主變低壓側新增線路CT回路的檢查

段章超

（國網新源控股有限公司潘家口蓄能電廠，河北唐山064309）

主變低壓側新增線路CT回路的檢查

段章超

（國網新源控股有限公司潘家口蓄能電廠，河北唐山064309）

變壓器差動保護不僅與電流大小有關，更與接入的CT極性有關。如果CT極性接反了，在主變正常運行時差流為兩側電流的疊加值，導致差動保護誤動作。因此，保證電流互感器二次極性接線正確尤為重要。

CT極性；CT并聯；差動保護

0 引言

某電站一次接線方式為兩機兩變接線模式，機組出口母線電壓等級為6.3 kV；采用兩段式布置，兩段母線分別經開關連接于主變低壓側。現在需在該電站1號主變低壓側，6.3 kV出口母線上外接一條出線，線路電壓等級為22 kV，經1臺升壓變（編號為4 T）和1組開關（編號F21）連接于機組出口母線上（本文中將該新增部稱為新增線路系統，如圖1中虛線框內）。為了確保變壓器、機組等設備的安全穩定運行，需要將主變差動保護回路進行相關調整，防止該新增線路對電站的安全生產造成影響。因此，1號主變差動保護需要增加對這一分支電流的測量，將其電流互感器22 CT二次電流接入保護裝置作為差動保護電流，相應增加出口跳閘回路。增加22 CT后，1號主變的差動保護需要計算來自于10 CT、5 CT、12 CT和22 CT的4路電流。

1 CT并聯接入保護裝置

電流互感器二次繞組串聯后，其變比不變，但容量增加一倍，準確度亦不變。電流互感器二次繞組并聯接線時，由于每個電流互感器的變比未變，因而二次回路內的電流為兩個電流互感器的電流之和。據此，可根據繼電保護裝置或儀表的需要將電流互感器二次繞組串聯或并聯。

由于1號主變差動保護裝置的接口已接滿，沒有多余的接口來接入22 CT的電流。所以將22 CT與6.3 kV線路電流互感器12 CT的二次電流并聯接入保護裝置。其接線方式如圖2和圖3所示。

圖1 主接線圖

圖2 CT并聯接入原理圖

圖3 CT并聯接入端子圖

2 CT極性的檢查

2.1 CT極性外觀核對

22 CT與12 CT并聯接入保護裝置，必須保證22 CT與12 CT接入極性相同。所以主要參照12 CT的接線方式來核對22 CT的極性。

12 CT的P1端接在6.3 kV母線側（電源側），接線極性端接在S1上。22 CT的P2端接在6.3 kV母線側（電源側），為保證22 CT與12 CT的接入極性相同，將接線極性端接在S2上。保證了22 CT與12 CT接入保護裝置的極性端和電流方向一致。

2.2 CT的加極性與減極性檢查

本次CT極性檢測采用直流法。將指針式電流表正、負極分別接在CT二次線圈的S1端和S2端上。用兩節1.5 V的干電池串聯后正極接在22 CT一次線圈端的P1側，用負極去觸碰一次線圈的P2側。當電池負極與P2側觸碰的瞬間，儀表指針偏向右轉（正方向），電池斷開時，儀表指針則偏向左轉（反方向）。說明當一次線圈端的電流從P1流入時，二次線圈的電流從S1流出。測試接線方式如圖4所示。

圖4 直流法測CT極性接線圖

分別對22CT的A、B、C三相極性進行檢測，電流表正極接在22CT二次側S1端，負極接在S2端。蓄電池正極接入22CT的一次側P1端，用蓄電池負極去觸碰22CT的一次側P2端，電流表表針正向旋轉。蓄電池正極接入22CT的一次側P2端，用蓄電池負極去觸碰22CT的一次側P1端，電流表表針反向旋轉。說明P1對應S1，P2對應S2，22CT極性為同極性（減極性）。

同理檢查12CT的A、B、C三相極性為同極性（減極性）。

3 1號主變差動保護裝置校驗

分別對1號主變保護裝置的3個接口進行差動保護校驗：

（1）第1個接口接入的是1號機組出口電流互感器5CT，試驗接線是1X:16、1X:17、1X:18、1X:19，試驗數據如表1所示。

表1 1號機組出口側差流動作值

（2）第2個接口接入的是1號主變高壓側電流互感器10CT，試驗接線是1X:21、1X:22、1X:23、1X:24，試驗數據如表2所示。

表2 主變高壓側差流動作值

（3）第3個接口并聯接入了6.3 kV母線F1側電流互感器12CT和新接入線路側電流互感器22CT，試驗接線是1X:26、1X:27、1X:28、1X:29,試驗數據如表3所示。

表3 6.3 kV母線側差流動作值

結論：主變差動保護值取第2接口的動作值0.72 A，滿足保護定值0.75 A的要求。

4 相量測試

在基建投產保護或是保護電流二次回路上進行較大變動后，都必須進行相量測試，通過二次電壓回路的大小和相位的測量來判斷二次電壓回路是否正確，壓變比和極性使用是否正確。必須保證三相電流之間和三相電壓之間的角差均約為120°。

保護相量測試時，為了保證測試的精度，應合理安排負荷，若負荷太小無法保證正確性。所以將兩臺機組開至額定負荷運行時進行測量。

1號主變三相電流之間和三相電壓之間的角差均約為120°，且與2號機的相量一至，說明1號主變保護相量正確，測試相量數據如表4所示。

5 CT分流檢測

電流互感器二次電流不會隨所帶負荷而改變，只與一次側電流有關，也就是說電流互感器二次側相當于一個“電流源”，即CT二次側的電流只能來源于一次側線圈，二次側線圈接入的電流不會流入CT回路。兩個CT二次側線圈并聯后，為了確保不會相互影響，即其中一個CT的電流不會竄入另一個CT回路中。需對其進行分流檢測。

表4 相位測試記錄表

讓1號機組發電運行，拉開F21，合上F1，讓12CT帶電，22CT不帶電，分別測量兩個CT二次回路中的電流。12CT二次線圈電流為5 A，22CT二次線圈電流為0 A，說明12CT中的電流不會流入22CT回路中。

再拉開F1，合上F21，讓22CT帶電，12CT不帶電，分別測量兩個CT二次回路中的電流。12CT二次線圈電流為0 A，22CT二次線圈電流為5 A，說明22CT中的電流不會流入12CT回路中。

6 對新接入線路送電后,1號主變差動保護動作原因進行檢查

（1）對1號主變保護裝置進行保護校驗，未發現問題。

（2）1號主變高壓試驗，未發現問題。

（3）對新接線路系統進行檢查，未發現問題。

（4）根據監控歷史顯示，當時115 kV線路電流最大值為6.64 A，按100/5的CT變比換算成二次電流是0.332 A.換算到6.3 kV線路二次電流約為0.6 A。主變差動保護的最小動作值是0.72 A，只有在電流疊加的情況下才可能達到動作值。預分析為CT極性接反。

（5）對1號主變差動保護進行檢驗，模擬在主變高壓側和低壓側同時加入相同的電流，比較現接線方式下和與現接線方式反極性的接線方式下兩種情況的主變差動保護動作值，來判斷正確的接線方式。若接線錯誤，所加電流值小于差動保護最小動作值0.72 A；接線正確時，所加電流值遠大于保護定值0.75 A或者保護不動作。校驗數值如表5所示。

表5 保護校驗記錄表

通過以上數據分析可以確定現接線方式下22CT極性接反了，新接線路電流與主變高壓側電流在保護裝置內是疊加的關系，導致主變差動保護動作。

（6）對1號主變高壓側電流互感器10CT、1號機出口開關側電流互感器5CT、6.3 kV線路F1開關側電流互感器12CT及新接線路電流互感器22CT接線進行檢查。

1）10CT對于12CT和22CT來說一次側線圈P2端為來電側，電流I1從P2流向P1,二次側線圈電流I2從S1流向S2。從S2端接入保護裝置，從保護裝置回到S1端，送入保護裝置的電流量為正。

2）10CT對于5CT來說一次側線圈P1端為來電側，電流I1′從P1流向P2,二次側線圈電流I2′從S2流向S1。從S2端接入保護裝置，從保護裝置回到S1端，送入保護裝置的電流量為負。

3）22CT一次側線圈P2端為來電側，電流I1從P2流向P1,二次側線圈電流I2從S1流向S2。若從S2端進入保護裝置，從保護裝置回到S1端，則給保護裝置送去一個正電流。因為保護裝置的差流計算公式為Iop=|I1+I2|【Iop為差流，I1為高壓側（10CT）電流，I2為低壓側（22CT）電流】，若22CT與10CT電流的電流均為正，則差流為兩側電流疊加值，此為錯誤的接法。若從S1端進入保護裝置，從保護裝置回到S2端，則給保護裝置送去一個負電流。這樣才能計算出正確的差流。

4）同理，12CT一次側線圈P1端為來電側，電流I1從P1流向P2,二次側線圈電流I2從S2流向S1。若從S2端進入保護裝置，從保護裝置回到S1端，則給保護裝置送去一個正電流，差流為兩側電流疊加值。應從S1端進入保護裝置，從保護裝置回到S2端，給保護裝置送去一個負電流。

5）只有當1號機組發電運行時5CT中才有電流，當1號機組發電運行時，10CT送入保護裝置的電流量為負，5CT一次側線圈P2端為來電側，電流I1從P2流向P1,二次側線圈電流I2從S1流向S2。從S2端接入保護裝置，從保護裝置回到S1端，送入保護裝置的電流量為正。符合差流計算公式。

①WFB-100微機型發變組成套保護裝置說明書關于差流計算的比率差動動作方程如下：

Iop為差動電流，Iop.0為差動最小動作電流整定值，Ires為制動電流，Ires.0為最小制動電流整定值，S為比率制動系數整定值，各側電流的方向都以指向變壓器為正方向。

②對于兩側差動：

I1，I2分別為變壓器高、低壓側電流互感器二次測的電流。

③對于三側及以上的差動：

式中：I1，I2,…,Ik分別為變壓器各側電流互感器二次測的電流。

圖5 更正后的CT接線圖

（7）根據以上分析，22CT和12CT接入保護裝置的極性都接反了。而12CT的接入極性錯誤未導致主變差動保護動作的原因是正常運行中流經12CT的電流很小，即使疊加也達不到保護動作值。

（8）將22CT和12CT接入保護裝置的極性進行更改后（如圖5所示），1號主變運行正常。

7 結論

（1）前兩次檢查22CT極性未曾發現極性接反，原因有兩點：

1）22CT接入時對照6.3 kV母線F1開關側12CT的接線方式，其接入極性與12CT極性一致。但是未曾檢查12CT極性接入是否錯誤。

2）經過驗證22CT接入極性錯誤，而22CT與12CT接入極性一致。說明12CT接入極性也是錯誤的，之所以投運期間未曾導致主變差動保護動作是因為廠用負荷太小，12CT中的電流很小，即使疊加也無法達到主變差動保護動作值。

（2）根據實際接線核查，主變低壓側5CT、12CT、22CT的接線極性都一致且與主變高壓側10CT接線極性相反。這種接線方式符合保護裝置說明書中的接線方式。

（3）不可過分相信之前完成的工程的正確性，工作中應該持懷疑的態度，多探究，每一步工作做到有理有據，方可保證萬無一失。

[1]趙洪波，孫海燕.關于主變差動保護CT極性的討論[J].水利水電工程，2014，4（19）.

[2]許繼集團有限公司.WFB-100微機型發變組成套保護裝置技術說明書[Z].

TM755

B

1672-5387（2017）12-0005-05

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.12.003

2017-11-01

段章超（1988-），男，助理工程師，從事水電廠運維檢修工作。