CN104950203A - 变压器电流保护回路校验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变压器电流保护回路校验方法及35KV/10KV变压器，其中校验方法在安装调试中实施，计算出短路阻抗XΩ，高压侧短路电流，中压侧或低压侧短路电流。接着选择适当高压侧试验导线、中压侧或低压侧的短路导线，各侧的测量电流的电流互感器和仪表。在高压侧施加试验电源电压，将低压侧或中压侧用短路导线短路，使变压器各侧有短路电流。将各制造出的短路电流采集后，对各短路电流的相位和极性，以及各电流互感器的变比进行分析校验，根据结果对变压器电流保护方法进行调整。因此本发明通过人为地在电力变压器各侧制造短路电流，来对变压器电流保护路进行校验，从而消除变压器空载投入、大容量投入无功补偿所带来的安全隐患，缩短了冲击送电时间。

Description

变压器电流保护回路校验方法

技术领域

本发明涉及变压器电流保护回路校验技术领域，尤其涉及110kV-35kV变压器电流保护回路校验方法。

背景技术

电力变压器的高、中和低压侧电流保护回路，主要有差动保护电流回路和后备保护电流回路。变压器各侧电流保护回路的电流互感器的变比，电流的极性和相位等，必须符合设计和保护定值的要求。目前，保护试验人员主要是对电力变压器各侧的电流保护回路逐项的分步进行检测试验，最后在对电力变压器冲击送电时，通过空载投入低压侧无功补偿电力电容器产生无功负荷电流，来校验变压器电流保护回路的正确性。上述的电流保护回路的校验方法主要存在以下几个缺点：1、电力变压器空载投入时，低压侧出口电压较高，投入无功补偿电力电容器会产生操作过电压；2、大容量投入无功补偿电力电容器产生的无功负荷电流，会引起系统L-C串联谐振，损坏电力设备；3、由于110kV电力变压器的35kV中压侧无电力电容器，所以无法对的中压侧电流保护回路整体进行校验；4、一旦发现电流保护回路有问题，必须停电并做好安全措施后，方可检修调整，从而延长电力变压器冲击送电的时间。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种变压器电流保护回路校验方法，该校验方法是在安装调试阶段进行，由人为的给变压器的各侧制造短路电流，来完成电流保护回路的电流极性和相位，以及电流互感器的变比的校验，使变压器的电流保护回路符合设计和保护定值的要求。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种变压器电流保护回路校验方法，在安装调试过程中进行以下步骤：

S(5)、计算变压器的短路阻抗XΩ；

S(10)、利用上述步骤计算出的所述短路阻抗XΩ，计算所述变压器在短接时的高压侧短路电流Idh,以及低压侧或中压侧短路电流Idl；

S(15)、根据上述步骤计算出的所述高压侧短路电流Idh，选择高压侧试验导线，以及选择测量所述高压侧短路电流Idh的电流互感器和仪表；根据所述低压侧或中压侧短路电流Idl，选择低压侧或中压侧短路导线、以及选择测量所述低压侧或中压侧短路电流Idl的电流互感器和仪表；

S(20)、在所述变压器的高压侧施加试验电源电压；

S(25)、将低压侧或中压侧用短路导线短路，测量变压器的高压侧、中压侧或低压侧的短路电流值；

S(30)、将测量的各短路电流的相位和极性进行分析校验，将各电流互感器的变比进行分析校验，并根据分析结果对变压器的电流保护回路进行调整。

优选方式为，所述步骤S(5)中，变压器的所述短路阻抗XΩ，根据公式XΩ＝Uk％/100×Ue/√3×Ie算得，其中Uk％为变压器的短路电压，Ue为变压器的额定电压，Ie为变压器额定电流。

优选方式为，所述步骤S(10)中，所述低压侧或中压侧短路电流Idl，根据公式Idh＝Ue/√3×XΩ和Idl＝Idh/K算得，其中Idh为变压器高压侧短路电流，Ue为变压器额定电压，K为变压器变比。

本发明的第二目的在于提供一种35KV/10KV变压器的电流保护回路校验方法，该35KV/10KV变压器采用上述校验方法后，完成了电流保护回路的电流极性和相位，以及电流互感器的变比的校验的同时，提高了变压器冲击送电的可靠性，解决了现有的校验方式所带来的弊端。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种35KV/10KV变压器的电流保护回路校验方法，包括上述的变压器电流保护回路校验方法。

优选方式为，所述试验电源电压为400V。

优选方式为，所述高压侧试验导线选用的横截面积大于16mm²,测量电流互感器的变比为50/5，所述短路导线的横截面积大于50mm²，测量电流互感器的变比为150/5。

采用上述技术方案后，本发明的有益效果是：由于本发明的变压器电流保护回路校验方法是在安装调试过程中，先计算出变压器的短路阻抗XΩ，然后根据短路阻抗计算出高压侧短路电流，以及中压侧或低压侧的短路电流。接着根据变压器各侧的短路电流，选择适当的高压侧试验导线、测量电流的电流互感器和仪表，中压侧或低压侧的短路导线，测量电流的电流互感器和仪表。再然后在高压侧施加试验电源电压，将低压侧或中压侧用短路导线短路，使变压器的各侧有短路电流。而上述的短路电流被各电流互感器测量后，传输给外部处理设备，对各短路电流的相位和极性进行分析校验，也将各电流互感器的变比进行分析校验，并根据分析结果对变压器保护电流回路进行调整，使变压器的电流保护回路的电流极性和相位，以及电流互感器的变比，符合设计和保护定值的要求。

由上述可知，本发明是在安装调试阶段，人为地在电力变压器的各测制造短路电流，从而对变压器的各电流保护回路的电流的相位和极性，以及电流互感器的变比进行检测，无需要再通过空载投入到低压侧无功补偿电力电容器产生无功负荷电流的方式，来校验整体电流保护回路的正确性。而35KV/10KV变压器采用本发明的电流保护回路校验方法后，也取得了上述的有益效果。

综上所述，本发明的变压器电流保护回路校验方法相比于现有技术，解决了电力变压器在冲击送电时，因空载投入到低压侧而带来的诸多缺点的技术问题；本发明的变压器电流保护回路校验方法在安装调试阶段，人为地在电力变压器中压测或低压侧制造短路电流，从而对整体电流保护回路进行检测，不需要再通过空载投入低压侧无功补偿电力电容器产生无功负荷电流来校验整体电流保护回路的正确性。

附图说明

图1是本发明变压器电流保护回路校验方法的流程图；

图2是实施例中的35KV/10KV变压器的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种变压器电流保护回路校验方法，在安装调试过程中进行以下步骤：

S(5)、计算变压器的短路阻抗XΩ，该短路阻抗XΩ根据公式：XΩ＝Uk％/100×Ue/√3×Ie算得，其中Uk％为变压器的短路电压，Ue为变压器的额定电压，Ie为变压器额定电流。

S(10)、利用上述步骤计算出的短路阻抗XΩ，计算变压器在短接时的高压侧短路电流Idh,以及低压侧或中压侧短路电流Idl。其中Idh为变压器高压侧短路电流，根据公式：Idh＝Ue/√3×XΩ算出，低压侧或中压侧短路电流Idl根据公式:Idl＝Idh/K算得，Ue为变压器额定电压，K为变压器变比。

S(15)、根据上述步骤计算出的高压侧短路电流Idh，选择高压侧试验导线，以及选择测量高压侧短路电流Idh的电流互感器和仪表；根据低压侧或中压侧短路电流Idl，选择低压侧或中压侧短路导线、以及选择测量低压侧或中压侧短路电流Idl的电流互感器和仪表。

S(20)、在变压器的高压侧施加试验电源电压。

S(25)、将低压侧或中压侧用短路导线短路，测量变压器的高压侧、中压侧或低压侧的短路电流值；

S(30)、将测量的各短路电流的相位和极性进行分析校验校验，将各电流互感器的变比进行分析校验校验，并根据分析结果对变压器的电流保护回路进行调整，使各电流保护回路的电流极性和相位，以及电流互感器的变比符合设计和保护定值的要求。

如图2所示，本实施例为35KV/10KV变压器的电流保护回路校验方法，其中35KV/10KV变压器的变比K为35kV/10kV、变压器短路电压Uk％为8％、额定容量为16MVA、变压器额定电流Ie为264A，35kV侧电流保护电流互感器的变比为400/5，10kV侧电流保护电流互感器的变比为1000/5。试验电源电压为施工变压器电源：100kVA和10kV/400V。

35KV/10KV变压器的电流保护回路，包括高后备保护模块、差动保护模块和低后备保护模块，还包括试验电压测量电流互感器、高压侧开关1DL、高后备保护电流互感器、高压侧差动保护电流互感器、低压侧差动保护电流互感器、低后备保护电流互感器、低压侧开关2DL和短路点测量电流互感器。

具体校验步骤为：

先根据公式计算变压器短路阻抗XΩ：

XΩ＝Uk％/100×Ue/√3×Ie＝8％/100×35000/√3×264＝6.1Ω

接着计算变压器在短接低压侧时，高压侧短路电路Idh和低压侧短路电流Idl：

高压侧：Idh＝Ue/√3×XΩ＝400/√3×6.1＝38.5A

低压侧：Idl＝Idh×35kV/10kV＝135A

另外：计算各短路电流值时，因为不考虑试验电源系统阻抗和变压器励磁损耗及其他方面的影响，实际上的各短路电流要比计算值小。

接着根据各侧短路电流选择恰当的低压侧短路导线和高压侧试验导线的横截面积，试验电源侧的测量电流互感器的变比，以及低压侧的测量电流互感器的变比，并选择匹配的测量电流互感器和仪表。

根据计算：

高压侧：高压侧试验导线的截面积选择大于16mm²，测量电流互感器的变比50/5；

低压侧：低压侧短路导线的截面积选择大于50mm²，测量电流互感器的变比150/5。

具体操作方式为，通过低压侧开关2DL负荷侧，将变压器的低压侧短接后(图中的短接点处)，在变压器的高压侧通过高压侧开关，将电源侧加入400V电压(图中的施加400V三相电压处)。完成上述操作后，人为地在变压器的各侧制造了短路电流。各短路电流被对应的电流互感器测得后，再由外部处理设备检测分析校验，各侧的电流保护回路的相位和极性，以及电流互感器的变比，若干与设计和保护定值不符的问题，可以方便地停下试验电源，及时调整解决。

综上所述，本发明的变压器电流保护回路校验方法，是通过人为地在电力变压器各侧产生短路电流来整体检测保护电流回路的相位、极性和变比，在安装调试中完成电力变压器冲击送电时所做的检测工作，从而消除电力变压器空载投入时，大容量投入无功补偿电力电容器安全隐患，并缩短了冲击送电时间。因此本发明相比于现有技术解决了以下缺点：1、电力变压器空载投入时低压侧出口电压较高，投入无功补偿电力电容器会产生操作过电压。2、大容量投入无功补偿电力电容器产生的无功负荷电流会引起系统L-C串联谐振，损坏电力设备。3、由于110kV电力变压器35kV中压侧无电力电容器，所以无法对的中压侧电流保护回路整体进行校验。4、若发现电流保护回路有问题，必须停电并做好安全措施后方可检修调整，从而延长电力变压器冲击送电的时间。

以上所述本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同一种变压器电流保护回路校验方法结构的改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.变压器电流保护回路校验方法，其特征在于，在安装调试过程中进行以下步骤：

S(5)、计算变压器的短路阻抗XΩ；

S(10)、利用上述步骤计算出的所述短路阻抗XΩ，计算所述变压器在短接时的高压侧短路电流Idh,以及低压侧或中压侧短路电流Idl；

S(15)、根据上述步骤计算出的所述高压侧短路电流Idh，选择高压侧试验导线，以及选择测量所述高压侧短路电流Idh的电流互感器和仪表；根据所述低压侧或中压侧短路电流Idl，选择低压侧或中压侧短路导线、以及选择测量所述低压侧或中压侧短路电流Idl的电流互感器和仪表；

S(20)、在所述变压器的高压侧施加试验电源电压；

S(25)、将低压侧或中压侧用短路导线短路，测量变压器的高压侧、中压侧或低压侧的短路电流值；

S(30)、将测量的各短路电流的相位和极性进行分析校验，将各电流互感器的变比进行分析校验，并根据分析结果对变压器的电流保护回路进行调整。

2.根据权利要求1所述的变压器电流保护回路校验方法，其特征在于，所述步骤S(5)中，变压器的所述短路阻抗XΩ，根据公式XΩ＝Uk％/100×Ue/√3×Ie算得，其中Uk％为变压器的短路电压，Ue为变压器的额定电压，Ie为变压器额定电流。

3.根据权利要求1所述的变压器电流保护回路校验方法，其特征在于，所述步骤S(10)中，所述低压侧或中压侧短路电流Idl，根据公式Idh＝Ue/√3×XΩ和Idl＝Idh/K算得，其中Idh为变压器高压侧短路电流，Ue为变压器额定电压，K为变压器变比。

4.一种35KV/10KV变压器的电流保护回路校验方法，其特征在于，包括权利要求1至3任一项所述的变压器电流保护回路校验方法。

5.根据权利要4所述的35KV/10KV变压器的电流保护回路校验方法，其特征在于，所述试验电源电压为400V。

6.根据权利要4所述的35KV/10KV变压器的电流保护回路校验方法，其特征在于，所述高压侧试验导线选用的横截面积大于16mm²,测量电流互感器的变比为50/5，所述短路导线的横截面积大于50mm²，测量电流互感器的变比为150/5。