變壓器差動保護接線極性分析

孫 興 虎

(大秦鐵路股份有限公司太原供電段，山西 太原 030013)

變壓器差動保護接線極性分析

孫 興 虎

(大秦鐵路股份有限公司太原供電段，山西 太原 030013)

結(jié)合V型接線變壓器和幾種微機差動保護裝置，對差動保護的接線極性問題進行了詳細的分析，總結(jié)出極性校驗的方法，指出該方法適用于牽引變電所差動保護接線的設(shè)計、施工、驗收和試驗工作。

變壓器，差動保護，接線極性

隨著電氣化鐵路的飛速發(fā)展，差動保護裝置在施工中存在的問題，嚴重威脅鐵道供電安全，對差動保護接線極性進行分析很有必要。

1 電流互感器的接線極性

差動保護的接線方式主要是指電流互感器的接線方式，電流互感器一次接線、本體極性及其附帶二次接線的極性，是差動保護正確接線的基礎(chǔ)。

1.1 電流互感器的極性試驗

現(xiàn)場應(yīng)用中，電流互感器一次側(cè)接入高壓線路，二次側(cè)接入差動保護裝置電流回路。與裝置標示為極性端的連接線稱為極性接線，如圖1中的A121；與裝置未標示為極性端的連接線稱為非極性接線，如圖1中的N121。

電流互感器帶二次線回路極性測試時，電池正極接電流互感器一次側(cè)電源方向接線，負極接一次側(cè)負荷方向接線；在保護盤端子排處，將萬用表打至直流電流小檔位，表筆正極接極性接線端(如：A121)，表筆負極接非極性接線端(如：N121)。若電池接通瞬間，表針正起。說明由電源側(cè)流向負荷側(cè)的電流增加時，極性接線(A121)中的電流由互感器二次側(cè)流向保護裝置，電流具有相同方向的傳遞特性。我們稱：該極性接線(A121)為同極性接線。若指針擺動與上述方向相反，則該極性接線(A121)為反極性接線。這就是日常所說的電流互感器回路大極性試驗。

1.2 電流互感器二次接線的實施

高壓側(cè)一般為3臺單體電流互感器。如圖1所示，一次側(cè)P1接電源側(cè)P2接負荷側(cè)。二次側(cè)實現(xiàn)了完全星形接線方式的同極性接線。

直供供電方式下低壓側(cè)使用與斷路器小車一體的電流互感器，一般小車下部觸指與電流互感器P1相連，上部觸指與電流互感器P2相連。當高壓室母線制作使下部觸指接變壓器低壓側(cè)來線時，如圖1所示。A221接a相電流互感器二次側(cè)差動保護線圈的S1，C221接a相該線圈的S2，B221接b相S1，C221接b相S2。該接線就實現(xiàn)了不完全星形接線方式的同極性接線。若要實現(xiàn)反極性接線，可將兩相互感器的S1，S2互換位置。

AT供電方式下低壓側(cè)一般為單體電流互感器。如圖2所示，為了反映低壓側(cè)綜合負荷電流情況，將T1，F(xiàn)1的電流互感器二次側(cè)反極性端子并接，即：T1S1和F1S2相連，T1S2和F1S1相連。若要實現(xiàn)同極性接線，P1接電源側(cè)，T1S1和F1S2接極性接線A461，T1S2和F1S1接非極性接線N461。T2S1和F2S2接極性接線B461，T2S2和F2S1接非極性接線N461。若要實現(xiàn)反極性接線一個辦法是四臺電流互感器一次側(cè)P1，P2方向互換，二次接線不變；另一個辦法是四臺電流互感器一次側(cè)P1，P2接線不變，二次側(cè)極性接線和非極性接線接入位置互換。

2 牽引變壓器的極性和引線連接方式

牽引變壓器除了進行電壓變換外，還具有相位變換的作用。高低壓側(cè)電壓相位的改變直接影響同一瞬間兩側(cè)一次電流的相位和方向。單相變壓器實際接線中，A端接高壓側(cè)相線，X端接高壓側(cè)中性線或接地。當?shù)蛪簜?cè)a端接相線，x端接低壓側(cè)中性線或接地時，高低壓側(cè)互為同極性端接相線，變壓器對外接線為Ii0方式。高壓側(cè)與低壓側(cè)電流極性相同。當?shù)蛪簜?cè)x接相線，a接低壓側(cè)中性線或接地時，高低壓側(cè)互為反極性端接相線，變壓器對外接線為Ii6方式。高壓側(cè)與低壓側(cè)電流極性相反。三相V/V變壓器有固定連接為V/V-0或V/V-6接線。V/V-0接線可以看做兩個Ii0方式單相變壓器組合，V/V-6接線可以看做兩個Ii6方式單相變壓器組合。V/X型牽引變壓器是在AT供電方式下使用的V型接線變壓器。一般T線與F線線圈的接線方式相反。進行差動保護極性接線時，以T線為基準。

3 差動保護裝置本體的接線要求

3.1 裝置對高壓側(cè)二次電流接線要求

差動保護裝置對應(yīng)高壓側(cè)電流有IA*,IB*,IC*三個極性接線端，IA,IB,IC三個非極性接線端。一般裝置默認公共相為C相，軟件要求公共相極性接線接入IC*、非極性接線接入IC；IA*和IA分別對應(yīng)A相電流互感器二次極性和非極性接線；IB*和IB分別對應(yīng)高壓側(cè)另一個非公共相電流互感器二次極性和非極性接線。

V型變壓器高壓側(cè)公共相一般位于高壓側(cè)三相線的中間，其對應(yīng)電流互感器標示有LHC和LHB兩種情況。假設(shè)LHA,LHB,LHC二次側(cè)極性接線分別為A121,B121,C121。如果LHC位于高壓側(cè)公共相，則裝置極性端與極性接線對應(yīng)為：IA*→A121,IB*→

B121,IC*→C121。如果LHB位于高壓側(cè)公共相，則接線對應(yīng)為：IA*→A121,IB*→C121,IC*→B121。

3.2 裝置對低壓側(cè)二次電流接線要求

差動保護裝置對應(yīng)低壓側(cè)電流有Iα*,Iβ*兩個極性接線端，Iα,Iβ兩個非極性接線端。要求接入Iα*,Iα的電流互感器對應(yīng)的變壓器低壓側(cè)線圈與高壓側(cè)A相電流互感器對應(yīng)的高壓側(cè)線圈有直接電磁感應(yīng)關(guān)系；接入Iβ*,Iβ的電流互感器對應(yīng)的變壓器低壓側(cè)線圈與高壓側(cè)另一個非公共相(B或C)對應(yīng)的線圈有直接電磁感應(yīng)關(guān)系。

直供供電方式時，假設(shè)a,b相電流互感器二次側(cè)極性接線分別為A221,B221，非極性接線為C221。變壓器低壓側(cè)a相與高壓側(cè)A相為對應(yīng)高低壓線圈時，a相對應(yīng)裝置α相，b相對應(yīng)裝置β相。裝置端子與電流線對應(yīng)為：Iα*→A221,Iβ*→B221,Iα與Iβ并聯(lián)→C221。變壓器低壓側(cè)b相與高壓側(cè)A相為對應(yīng)高低壓線圈時，b相對應(yīng)裝置α相，a相對應(yīng)裝置β相。裝置端子與電流線對應(yīng)為：Iα*→B221,Iβ*→A221,Iα與Iβ并聯(lián)→C221。

AT供電方式時，T1與F1相當于直供方式的a相；T2與F2相當于直供供電的b相。

3.3 差動保護裝置兩側(cè)電流極性要求

差動保護裝置由于內(nèi)部軟件設(shè)計不同，對高低壓兩側(cè)輸入電流提出了極性要求。一種是極性相同，如：WBZ-651A；另一種是極性相反，如：DK3530A。要求兩側(cè)輸入電流極性相同是指電流從電源經(jīng)過變壓器流向線路時，差動保護裝置要求高低壓側(cè)對應(yīng)相的電流同時流入或同時流出。要求兩側(cè)輸入電流極性相反是指電流從電源經(jīng)過變壓器流向線路時，差動保護裝置要求高低壓側(cè)對應(yīng)相的電流一進一出。

4 牽引變壓器差動保護極性試驗方法

表1 兩側(cè)電流互感器的大極性判斷表

差動保護極性試驗按下列步驟進行:1)明確差動保護裝置本體的電流極性要求。2)明確主變壓器高低壓兩側(cè)線圈的極性和引線連接方式，由此判斷兩側(cè)電流方向。3)根據(jù)變壓器、保護裝置的極性情況綜合分析確定兩側(cè)電流互感器的大極性，見表1。4)進行兩側(cè)電流互感器大極性試驗。5)根據(jù)高壓側(cè)公共相電流互感器和低壓側(cè)電流互感器的位置，按照裝置要求明確電流二次接線的位置。用萬用表Ω×1檔測量，檢查保護測控盤內(nèi)接線的正確性。

[1] 國電南京自動化股份有限公司.WBZ-65A微機變壓器保護測控裝置技術(shù)說明書[Z].2004.

[2] 天津凱發(fā)電氣股份有限公司.DK3530A電鐵變壓器差動保護裝置技術(shù)說明書[Z].2008.

Onanalysisofpolarityofgroundindifferentialprotectionoftransformers

SunXinghu

(TaiyuanPowerSupplySection,Datong-QinhuangdaoRailwayCo.,Ltd,Taiyuan030013,China)

Combining with the V-type ground transformer and some microcomputer’s differential protection equipment, the paper analyzes the polarity of ground of the differential protection, sums up the polarity checking method, and points out the method can be adopted in the design, construction, acceptance and test for the differential protection grounding of the substation.

transformer, differential protection, polarity of ground

1009-6825(2017)23-0136-02

2017-06-04

孫興虎(1963- )，男

U227.6

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