变压器一次接线反序对差动保护的影响

摘要：差动保护作为变压器的主保护主要是反映变压器绕组、套管及引出线上的故障。结合实例从相量图和现场数据分析差动保护在不同接线方式下Y-变换变压器各侧电流幅值和相位进行补偿。

关键词：变压器、差动保护、接线组别、Y-变换、补偿

中图分类号：TM4文献标识码： A

变压器是电力系统中的重要元件，它的安全运行对于保证电力系统的正常运行和对供电的可靠性以及电能质量起着决定性的作用，同时大容量变压器的造价也十分昂贵。因此针对变压器的保护装置可靠动作显得尤为重要，目前电力系统中大型变压器普遍采用数字式微机差动保护作为主保护。微机保护装置接线和整定简单、保护动作可靠，需根据实际情况对其进行合理整定，如果粗心大意或与实际运行方式不符就有可能造成差动保护误动或拒动。

本文就一起变压器差动保护的接线方式问题引起的差流进行分析和探讨。

1、一起主变压器差动保护负荷六角图测量分析

2012年5月韶关某110kV新建用户变电站带电容器启动主变。主变为SZ11-20000/110型双绕组变压器，联结组别为Y/d-11方式。主变差动保护采用南瑞继保RCS-9671C型变压器差动保护装置，变高侧变比400/5、变低侧变比2500/5、电容器容量4300Kvar。主变投运带电容器差动保护六角图测量时，保护装置显示差流Icd=0.2Ie，测量数据如下表-1所示：

表-1

变低电压滞后变高电压30°其对应的负荷六角图如图-1所示：

正常情况下Y/d-11型变压器带电容器启动时由于变压器高低压侧之间存在30°相位差，其正确相量图应为图-2所示：

2、原因分析

通过两相量图比较发现滞后60°。根据二次电流值及相位角大小发现各侧电流大小一致、相序正确，而且装置调试时已对CT极性做过认真检查，可以基本排除某一相或极性问题的可能性。是何原因导致偏离60°，从相量图-1可以直观的发现滞后30°，而对于Y/D-11变压器来说应超前30°，显然主变的联结组别可能有问题。不妨先分析一下主变Y/d-11的联结方式如图-3-a所示：

若将顺时针旋转60°如图-3-b所示其联结组别图刚好和Y/d-1型一样，难道是变压器的联结组别标示有误，因业主只委托我们对该站的保护装置进行调试，固不能确认是否是主变联结组别有问

题。后经证实由于该站一次主接线采用线变组型式，线路进站时面向线路从左至右分别为A、B、C；而主变的高压套管相序固定为面向主变方向从左至右分别为A、B、C；固进入主变时其相序则变为C、B、A的反相序。在Y/d-11联结方式中变低绕组为a-xc-zb-ya的逆序三角形连接，如果将变高相序反序如图-3-c所示：以C、B、A的反相序进入高压侧，则其低压绕组就相应的成为a-xb-yc-za的顺序三角形连接。从上面Y/d-11和Y/d-1接线图比较能够很直观的看出，若将Y/d-11联结的正相序换成反相序其联结组别就变成了Y/d-1联结型式。由此可以得出该装置差流原因是因为变高一次进线反序改变了变压器连接组别而保护装置内部Y-校正时仍采用Y/d-11方式造成的。

南瑞继保RCS-9671C型变压器差动保护装置高、低压侧CT二次回路均按星型接线进入装置，通过软件进行Y-变换及平衡系数调整，对变压器各侧电流幅值和相位进行补偿。对于接线方式为Y/d-11的变压器（高、低压侧分别接入装置的第一侧和第四侧）变换调整后的电流为：

Ie为根据变压器最大额定容量归算到本侧CT二次的等值额定电流值，即等值额定电流值考虑了接线系数，为Y-变换后的额定电流值。

其中

校正之后其差动电流计算公式为

参照RCS-9671C装置说明书接线方式Kmode整定对应表如表-2所示，结合相量图如图-4所示：如采用Kmode=1方式进行内部校正时，其校正后的如图所示，将与互为120°的夹角，必然会产生差流。

表-2

变压器一次接线方式 CT接成全星型时“变压器接线方式”整定值 CT在装置外部进行Y-转换时 “变压器接线方式”整定值

Y/Y-12/Y-12/Y-12 00 10

Y/Y-12/Y-12/-11 01 11

Y/Y-12/-11/-11 02 12

Y/-12/-11/-11 03 13

Y/Y-12/Y-12/-1 04 14

而对于接线方式为Y/d-1的变压器（高、低压侧分别接入装置的第一侧和第四侧）变换调整后的电流则为：

如采用Kmode=4方式进行内部校正时，其校正后的如图-4所示，与方向相反，消除了因相位产生差流的原因。

下面以现场启动数据加以分析论证：

启动时其变高侧电流有效值为

启动时其变低侧电流有效值为

如采用Kmode=1方式进行内部校正时，将产生的差流，与装置显示的0.2Ie差流基本相符。

如采用Kmode=1方式校正时，由于两相量大小相等、方向相反，故其差流为0。

3.整改措施

如要改变一次接线的相序，就必须改变主变压器高压侧隔离开关至变高套管之间的连线。由于该站一次主接线采用的是线变组形式，在间隔内不具备换相空间，故执行起来难度较大。考虑到该站是一个单一电源的负荷终端站，不涉及电网的并列问题，用户可根据实际需要自行灵活的更换各用电设备相序。经综合考虑，对一次接线方式不做更改，只对保护装置内部校正接线方式Kmode控制字进行修改，即将原Y/d-11型式改为Y/d-1运行。

4.结束语

本文针对一起Y/d-11接线组别的变压器差动保护，因微机保护装置内部校正接线方式控制字与实际运行不对应而出现的相角差产生的差流。结合相量图利用现场数据对保护装置内部校正原理加以分析论证，从实践和理论两方面对保护产生差流的原因进行了探讨。在实际工作中必须保证差动回路的正确性，才能保证发生外部故障时差动保护可靠不动作，而在内部故障时可靠动作，从而保证电网安全可靠运行。

参考文献

【1】张明林《电力系统微机继电保护新技术及自动化装置调试手册》

中国电力出版社2006年

【2】魏涤非 《电机技术》中国水利出版社2004年

【3】《RCS-9671C变压器保护技术和使用说明书》南京南瑞继保电气有限公司