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[摘 要]就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，结合变压器差动保护的原理，提出了带负荷测试的内容及分析、判断方法。
[关键词]变压器差动保护；带负荷测试；数据分析
中图分类号：G623.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）46-0276-01
引言：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全运行。差动保护的运行情况及其整定、接线的正确性唯有用负荷电流检验。下面针对这些问题做出分析与探讨。
1 变压器差动保护的原理
差动保护是采用基尔霍夫电流定理工作的，当变压器正常工作或区外故障时，将其看作理想变压器，则流入变压器的电流和流出电流相等，差动继电器不动作。当变压器内部故障时，两侧（三侧）向故障点提供短路电流，差动保护受到的二次电流的和正比于故障点电流，差动继电器动作。
2 变压器差动保护带负荷测试的重要性
变压器差动保护原理简单，但实现方式复杂，加上各种差动保护在实现方式细节上的各不相同，更增加了其在具体使用中的复杂性，使人为出错机率增大，正确动作率降低。如许继公司的微机变压器差动保护计算Y-△接线变压器Y型侧额定二次电流时不乘以，而南瑞公司的保护要乘以。这些细小的差别，设计、安装、整定人员很易疏忽，从而造成保护误动、拒动。为防患于未然，就必须在变压器差动保护投运时进行带负荷测试。
3 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（线接错、极性弄反、平衡系数算错等），就要收集充足、完备的测试数据。
3.1 差流（或差压）
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（或差压）是差动保护带负荷测试的重要内容。电流平衡补偿的差动继电器，用钳形相位表或通过微机保护液晶显示屏依次测出A相、B相、C相差流，并记录；磁平衡补偿的差动继电器，用交流电压表的毫伏档依次测出A相、B相、C相差压，并记录。
3.2 各侧电流的幅值和相位
只凭借差流判断差动保护正确性是不够的，因为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，还要用钳形相位表在保护屏端子排依次测出变压器各侧A相、B相、C相电流的幅值和相位，并记录。
3.3 变压器负荷情况
通过控制屏上的电流、有功、无功功率表，或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。
负荷电流要多大呢？当然越大越好，负荷电流越大，各种错误在差流中的体现就越明显，就越容易判断。然而，实际运行的变压器，负荷电流受网络限制，不会很大，但应满足所用测试仪器精度要求，以及差流和负荷电流的可比性。若二次负荷电流只有0.2A而差流有65mA时，判断差动保护的正确性就很困难。
4 变压器差动保护带负荷测试数据分析
数据收集完后，对于测得的数据我们应从以下几方面着手：
4.1 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，如端子箱内定义为A相电流回路的电缆芯接在了C相CT上，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，比如一根电缆芯在端子箱接A相电流回路，在保护屏上却接B相电流输入端子，该情况一般是安装人员的马虎造成。
4.2 看电流对称性
每侧A相、B相、C相电流幅值基本相等，相位互差120°，即A相电流超前B相120°，B相电流超前C相120°，C相电流超前A相120°。若一相幅值偏差大于10%，则有可能：
a）变压器负荷三相不对称，一相电流偏大或一相电流偏小。
b）变压器负荷三相对称，但波动较大，造成测量一相电流幅值时负荷大，而测另一相时负荷小。
c）某一相CT变比接错，如该相CT二次绕组抽头接错。
d）某一相电流存在寄生回路，比如某一根电缆芯在剥电缆皮时绝缘损伤，对电缆屏蔽层形成漏电流，造成流入保护屏的电流减小。
4.3 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，得到实际CT变比，该变比应和整定变比基本一致。若偏差大于10%，则有可能：
a）CT的一次线未按整定变比进行串联或并联。
b）CT的二次线未按整定变比接在相应的抽头上。
4.4 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
这里要将两种接线分别对待，一种是将变压器Y型侧CT二次绕组接成△，另一种是变压器各侧CT二次绕组都接成Y型。对于前一种接线，其两侧二次电流相位应相差180°，对于后一种接线，其两侧二次电流相位相差角度与变压器接线方式有关。如一台变压器为Y-Y-△-11接线，当其高、低压侧运行时，其高压侧二次电流应超前低压侧150°，而当其高、中压侧运行时，其高压侧二次电流和中压侧电流仍相差180°。若两侧同名相电流相位差不满足上述要求（偏差大于10°），则有可能：
a）将CT二次绕组组合成△时，极性弄错或相别弄错，如Y-Y-△-11变压器在组合Y型侧CT二次绕组时，组合后的A相电流应在A相CT极性端和B相CT非极性端（或A相CT非极性端和B相CT极性端）的连接点上引出，而不能在A相CT极性端和C相CT非极性端（或A相CT非极性端和C相CT极性端）的连接点上引出。
b）一侧CT二次绕组极性接反。在安装CT时，由于某种原因其一次极性未能按图纸摆放时，二次极性要做相应颠倒，若二次极性未颠倒，就会发生这种情况。
4.5 看差流（或差压）大小，检查整定值的正确性
对励磁电流和改变分接头引起的差流，变压器差动保护一般不进行补偿，而采用带动作门槛和制动特性来克服，所以，测得的差流（或差压）不会等于零。那用什么标准来衡量差流（差压）合格呢？ 对于差流，我们不妨用变压器励磁电流产生的差流值为标准。如一台变压器的励磁电流（空载电流）为1.2%， 基本侧额定二次电流为5A，则由励磁电流产生的差流等于1.2%×5=0.06A，0.06A便是我们衡量差流合格的标准。对于差压，规定为：差压不能大于150mV。若变压器差流不大于励磁电流产生的差流值（差压不大于150mV），则该台变压器整定值正确；则有可能：
a）变压器实际分接头位置和计算分接头位置不一致。
b）变压器Y型侧额定二次电流算错
由于微机变压器差动保护在“计算Y型侧额定二次电流乘不乘”问题上没有统一，所以，整定人员容易将Y型侧额定二次电流算错，从而，造成平衡系数整定错。我公司在马镇变主变更换后，曾经发生过整定人员在计算时没有将额定二次电流乘造成平衡系数算错，带负荷测试时，发现差流很大，不符合要求的情况。
c）平衡系数算错
计算平衡系数时，通常是先将基本侧平衡系数整定为1，再用基本侧额定二次电流除以另侧电流得到另侧平衡系数，若误用另侧额定二次电流除以基本侧电流，平衡系数就会算错。
5 结语
带负荷测试对变压器差动保护的安全运行起着至关重要的作用，对其我们要加以重视。带负荷测试前，要深入了解变压器差动保护原理、实现方式和定值意义，熟悉现场接线；带负荷测试中，要按照带负荷测试内容，认真、仔细、全面收集数据；带负荷测试后，要对照上述4条分析方法，逐一检查和判断。只要切实做到这几点，变压器差动保护就万无一失了。
[关键词]变压器差动保护；带负荷测试；数据分析
中图分类号：G623.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）46-0276-01
引言：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全运行。差动保护的运行情况及其整定、接线的正确性唯有用负荷电流检验。下面针对这些问题做出分析与探讨。
1 变压器差动保护的原理
差动保护是采用基尔霍夫电流定理工作的，当变压器正常工作或区外故障时，将其看作理想变压器，则流入变压器的电流和流出电流相等，差动继电器不动作。当变压器内部故障时，两侧（三侧）向故障点提供短路电流，差动保护受到的二次电流的和正比于故障点电流，差动继电器动作。
2 变压器差动保护带负荷测试的重要性
变压器差动保护原理简单，但实现方式复杂，加上各种差动保护在实现方式细节上的各不相同，更增加了其在具体使用中的复杂性，使人为出错机率增大，正确动作率降低。如许继公司的微机变压器差动保护计算Y-△接线变压器Y型侧额定二次电流时不乘以，而南瑞公司的保护要乘以。这些细小的差别，设计、安装、整定人员很易疏忽，从而造成保护误动、拒动。为防患于未然，就必须在变压器差动保护投运时进行带负荷测试。
3 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（线接错、极性弄反、平衡系数算错等），就要收集充足、完备的测试数据。
3.1 差流（或差压）
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（或差压）是差动保护带负荷测试的重要内容。电流平衡补偿的差动继电器，用钳形相位表或通过微机保护液晶显示屏依次测出A相、B相、C相差流，并记录；磁平衡补偿的差动继电器，用交流电压表的毫伏档依次测出A相、B相、C相差压，并记录。
3.2 各侧电流的幅值和相位
只凭借差流判断差动保护正确性是不够的，因为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，还要用钳形相位表在保护屏端子排依次测出变压器各侧A相、B相、C相电流的幅值和相位，并记录。
3.3 变压器负荷情况
通过控制屏上的电流、有功、无功功率表，或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。
负荷电流要多大呢？当然越大越好，负荷电流越大，各种错误在差流中的体现就越明显，就越容易判断。然而，实际运行的变压器，负荷电流受网络限制，不会很大，但应满足所用测试仪器精度要求，以及差流和负荷电流的可比性。若二次负荷电流只有0.2A而差流有65mA时，判断差动保护的正确性就很困难。
4 变压器差动保护带负荷测试数据分析
数据收集完后，对于测得的数据我们应从以下几方面着手：
4.1 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，如端子箱内定义为A相电流回路的电缆芯接在了C相CT上，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，比如一根电缆芯在端子箱接A相电流回路，在保护屏上却接B相电流输入端子，该情况一般是安装人员的马虎造成。
4.2 看电流对称性
每侧A相、B相、C相电流幅值基本相等，相位互差120°，即A相电流超前B相120°，B相电流超前C相120°，C相电流超前A相120°。若一相幅值偏差大于10%，则有可能：
a）变压器负荷三相不对称，一相电流偏大或一相电流偏小。
b）变压器负荷三相对称，但波动较大，造成测量一相电流幅值时负荷大，而测另一相时负荷小。
c）某一相CT变比接错，如该相CT二次绕组抽头接错。
d）某一相电流存在寄生回路，比如某一根电缆芯在剥电缆皮时绝缘损伤，对电缆屏蔽层形成漏电流，造成流入保护屏的电流减小。
4.3 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，得到实际CT变比，该变比应和整定变比基本一致。若偏差大于10%，则有可能：
a）CT的一次线未按整定变比进行串联或并联。
b）CT的二次线未按整定变比接在相应的抽头上。
4.4 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
这里要将两种接线分别对待，一种是将变压器Y型侧CT二次绕组接成△，另一种是变压器各侧CT二次绕组都接成Y型。对于前一种接线，其两侧二次电流相位应相差180°，对于后一种接线，其两侧二次电流相位相差角度与变压器接线方式有关。如一台变压器为Y-Y-△-11接线，当其高、低压侧运行时，其高压侧二次电流应超前低压侧150°，而当其高、中压侧运行时，其高压侧二次电流和中压侧电流仍相差180°。若两侧同名相电流相位差不满足上述要求（偏差大于10°），则有可能：
a）将CT二次绕组组合成△时，极性弄错或相别弄错，如Y-Y-△-11变压器在组合Y型侧CT二次绕组时，组合后的A相电流应在A相CT极性端和B相CT非极性端（或A相CT非极性端和B相CT极性端）的连接点上引出，而不能在A相CT极性端和C相CT非极性端（或A相CT非极性端和C相CT极性端）的连接点上引出。
b）一侧CT二次绕组极性接反。在安装CT时，由于某种原因其一次极性未能按图纸摆放时，二次极性要做相应颠倒，若二次极性未颠倒，就会发生这种情况。
4.5 看差流（或差压）大小，检查整定值的正确性
对励磁电流和改变分接头引起的差流，变压器差动保护一般不进行补偿，而采用带动作门槛和制动特性来克服，所以，测得的差流（或差压）不会等于零。那用什么标准来衡量差流（差压）合格呢？ 对于差流，我们不妨用变压器励磁电流产生的差流值为标准。如一台变压器的励磁电流（空载电流）为1.2%， 基本侧额定二次电流为5A，则由励磁电流产生的差流等于1.2%×5=0.06A，0.06A便是我们衡量差流合格的标准。对于差压，规定为：差压不能大于150mV。若变压器差流不大于励磁电流产生的差流值（差压不大于150mV），则该台变压器整定值正确；则有可能：
a）变压器实际分接头位置和计算分接头位置不一致。
b）变压器Y型侧额定二次电流算错
由于微机变压器差动保护在“计算Y型侧额定二次电流乘不乘”问题上没有统一，所以，整定人员容易将Y型侧额定二次电流算错，从而，造成平衡系数整定错。我公司在马镇变主变更换后，曾经发生过整定人员在计算时没有将额定二次电流乘造成平衡系数算错，带负荷测试时，发现差流很大，不符合要求的情况。
c）平衡系数算错
计算平衡系数时，通常是先将基本侧平衡系数整定为1，再用基本侧额定二次电流除以另侧电流得到另侧平衡系数，若误用另侧额定二次电流除以基本侧电流，平衡系数就会算错。
5 结语
带负荷测试对变压器差动保护的安全运行起着至关重要的作用，对其我们要加以重视。带负荷测试前，要深入了解变压器差动保护原理、实现方式和定值意义，熟悉现场接线；带负荷测试中，要按照带负荷测试内容，认真、仔细、全面收集数据；带负荷测试后，要对照上述4条分析方法，逐一检查和判断。只要切实做到这几点，变压器差动保护就万无一失了。