，即使變比相差不大，也能引起較大的環(huán)流。綜上所述，通過調(diào)節(jié)并列運(yùn)行主變壓器的電壓抽頭，造成變比差，可以在變壓器內(nèi)部產(chǎn)生適當(dāng)?shù)沫h(huán)流。

2 環(huán)流法測試的應(yīng)用
由于環(huán)流的產(chǎn)生不需要外界條件，只需調(diào)節(jié)主變壓器變比即可，故可應(yīng)用于新投運(yùn)的外橋接線的雙繞組變壓器的主變相量測試工作。
從1998年開始，用這種方法測試無負(fù)荷變電站的主變相量。比如，固定1號變分頭在1檔，則上調(diào)2號變分頭的檔位，產(chǎn)生一次環(huán)流，電流互感器二次也感應(yīng)出相應(yīng)的二次電流。如果二次電流還不能滿足測試精度的要求，則繼續(xù)加大兩個(gè)分頭檔位差，直到滿足精度要求為止。實(shí)際操作中，基本上采用兩個(gè)變壓器分頭差在3個(gè)檔位左右，比如，固定1號變分頭在7檔，調(diào)節(jié)2號變分頭到4檔或10檔，基本上能滿足測試精度的要求。通過幾個(gè)站的試驗(yàn)，均取得了較大的成功，理論分析和實(shí)際測試結(jié)果能很好地結(jié)合。
圖2所示的主接線變電站，相量測試1次即可完成。

圖2 環(huán)流法測相量示意圖
運(yùn)行方式：斷路器111合，斷路器145、102、202，245、201，101合，112分，固定1號變分頭在7檔，調(diào)節(jié)2號變分頭到10檔。
由于兩個(gè)變壓器內(nèi)部電壓不同，將產(chǎn)生環(huán)流。此時(shí)環(huán)流在聯(lián)絡(luò)斷路器145-2#變壓器-斷路器202-245-201-1#變壓器-斷路器101-145中流動(dòng)，111斷路器沒有電流流過。
在這種方式下，能完成1#變壓器主進(jìn)斷路器101對201的相量測試，及2#變壓器主進(jìn)斷路器102對202的相量測試。
3 環(huán)流法的不足和存在問題
對圖2所示的外橋接線的方式，環(huán)流法能完成全部的相量測試，經(jīng)過環(huán)流法確定的差動(dòng)回路接線正確性得到充分的驗(yàn)證，保護(hù)可以投入運(yùn)行。但對圖3所示的外橋接線方式，環(huán)流法測試的差動(dòng)相量不完整，差動(dòng)回路接線正確性不能得到充分的驗(yàn)證，保護(hù)無法投入運(yùn)行的情況。


圖3 外橋式接線方式
為了完成測試，將按電壓等級分兩次完成。
第一次：111（或112）合，斷路器145、301、345、302合，201、202、245分，通過調(diào)節(jié)變壓器分頭，比如使1#變分頭在10，2#變分頭在7，由于兩個(gè)變壓器內(nèi)部電壓不同，將產(chǎn)生環(huán)流1。此時(shí)環(huán)流1在145-2#變壓器-302-345-301-1#變壓器-145中流動(dòng)，111（或112）斷路器沒有電流流過。在這種方式下，能完成145-301，145-302的相量測試，但不能完成斷路器111（或112）對301（或302）的相量測試，而這對變壓器差動(dòng)相量來說是同樣重要的。
第二次，斷路器111（或112）合，斷路器145、201、202、245合、301、345、302分，環(huán)流2在斷路器145-2#變壓器-斷路器202-245-201-1#變壓器-斷路器145中流動(dòng)。同樣，斷路器111（或112）斷路器沒有電流流過。在這種方式下，能完成斷路器145-201，斷路器145-202的相量測試，不能完成斷路器111（或112）對斷路器201（或202）的相量測試。
因此，作為進(jìn)線電源的111、112在環(huán)流法測相量的方式中不能判定其電流相量是否正確，在2個(gè)變壓器分列運(yùn)行的情況下，差動(dòng)保護(hù)不能投入。除非運(yùn)行方式改為：斷路器111通過145帶2#變或112通過145帶1＃變壓器，只有這兩種方式，環(huán)流法所測相量才有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。并且，一旦將來帶上負(fù)荷，由于電流大小、方向的改變，所有的相量必須重新測試，不僅僅是補(bǔ)測斷路器111對斷路器201、301和斷路器112對202、302的相量。
這種方式下，要保證變電站發(fā)電順利，主變壓器保護(hù)投運(yùn)，必須由施工方、調(diào)試方、驗(yàn)收方三方共同確保主變壓器各側(cè)電流互感器的極性、變比準(zhǔn)確無誤，相量關(guān)系等待常有負(fù)荷后再另行補(bǔ)測。 (責(zé)任編輯：電工網(wǎng))