[摘要]
　　根據(jù)一份變壓器保護(hù)帶負(fù)荷實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行深入分析，準(zhǔn)確找出變壓器母線相序弄反、高壓電纜接錯(cuò)等突出問題。
　　[關(guān)鍵詞]帶負(fù)荷實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分析一次接線圖軟件移相差動(dòng)后備高壓電纜整定值差動(dòng)差流后備相位正負(fù)相序問題原因效果
　　 １引言　　
　　 毋庸置疑，帶負(fù)荷測(cè)試把握著變壓器保護(hù)安全可靠運(yùn)行的最后一道關(guān)，因此帶負(fù)荷測(cè)試對(duì)新投運(yùn)的變壓器相當(dāng)重要，不只是在數(shù)據(jù)收集過程，更在于數(shù)據(jù)分析；只有方法得當(dāng)、分析徹底，才能將其隱藏的一個(gè)個(gè)問題“揪”出來，還變壓器一個(gè)安全可靠的“保護(hù)神”。
　　 下面我們不妨以一份現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來展開我們的變壓器保護(hù)帶負(fù)荷測(cè)試數(shù)據(jù)分析。
　　 2實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)背景　　
　　
　　 主變一次接線圖 2.１主變參數(shù)。　　
　　 變壓器變比：110/35/35KV,接線組別：Yn-Y0-d11,容量18MVA，一次接線如圖所示。
　　 2.2主變保護(hù)參數(shù)。　　
　　 　　主變保護(hù)為微機(jī)保護(hù)，其差動(dòng)、后備101側(cè)、后備501側(cè)、后備502側(cè)保護(hù)均為獨(dú)立保護(hù)單元。差動(dòng)保護(hù)采用軟件移相，移Y型側(cè)相位，移相算法為：Ia=IA-IB,Ib=IB-IC,Ic=IC-IA。三側(cè)差動(dòng)電流CT均接成Y型。
　　 主變差動(dòng)保護(hù)電流回路接線端子定義為：
　　 電流回路編號(hào)
　　 端子排號(hào)
　　 電流定義
　　 A411
　　 D1
　　 110KV側(cè)（101）電流
　　 B411
　　 D2
　　 C411
　　 D3
　　 N411
　　 D4
　　 A471
　　 D5
　　 35KVΔ側(cè)（501）電流
　　 B471
　　 D6
　　 C471
　　 D7
　　 N471
　　 D8
　　 A511
　　 D9
　　 35KVY側(cè)（502）電流
　　 B511
　　 D10
　　 C511
　　 D11
　　 N511
　　 D12
　　 2.3變壓器保護(hù)整定變比及定值　　
　　 差動(dòng)保護(hù)：
　　 110KV側(cè)（101）：CT變比150/5，平衡系數(shù)為0.68；35KVΔ側(cè)（501）：CT變比400/5，平衡系數(shù)為1（該側(cè)為基本側(cè)）；35KVY側(cè)（502）：CT變比300/5，平衡系數(shù)為0.43。
　　 后備保護(hù)：
　　 后備101側(cè)：CT變比150/5；后備501側(cè)：CT變比400/5；后備502側(cè)：CT變比300/5。
　　 3帶負(fù)荷測(cè)試數(shù)據(jù)　　
　　 數(shù)據(jù)由鉗形相位表在主變保護(hù)屏后端子排測(cè)取到，電流以35KVI母電壓UAN（A630I）=59V為基準(zhǔn)，記錄的相位為該基準(zhǔn)向量超前各電流量的角度；電壓以后備101側(cè)A相電流IA（A421）=1.2A為基準(zhǔn)，記錄的相位為各電壓量超前該基準(zhǔn)向量的角度。具體如下：
　　 潮流情況
　　 110KV母線通過主變向35KVI段、II段母線送有功和無功，35KVI段、II段母線負(fù)荷相差不大，功率因數(shù)基本相等，為0.96。
　　 保護(hù)類別
　　 開關(guān)
　　 電流編號(hào)
　　 端子排號(hào)
　　 電流幅值
　　 電流相位
　　 備注
　　 差動(dòng)
　　 101側(cè)
　　 A411
　　 D1
　　 1.22A
　　 255°
　　 B411
　　 D2
　　 1.22A
　　 134°
　　 C411
　　 D3
　　 1.22A
　　 16°
　　 N411
　　 D4
　　 21mA
　　 差動(dòng)
　　 501側(cè)
　　 A471
　　 D5
　　 0.84A
　　 79°
　　 B471
　　 D6
　　 0.84A
　　 318°
　　 C471
　　 D7
　　 0.84A
　　 199°
　　 N471
　　 D8
　　 4mA
　　 差動(dòng)
　　 502側(cè)
　　 A511
　　 D9
　　 0.8A
　　 107°
　　 B511
　　 D10
　　 0.8A
　　 346°
　　 C511
　　 D11
　　 0.8A
　　 228°
　　 N511
　　 D12
　　 7mA
　　 后備
　　 101側(cè)
　　 A421
　　 1.2A
　　 255°
　　 B421
　　 1.2A
　　 134°
　　 C421
　　 1.2A
　　 16°
　　 N421
　　 10mA
　　 后備
　　 501側(cè)
　　 A501
　　 0.84A
　　 19°
　　 B501
　　 0.84A
　　 138°
　　 C501
　　 0.84A
　　 259°
　　 N501
　　 86mA
　　 后備
　　 502側(cè)
　　 A541
　　 0.8A
　　 48°
　　 B541
　　 0.8A
　　 166°
　　 C541
　　 0.8A
　　 287°
　　 N541
　　 60mA
　　 差流
　　 ΔIa
　　 0.19A
　　 ΔIb
　　 0.19A
　　 ΔIc
　　 0.20A
　　 電壓類別
　　 電壓編號(hào)
　　 電壓幅值
　　 電壓相位
　　 備注
　　 110KV母線
　　 A610
　　 59V
　　 17°
　　 B610
　　 59V
　　 137°
　　 C610
　　 59V
　　 257°
　　 35KVI段母線
　　 A630I
　　 59V
　　 257°
　　 B630I
　　 59V
　　 137°
　　 C630I
　　 59V
　　 17°
　　 35KVII段母線
　　 A630II
　　 59V
　　 226°
　　 B630II
　　 59V
　　 107°
　　 C630II
　　 59V
　　 346°
　　 4帶負(fù)荷測(cè)試數(shù)據(jù)分析　　
　　 數(shù)據(jù)展現(xiàn)在我們面前，到底有沒有問題呢？一看差流那么大，肯定有問題，那問題有幾個(gè)，出在哪兒呢？我們得冷靜下來按步驟一個(gè)個(gè)挨著找，挨著分析。
　　 4.1找問題　　
　　 首先，我們看看其對(duì)稱性。主變?nèi)齻?cè)電流、電壓三相的幅值基本相等，相位互差120°，N相電流也很小，看來，在對(duì)稱性上，數(shù)據(jù)不存在問題。
　　 其次，我們看看其相序。從測(cè)試數(shù)據(jù)表格中，我們不難發(fā)現(xiàn)差動(dòng)101側(cè)、501側(cè)、502側(cè)、后備101側(cè)電流（基準(zhǔn)電壓向量超前A相電流比超前B相多120°，說明A相滯后于B相120°）和110KV母線電壓（A相電壓超前基準(zhǔn)電流向量比B相少120°，說明A相滯后于B相120°）全是負(fù)序，相序存在問題。
　　 再次，看三側(cè)同名相電流相位。從測(cè)試數(shù)據(jù)表格中，我們看到差動(dòng)101側(cè)（電源側(cè)）和差動(dòng)501、502側(cè)（負(fù)荷側(cè)）三個(gè)同名相電流相位大概處于相反方向，說明三側(cè)差動(dòng)CT極性組合不存在問題。我們?cè)倏床顒?dòng)101側(cè)和501、502側(cè)電流相位，101側(cè)和501側(cè)三個(gè)同名相電流相位都相差約180°，101側(cè)和502側(cè)三個(gè)同名相電流都相差約150°，這明顯和501開關(guān)接于主變?chǔ)?cè)、502開關(guān)接于主變Y側(cè)的一次接線不吻合。接著看電壓，110KV母線電壓C相（110KV電壓為負(fù)序，而35KV電壓為正序，所以不能用同名相相比）和35KVI段母線電壓A相同相位，而和35KVII段母線電壓A相相差約30°，這又和35KVI段母線接于主變?chǔ)?cè)、35KVII段母線接于主變Y側(cè)的一次接線圖不吻合。
　　 接下來，我們看看差流，其三相幅值都在0.2A左右，相比低壓側(cè)0.8A的負(fù)荷電流，占到了25%，這顯然太大，說明三側(cè)電流沒有平衡，區(qū)外故障差動(dòng)肯定誤動(dòng)。
　　 最后，我們來看后備保護(hù)。前面已說了：電流、電壓對(duì)稱性不存在問題，僅后備101側(cè)電流為負(fù)序，這里就不重復(fù)了。我們著重看看：1.后備101側(cè)電流和差動(dòng)101側(cè)電流幅值相當(dāng)，和定值單上101側(cè)差動(dòng)、后備CT變比相同相吻合，說明后備101側(cè)CT變比不存在問題；同樣后備501側(cè)和后備502側(cè)，CT變比也不存在問題；2.三側(cè)后備保護(hù)同名相電流電壓夾角也基本符合潮流方向，說明三側(cè)后備保護(hù)CT極性也沒有問題。
　　 4.2分析原因　　
　　 （1）相序問題：首先看110KV側(cè)，差動(dòng)、后備電流和母線電壓全是負(fù)序，三組二次回路同時(shí)接錯(cuò)的可能性非常小，最大的可能是110KV進(jìn)線一次就是負(fù)序，造成差動(dòng)、后備101側(cè)電流和110KV母線電壓全成了負(fù)序。再看35KV側(cè)，35KVI、II段母線電壓和后備501側(cè)、502側(cè)電流都是正序，僅差動(dòng)501側(cè)、502側(cè)為負(fù)序，可能是差動(dòng)501側(cè)、502側(cè)故意把二次電流由正序反為負(fù)序了（差動(dòng)101側(cè)是負(fù)序，不反不好平衡）。
　　 （2）三側(cè)同名相相位和501在主變?chǔ)?cè)、502在主變Y側(cè)一次接線不吻合問題：理論上，主變101側(cè)和502側(cè)都是Y型接線，那兩側(cè)差動(dòng)同名相電流就應(yīng)該相差約180°，同名相電壓就應(yīng)該同相位；而事實(shí)上，差動(dòng)101側(cè)和501側(cè)三個(gè)同名相電流都相差約180°，110KV母線電壓C相（110KV電壓為負(fù)序，而35KV電壓為正序，所以不能用同名相相比）和35KVI段母線電壓A相同相位，是501、502電流二次回路，35KVI母、II母電壓二次回路同時(shí)交叉混淆了嗎？可能性不大，最大的可能是一次接線交叉混淆，把主變Y型側(cè)導(dǎo)管引出頭接到了501開關(guān)上，而把Δ型側(cè)導(dǎo)管引出頭接到了502開關(guān)上。
　　 4.3看效果　　
　　 （1）調(diào)相序。
　　 由于110KV母線電壓C相和35KVI段母線電壓A相同相位，所以我們考慮將110KV進(jìn)線一次A相、C相引線對(duì)調(diào)，這樣一來，差動(dòng)101側(cè)、后備101側(cè)電流和110KV母線電壓全都從負(fù)序變成了正序。由于差動(dòng)501側(cè)A相和后備501側(cè)C相電流相位相差約180°（差動(dòng)和后備電流CT抽取極性相反，所以相位相差180°），差動(dòng)502側(cè)A相和后備502側(cè)C相電流相位也相差約180°，所以我們考慮將差動(dòng)501側(cè)、502側(cè)A相、C相二次電流接線對(duì)調(diào)，這樣一來，差動(dòng)501側(cè)、502側(cè)電流也從負(fù)序變成了正序。
　　 （2）對(duì)調(diào)主變Y型側(cè)、Δ型側(cè)導(dǎo)管引出高壓電纜。
　　 由于主變差動(dòng)101側(cè)和501側(cè)電流三個(gè)同名相電流都相差約180°、110KV母線電壓C相和35KVI段母線電壓A相同相位，符合Yn-Y0接線特征，所以我們考慮將主變Y型側(cè)、Δ型側(cè)導(dǎo)管引出高壓電纜對(duì)調(diào)。對(duì)調(diào)后，差動(dòng)501側(cè)、后備501側(cè)電流就成了502側(cè)電流，35KVI母電壓就成了35KVII母電壓，正如下表所示：
　　 保護(hù)類別
　　 開關(guān)
　　 電流編號(hào)
　　 端子排號(hào)
　　 電流幅值
　　 電流相位
　　 更改內(nèi)容
　　 差動(dòng)
　　 101側(cè)
　　 A411
　　 D1
　　 1.22A
　　 16°
　　 （1）調(diào)相序：將110KV進(jìn)線一次A相、C相引線對(duì)調(diào)
　　 B411
　　 D2
　　 1.22A
　　 134°
　　 C411
　　 D3
　　 1.22A
　　 255°
　　 N411
　　 D4
　　 21mA
　　 差動(dòng)
　　 501側(cè)
　　 A471
　　 D5
　　 0.84A
　　 199°
　　 （1）調(diào)相序：將差動(dòng)501側(cè)、502側(cè)A相、C相二次電流接線對(duì)調(diào)
　　 B471
　　 D6
　　 0.84A
　　 318°
　　 C471
　　 D7
　　 0.84A
　　 79°
　　 N471
　　 D8
　　 4mA
　　 差動(dòng)
　　 501側(cè)
　　 A471
　　 D5
　　 0.8A
　　 228°
　　 （2）對(duì)調(diào)主變Y型側(cè)、Δ型側(cè)導(dǎo)管引出高壓電纜
　　 B471
　　 D6
　　 0.8A
　　 346°
　　 C471
　　 D7
　　 0.8A
　　 107°
　　 N471
　　 D8
　　 7mA
　　 差動(dòng)
　　 501側(cè)
　　 A471
　　 D5
　　 0.8A
　　 168°
　　 （3）調(diào)整主變?chǔ)ば蛡?cè)相位：向正方向轉(zhuǎn)動(dòng)2×30°=60°即角度減60°
　　 B471
　　 D6
　　 0.8A
　　 286°
　　 C471
　　 D7
　　 0.8A
　　 47°
　　 N471
　　 D8
　　 7mA
　　 差動(dòng)
　　 502側(cè)
　　 A511
　　 D9
　　 0.8A
　　 228°
　　 （1）調(diào)相序：將差動(dòng)501側(cè)、502側(cè)A相、C相二次電流接線對(duì)調(diào)
　　 B511
　　 D10
　　 0.8A
　　 346°
　　 C511
　　 D11
　　 0.8A
　　 107°
　　 N511
　　 D12
　　 7mA
　　 差動(dòng)
　　 502側(cè)
　　 A511
　　 D9
　　 0.84A
　　 199°
　　 （2）對(duì)調(diào)主變Y型側(cè)、Δ型側(cè)導(dǎo)管引出高壓電纜
　　 B511
　　 D10
　　 0.84A
　　 318°
　　 C511
　　 D11
　　 0.84A
　　 79°
　　 N511
　　 D12
　　 4mA
　　 后備
　　 101側(cè)
　　 A421
　　 1.2A
　　 16°
　　 （1）調(diào)相序：將110KV進(jìn)線一次A相、C相引線對(duì)調(diào)
　　 B421
　　 1.2A
　　 134°
　　 C421
　　 1.2A
　　 255°
　　 N421
　　 10mA
　　 后備
　　 501側(cè)
　　 A501
　　 0.8A
　　 48°
　　 （2）對(duì)調(diào)主變Y型側(cè)、Δ型側(cè)導(dǎo)管引出高壓電纜
　　 B501
　　 0.8A
　　 166°
　　 C501
　　 0.8A
　　 287°
　　 N501
　　 60mA
　　 后備
　　 501側(cè)
　　 A501
　　 0.8A
　　 348°
　　 （3）調(diào)整主變?chǔ)ば蛡?cè)相位：向正方向轉(zhuǎn)動(dòng)2×30°=60°即角度減60°
　　 B501
　　 0.8A
　　 106°
　　 C501
　　 0.8A
　　 227°
　　 N501
　　 60mA
　　 后備
　　 502側(cè)
　　 A541
　　 0.84A
　　 19°
　　 （2）對(duì)調(diào)主變Y型側(cè)、Δ型側(cè)導(dǎo)管引出高壓電纜
　　 B541
　　 0.84A
　　 138°
　　 C541
　　 0.84A
　　 259°
　　 N541
　　 86mA
　　 差流
　　 ΔIa
　　 0.01A
　　 （4）重新計(jì)算差流
　　 ΔIb
　　 0.01A
　　 ΔIc
　　 0.01A
　　 電壓類別
　　 電壓編號(hào)
　　 電壓幅值
　　 電壓相位
　　 備注
　　 110KV母線
　　 A610
　　 59V
　　 257°
　　 （1）調(diào)相序：將110KV進(jìn)線一次A相、C相引線對(duì)調(diào)
　　 B610
　　 59V
　　 137°
　　 C610
　　 59V
　　 17°
　　 35KVI段母線
　　 A630I
　　 59V
　　 226°
　　 （2）對(duì)調(diào)主變Y型側(cè)、Δ型側(cè)導(dǎo)管引出高壓電纜
　　 B630I
　　 59V
　　 107°
　　 C630I
　　 59V
　　 346°
　　 35KVI段母線
　　 A630I
　　 59V
　　 286°
　　 （3）調(diào)整主變?chǔ)ば蛡?cè)相位：向正方向轉(zhuǎn)動(dòng)2×30°=60°即角度加60°
　　 B630I
　　 59V
　　 167°
　　 C630I
　　 59V
　　 46°
　　 35KVII段母線
　　 A630II
　　 59V
　　 257°
　　 （2）對(duì)調(diào)主變Y型側(cè)、Δ型側(cè)導(dǎo)管引出高壓電纜
　　 B630II
　　 59V
　　 137°
　　 C630II
　　 59V
　　 17°
　　 注：
　　 數(shù)字帶陰影表示更改后數(shù)據(jù)有變化。
　　 （3）調(diào)整主變?chǔ)ば蛡?cè)相位。
　　 經(jīng)過兩次對(duì)調(diào)后，主變差動(dòng)101側(cè)和502側(cè)同名相電流已相差約180，同名相電壓也已同相位；而101側(cè)和501側(cè)相位差正不正確呢？從表格和相量圖中我們看到：IA101超前IA501：228-16°=212°，而不是理想的（11—6）×30°=150°；UA110超前UA35I：257-226°=31°，而不是理想的11×30°=330°，即-30°，是問題沒找完嗎？不是，是負(fù)序系統(tǒng)造成的。
　　 我們進(jìn)行帶負(fù)荷測(cè)試時(shí)，110KV母線電壓是負(fù)序，流入主變101側(cè)的電流也就是負(fù)序，而我們變壓器的接線組別Yn-Y0-d11是在正序系統(tǒng)下的組別，如果用在負(fù)序系統(tǒng)下，組別就變?yōu)榱薡n-Y0-d1了，所以在101側(cè)電流電壓為負(fù)序的情況下，IA101超前IA501：（1—6）×30°=-150°，即210°；UA110超前UA35I：1×30°=30°。現(xiàn)在我們將110KV進(jìn)線一次A相、C相引線對(duì)調(diào)，110KV母線電壓和流入主變101側(cè)的電流都由負(fù)序變?yōu)榱苏颍髯兘泳€組別就從Yn-Y0-d1恢復(fù)到Y(jié)n-Y0-d11，對(duì)應(yīng)的變壓器Δ型側(cè)的電流電壓都會(huì)向正方向轉(zhuǎn)動(dòng)2×30°=60°，即IA501變?yōu)镮A501′,UA35I變?yōu)閁A35I′，如向量圖中虛線所示，這樣一來，主變?chǔ)ば蛡?cè)501的電流電壓向量就吻合d11接線組別了。當(dāng)然其它兩相也一樣，后備501側(cè)電流也一樣，如表中所示。
　　 （4）重新計(jì)算差流。
　　 經(jīng)過三次調(diào)整，負(fù)序變成了正序、主變Y、Δ型側(cè)實(shí)際接線對(duì)應(yīng)了一次接線圖、Δ型側(cè)電流電壓相位對(duì)應(yīng)了主變d11接線組別，那差流能不能平衡了呢？我們不妨計(jì)算一下：
　　 從表格中得到經(jīng)三次調(diào)整后的三側(cè)A相電流，分別是：IA101=1.2∠16°,IA501=0.8∠168°,IA502=0.84∠199°。
　　 變壓器微機(jī)差動(dòng)保護(hù)采用軟件移相，對(duì)Y側(cè)進(jìn)行Ia=IA-IB、Ib=IB-IC、Ic=IC-IA的移相。主變Y型側(cè)101、502電流都是三相正序?qū)ΨQ電流，這樣一移相，就使每相電流幅值增大到√3倍、相位向正方向轉(zhuǎn)動(dòng)30°。所以IA101、IA502經(jīng)軟件移相后變?yōu)椋?br />　　 IA101=IA101×(√3∠-30°)=(1.2×√3)∠(16°-30°)=2.1∠-14°
　　 IA502=IA502×(√3∠-30°)=(0.84×√3)∠(199°-30°)=1.45∠169°
　　 變壓器微機(jī)差動(dòng)保護(hù)還要對(duì)三側(cè)電流進(jìn)行幅值平衡。從整定值中我們看到101側(cè)平衡系數(shù)為0.68、501側(cè)平衡系數(shù)為1、502側(cè)平衡系數(shù)為0.43，那IA101、IA502經(jīng)幅值平衡后就成為：
　　 IA101=IA101×0.68=0.68×2.1∠-14°=1.43∠-14°
　　 IA502=IA502×0.43=0.43×1.45∠169°=0.62∠169°
　　 由于501側(cè)平衡系數(shù)為1，所以IA502無變化。
　　 接下來應(yīng)該對(duì)三側(cè)電流向量相加計(jì)算差流了。觀察三側(cè)A相向量：IA101=1.43∠-14°，IA501=0.8∠168°，IA502=0.62∠169°；IA501和IA502同相位，都和IA101相差168°-（-14°）約180°，因此我們可以忽略相位直接進(jìn)行幅值加減計(jì)算差流：
　　 ΔIa=|IA101|-|IA501|-|IA502|=1.43-0.8-0.62=0.01A
　　 按此方法可以計(jì)算出B、C相差流，分別是ΔIb=0.01A，ΔIc=0.01A。
　　 （5）通過計(jì)算，我們看到，經(jīng)三次調(diào)整后差流平衡了，由以前的0.2A降到了0.01A，縮小了20倍，這也再次印證了我們找到的問題是準(zhǔn)確的，分析的原因是正確的。
　　 5結(jié)束語(yǔ)　　
　　 后經(jīng)證實(shí)：該主變?cè)谕哆\(yùn)時(shí)就發(fā)現(xiàn)全站電壓是負(fù)序，電動(dòng)機(jī)都反轉(zhuǎn)不能工作；由于110KV進(jìn)線處相間距離遠(yuǎn)，不好調(diào)相序，于是就分別將主變35KVΔ側(cè)和Y側(cè)導(dǎo)管A、C相高壓電纜交換，從而讓35KVI、II段母線電壓變成正序；后來又發(fā)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)在主變負(fù)荷增大時(shí)A、C相差動(dòng)要誤動(dòng)，就把差動(dòng)501側(cè)、502側(cè)二次電流回路A、C相交換，來對(duì)應(yīng)差動(dòng)101側(cè)電流的負(fù)序。同時(shí)該主變35KVΔ側(cè)和Y側(cè)導(dǎo)管引出高壓電纜也接反了，把主變Y型側(cè)導(dǎo)管引出頭接到了501開關(guān)上，而把Δ型側(cè)導(dǎo)管引出頭接到了502開關(guān)上，致使實(shí)際接線和一次接線圖不對(duì)應(yīng)。
　　 ［參考文獻(xiàn)］　　
　　 [1]賀家李等，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理[M]，北京，水電出版社，1984。
　　 [2]郭銳，《淺談變壓器差動(dòng)保護(hù)帶負(fù)荷測(cè)試》一文，發(fā)表于2003年《繼電器》雜志12期，2003。