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1、变压器差动保护CT二次接线杨振国提要：分析变压器差动保护CT二次接线越级跳闸的原因，指出现场接线常出现的错误，介绍如何分析电路及正确接线的方法。关键词：变压器 差动保护 CT二次接线新安装的变压器投入运行后，往往在低压侧主母线出现短路时，或输电线路故障时引起变压器差动保护动作的越级跳闸事故。究其原因，大多是差动保护CT二次回路接线错误。变压器的纵联差动保护是按比较其各侧电流的大小和相位而构成的一种保护。正常运行及外部短路时，流入差动继电器的电流应等于零。但实际上由于变压器的励磁漏流，接线方式和电流互感器的误差等因素的影响，继电器中有不平衡电流流过；而在保护范围内短路时，差动回路电流应为各侧电流
2、的算术和，从而使差动保护动作，切除故障。根据差动保护的特点，为了达到上述要求，在设计和保护定值计算中对差动的回路中产生不平衡电流的五个因素进行补偿。其中之一便是对其接线组别的补偿。若变压器的接线组别为Y/d-11(以35/10KV双绕组变压器为例)。这样，变压器高低压侧电流之间就存在着30的相位差，若不采取补偿措施，将会在差动回路中产生不平衡电流。为此，我们通常采用将变压器高压侧CT二次绕组接成型，将低压侧CT二次绕组接成Y型来进行相应补偿。这样，在现场接线中，便存在CT 二次绕组型本身如何接线及与Y型接线相对应的极性问题。这个问题稍不注意便会出现接线错误。怎样做到正确接线呢？先来分析一下几种
3、可能的接线方式： 图1是工程上常用的一种接 iA i/A 方式。图中iA、iB、iC分别为变 X a 压器高压CT二次绕组三相电流， iB i/B 差 ia、ib、ib分别为变压器低压侧CT Y b 二次绕组三相电流。 iC i/C 动 下面对图1进行相量分析。 Z c 现假定变压器高低压侧电流 继 均从其两侧CT的极性端子L1流 ia i/a 入，L2流出。 X/ a/ 电 iA i/A ib i/b Y/ b/ 器 ic i/c i/B Z/ c/ iC iB i/C （a） (b) ia(i/a) i/c 图1 ib(i/b) i/b ic(i/C) i/a (c) (d) 图2在正常运
4、行情况下，先画出iA、iB、iC相量与如图2（a）。根据图1可得： i/A=iA-iB i/B=iB-iC i/C=iC-iA作出i/A、i/B、i/C相量如图2（b）。从图2（a）、图2（b）可看出i/A、i/B、i/C分别比iA、iB、iC超前30。又当变压器组别为Y/d11时，变压器低压侧电流相位将超前高压侧电流相位30。这样可作出ia、ib、ic相量如图2（c）。从图1中可知ia=i/a、ib=i/b、ic=i/c故图2（c）同样也适用于i/a，i/b、i/c 。比较图2（b）与图2（c）可知，i/A与ia，i/B与i/b，i/C与i/c均为同相。显然不能满足它们应该反相的要求。如果变
5、压器高压侧CT的一次电流从L1流入，L2流出，而低压侧CT一次电流从L2流入L1流出。那么图1中ia（i/a）、ib（i/b）、ic（i/c）将与图2（c）中的相应相量反相，如图2（d）。此时i/a与i/A、i/b与i/B、i/c与i/C分别反相，这样便满足了差动保护的要求。当变压器高压侧CT一次电流从L2流入，L1流出，而低压侧CT一次电流从L1流入L2流出时，依上述分析，也可得出同样的结论。由此可分析出图1在上述条件下，当变压器内、外部短路时，均满足差动保护要求。在实际工程中，变压器高压侧CT一次电流基本为L1流入L2流出，而变压器低压侧总屏隔板上所装CT上端为L1，下端为L2。这样，变压
6、器低压侧电流通道为：主变低压侧 母线桥 CT下端L2 CT上端L1 开关 主母线。即低压侧CT一次电流为L2流入，L1流出，与前面分析的条件相同。因此，采用图1的接线方式能适应此种情况。若变压器差动保护采用低压侧总屏内或母线桥上的其它CT，且一次电流又从该CT的L1流入，L2流出，高压侧CT的一次电流均为L1流入L2流出，则可采用如下两个方法，使CT二次接线满足要求，实际上就是在图1的基础上，将任一组CT二次绕组电流反相。方法一：将变压器高压侧CT二次接线保持不变，而将低压CT的二次绕组a/、b/、c/连接成中心点，再分别从X/、Y/、Z/处引低压差动臂，即将图1中a/与X/、b/与Y/、c/
7、与Z/互换。这样也相当于将图1中的i/a、i/b、i/c分别反相180，使之与图2（d）相同，以满足要求。方法二：保持变压器低压侧CT二次接线不变，将变压器高压侧CT二次接线在图1基础上使a与X、b与Y、c与Z互换，也就是将iA、iB、iC的方向在图1基础上反相，并从X、Y、Z处分别引出高压侧三个差动臂。如图3所示： iA i/A 下面通过相量分析来说明其 a X 正确性。 iB i/B 差 iA b Y i/C iC i/C 动 i/B c Z ia i/a 继 iC iB i/A X/ a/ 图3 (a) (b) ib i/b 电 Y/ b/ ia(i/a) ic i/C 器 图4 ib(
8、i/b) Z/ c/ ic(i/c) (c) 在正常运行时，作出iA、iB、iC相量如图4（a）。从图3得： i/A=iB-iA i/B=iC-iB i/C=iA-iC作出i/A、i/B、i/C相量如图4(b)。从图4（a）、图4（b）可以看出：i/A比iA、i/B比iB、i/C比iC分别滞后150。根据变压器Y/d-11接线组别的特点，作出ia（i/a）、ib（i/b）、ic（i/c）相量如图4（c）。比较图4(b)与图4(c)可知：i/A与i/a、i/B与i/b、i/C与i/c恰好反相，满足要求。因此可分析出在此中接线下，变压器内、外部短路时均可满足要求。依照以上分析，同样可得出：当变压器
9、高低压侧CT一次电流各从L2流入，L1流出时图3接线满足要求。因此，我们可得出下述结论：当变压器高低压侧CT一次电流流向相对其各自极性端子L1、L2为相同时（即两侧各从L1流入L2流出），则可采用图3接线方式或上述所说方法一。当变压器高低压侧CT一次电流流向相对其各自极性端子L1、L2为相反时（即一侧电流为L1流入L2流出，而另侧电流为L2流入L1流出），则可采用图1的接线方法。下面再分析一下一种常见的错误接线如图5。此种接线的特点：变压器 高压侧CT二次接线绕组 iA i/A a连Z、b连X、c连Y， X a 并且高压侧三个差动臂分 iB i/B 差 别从a、b、c处引出。 Y b 在正常运
10、行情况下， iC i/C 动 假定变压器高、低侧CT Z c 一次电流各从L1流入， ia i/a 继 L2流出，作出iA、iB、iC相 X/ a/ 量如图6（a）。 ib i/b 电 iA i/A Y/ b/ ic i/c 器 i/C Z/ c/ iC iB i/B （a） （b） 图5 i/a (ia) i/b (ib) i/c (iC) (c) 图6 根据图5可得： i/A=iA-iC i/B=iB-iA i/C=iC-iB作出i/A、i/B、i/C相量如图6（b）。从图6(a)、图6(b)可看出：i/A比iA、i/B比iB、i/C比iC分别滞后30。根据变压器Y/d-11接线组别特点，
11、作出i/a（ia）、i/b（ib）、i/c（ic）相量如图6（c）。比较图6(b)、图6(c)可知：i/A与i/a、i/B与i/b、i/C与i/c分别相差60。故不管哪侧CT二次绕组倒相或极性接线变化均不能满足要求。外部故障时，知路电流流向与正常负载电流流向一致。因此，图6的相量关系也适合此种短路故障。这时差动回路将流过很大的不平衡电流，使差动保护误动作。因此，根据正常运行及外部故障分析可知：图5是种错误的接线，这在现场接线中最常见。下面又分析一下接线不慎，造成的错误接线如图7。此种接线特点，变压器高压 侧CT二次绕组a连b、Y连Z、 iA i/A c连X并且高压侧三个差动臂分 X a 别从a
12、、b、c处引出。 iB i/B 差 在正常运行情况下，假定变 Y b 压器高、低压侧CT一次电流各 iC i/C 动 从L1流入、L2流出，作出iA、 Z c iB、iC相量如图8（a）。 ia i/a 继 iA i/B X/ a/ i/A ib i/b 电 Y/ b/ iC iB ic i/c 器 (a) i/C (c) Z/ c/ i/a (iA) 图7 i/b (iB) i/C (ic) (c) 图8 根据图7可得： i/A=iA+iB i/B=-iB-iC i/C=iC-iA 作出i/A、i/B、i/C相量如图8（b）。从图8（a）图8（b）可看出：i/A比iA滞后60。i/B比iB滞
13、后240（即i/B比iB超前120），i/C比iC滞后30。根据变压器Y/d-11接线组别特点，作出i/a（ia）、i/b（ib）、i/c（ic）相量如图8（c）。比较图8（b）、图8（c）可知：i/A与i/a相差90，i/B与i/b相差90，i/C与i/c相差0。故不管哪侧CT二次绕组倒相或极性接线变化均不能满足要求。外部故障时，短路电流流向与正常负荷电流流向一致。因此，图8的相量关系也适合此种短路故障。这时差动回路将流过很大的不平衡电流，使差动保护误动作。因此，根据正常运行及外部故障分析可知，图7也是一种常见的错误接线，这在施工现场接线中也最为常见及普遍。综观上述分析可知：在现场进行差动保
14、护CT二次接线时，必须按图9的正确接线方式进行接线。首先核对变压器高、低压侧CT一次电流流向相对其各自极性端子L1、L2是否相同，再核对设计图纸决定采用哪种接线方式（因设计图纸所考虑的一次电流流向与其极性的关系，往往与现场不符合）。若设计图纸与现场实际不符，则根据上述所分析原则确定接线方式，并修改设计图。接线完毕后，再仔细进行复查。并记住不能接成图5、图7的方式，也就是说：若将变压器高压侧A相CT的二次绕组a端与C相CT的二次绕组Z端相连而成型接线，则不能从a、b、c三端引出高压侧CT二次绕组差动臂。对图1、图3的接线方式及适用范围也可用下面简短的话来概括：若变压器两侧CT一次电流流向相反时（
15、相对本身其极性端子L1、L2），则变压器高压侧CT二次绕组A相的头a端连B相的尾Y端成型，并从a、b、c端引差动臂，低压侧CT接线按常规不变。若变压器两侧电流流向相同时（相对本身其极性端子L1、L2），则采用高压侧CT二次绕组A相的头a端连C相的尾Z端成型，并从X、Y、Z端引差动臂，低压侧CT二次接线按常规不变。 为了保证变压器纵联差动保 A B C i/A 护的正确动作，在其投入运行前， iB iC i/C 必须进行系统调整。测量每相中 iA 差 的二次电流并检查其相位以及各 动 相电流之间的相位关系。在有条 i/B 继 件的情况下，要做系统大电流的 1DL 电 试验，测量二次电流及其相位，
16、 器 作出相量六角图，核对相位正确 dY 与否。没有条件做系统大电流试 验时，在投入运行时必须要用相 2DL 位测试仪器直接测量二次电流的 相位。如果二次电流相位不正确， ia ib ic i/b 要用上述所分析的理论及方法检 A B C i/c 查CT二次绕组接线的正确性， i/a 并用上述任一种正确接法进行改 图9 相，在正常运行或穿越性短路时，差动继电器内仅流过末被补偿的不平衡电流。在保护区内故障时，通过差动回路内的故障电流。使继电器动作于断路器，切断被保护的设备。三角形接法的作用 主变为什么低压侧要采用三角接法高压侧采用Y型接法? 解释1 主变低压侧接成三角形是为了消除三次谐波。防止大
17、量谐波向系统输送引起电网电压波形畸变。三次谐波的一个重要特点就是同相位它在三角形侧可以形成环流从而有效的削弱谐波向系统输送保证供电质量。还有零序电流也可以在三角形接线形成环流因为主变高压侧采用中性点直接接地防止低压侧发生故障时零序电流窜入高压侧使上级电网零序保护误动作。主变高压侧接星型是为了降低线路的损耗和减小线路的电流及减少有色金属和提高中性点接地等。低压侧接三角型是因三角型有三次谐波衰减作用。 解释2 在变压器中都希望原、副边有一侧接成三角形这是为了有一侧可以为三次谐波电流提供回路从而可以保证感应电势为正弦波避免产生畸变。而三角形联结的绕组在原边或在副边所起的作用是一样的。但是为了节省绝缘
18、材料实际上总是高压侧采用星形接法低压侧采用三角形接法。 1、因为高压侧在一定线电压下其相电压仅为线电压的1/3而绝缘通常按相电压设计所以用料较少。就是绝缘层不用包那么厚否则圈数相同的情况下导线长度要增加。相应的来说铁芯不必因为绕组体积而做的大一些。并且主系统为大电流三角形接法的作用 主变为什么低压侧要采用三角接法高压侧采用Y型接法? 解释1 主变低压侧接成三角形是为了消除三次谐波。防止大量谐波向系统输送引起电网电压波形畸变。三次谐波的一个重要特点就是同相位它在三角形侧可以形成环流从而有效的削弱谐波向系统输送保证供电质量。还有零序电流也可以在三角形接线形成环流因为主变高压侧采用中性点直接接地防止
19、低压侧发生故障时零序电流窜入高压侧使上级电网零序保护误动作。主变高压侧接星型是为了降低线路的损耗和减小线路的电流及减少有色金属和提高中性点接地等。低压侧接三角型是因三角型有三次谐波衰减作用。 解释2 在变压器中都希望原、副边有一侧接成三角形这是为了有一侧可以为三次谐波电流提供回路从而可以保证感应电势为正弦波避免产生畸变。而三角形联结的绕组在原边或在副边所起的作用是一样的。但是为了节省绝缘材料实际上总是高压侧采用星形接法低压侧采用三角形接法。 1、因为高压侧在一定线电压下其相电压仅为线电压的1/3而绝缘通常按相电压设计所以用料较少。就是绝缘层不用包那么厚否则圈数相同的情况下导线长度要增加。相应的
20、来说铁芯不必因为绕组体积而做的大一些。并且主系统为大电流波的360相当于三次谐波的3x360。由于基波各相差120相位对于三次谐波来说是3x120=360角度差360就相当于没有相位差他们是同方向的。如果发电机接成三角形的话就会产生环流而接成星形则相互抵消。电压互感器二次短路有什么现象及危害?为什么? 答：电压互感器二次短路，会使二次线圈产生很大短路电流，烧损电压互感器线圈，以至会引起一、二次击穿，使有关保护误动作，仪表无指示。因为电压互感器本身阻抗很小，一次侧是恒压电源，如果二次短路后，在恒压电源作用下二次线圈中会产生很大短路电流，烧损互感器，使绝缘损害，一、二次击穿。失掉电压互感器会使有关
21、距离保护和与电压有关的保护误动作，仪表无指示，影响系统安全，所以电压互感器二次不能短路。 276、电流互感器二次开路后有什么现象及危害?为什么?答：电流互感器二次开路后有二种现象： (1)二次线圈产生很高的电动势，威胁人身设备安全。 (2)造成铁芯强烈过热，烧损电流互感器。因为电流互感器二次闭合时，一次磁化力I1W1大部分被I2W2所补偿，故二次线圈电压很小。如果二次开路I2=0，则IlWl都用来做激磁用，使二次线圈产生数千伏电动势，造成人身触电事故和仪表保护装置、电流互感器二次线圈的绝缘损坏。另一方面一次绕组磁化力使铁芯磁通密度增大，造成铁芯过热最终烧坏互感器，所以不允许电流互感器二次开路。
22、、【1】三相母线的颜色分别规定为（C）A、红绿黄B、黄红绿C、黄绿红 391、【1】直流母线正负极颜色分别规定为（A）A、红蓝B、黄白C、红紫 392、【1】中性线接地与不接地的颜色分别规定为（A）A、黑、紫B、黑、白C、紫、白 393、【2】小电流接地系统发生单相接地时中性点对地电压上升为相电压。非接地两相对地电压为（C）。A、相电压B、电压下降C、线电压 394、【3】监视设备运行温度的示温片，在正常时的熔化温度为（C）。 A、黄色60度，绿色70度，红色80度B、黄、绿、红各为50度C、黄绿红各为70度、80度、90度在中性点不接地系统用两只单相电压互感器接成V-V形接线为测量（C）。A
23、、相电压B、各相对地电压C、线电压 474、【5】SF6电气特性优越，主要是利用SF6气体具有优良的灭弧性能和绝缘性能。【3】运行值班员进行有载调压时，应注意哪些情况？ 答：值班员有载调压时，应注意电压表的指示是否在调压范围内，位置指示器、计数器是否对应正确，并检查瓦斯继电器及油位油色等是否正常，做好记录。当负荷大于额定值80%以上时，禁止操作有载调压开关。801、【2】变压器检修后，应验收哪些项目？ 答：1、检修项目是否齐全；2、检修质量是否符合要求；3、存在缺陷是否全部消除；4、电试、油化验项目是否齐全，结果是否合格；5、检修、试验及技术改进资料是否齐全，填写是否正确；6、有载调压开关是否
24、正常；指示是否正确；7、冷却风扇、循环油泵运转是否正常；8、瓦斯保护传动试验动作正确；9、电压分接头是否在调度要求的档位，三个应一致；10、变压器外表、套管及检修场地是否清洁。802、【3】变压器在检修后复役送电前的准备工作有哪些？ 答：1、收回并终结有关工作票，拆除或拉开有关接地线及接地刀闸；拆除遮栏及标示牌，并做好设备修试等各项记录。2、详细检查一次设备及二次回路、保护压板符合运行要求。3、强油循环变压器投运前，启动全部冷却器运行段时间使残留空气逸出。 803、【3】更换运行中变压器呼吸器内硅胶应注意什么？ 答：1、应将重瓦斯保护改接信号；2、取下呼吸器时应将连管堵住，防止回收空气；3、换
25、上干燥的硅胶后，应使油密封内的油没过呼气嘴并将呼吸器密封。 【4】新安装的互感器在投入运行前应检查验收哪些项目？ 答：1、技术资料是否齐全；2、根据电气设备交接和预防性试验标准的规定，试验应合格；3、充油式互感器的外壳应清洁，油色、油位均正常，无渗漏油现象；4、瓷套管清洁完好无裂纹；5、一、二次接线正确，引线接头接触良好；6、外壳接地良好，相位色正确醒目。808、【2】变电站值班员的职责是什么？ 答：变电站值班员应在值班长领导下进行倒闸操作和事故处理；负责按时巡视设备，抄录并计算有功、无功电量；核算母线电压合格率；进行无功及电压调整，使设备经济运行；负责并完成好设备检修所需的安措、许可、验收等
26、工作，并填写各种记录；保管各种工具、仪表、钥匙、备件等，做好设备维护工作；搞好清洁卫生工作。 【2】操作票中哪三项不得涂改，工作票中哪五项不得涂改？ 答：操作票下列事项不得涂改：1、设备名称编号和状态；2、有关参数和时间；3、操作动词。工作票下列事项不得涂改：1、工作内容及地点；2、设备名称编号；3、接地线编号及装设地点；4、计划工作时间，许可、延期、终结时间；5、操作动词。【3】变压器正常巡视检查项目有哪些？ 答：1、变压器运行音响是否正常；2、油枕及充油套管中的油色、油位是否正常，有无渗漏油现象；3、各侧套管有无破损，有无放电痕迹及其它异常现象；4、冷却装置运行是否正常；5、上层油温表指示是否正确，有无异常情况，6、