變壓器差動(dòng)保護(hù)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(dòng)保護(hù)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(jī)差動(dòng)保護(hù)裝置，對(duì)差動(dòng)保護(hù)的接線極性問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的分析，總結(jié)出極性校驗(yàn)的方法，指出該方法適用于牽引變電所差動(dòng)保護(hù)接線的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收和試驗(yàn)工作。

變壓器，差動(dòng)保護(hù)，接線極性

隨著電氣化鐵路的飛速發(fā)展，差動(dòng)保護(hù)裝置在施工中存在的問(wèn)題，嚴(yán)重威脅鐵道供電安全，對(duì)差動(dòng)保護(hù)接線極性進(jìn)行分析很有必要。

1 電流互感器的接線極性

差動(dòng)保護(hù)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(dòng)保護(hù)正確接線的基礎(chǔ)。

1.1 電流互感器的極性試驗(yàn)

現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)保護(hù)裝置電流回路。與裝置標(biāo)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(biāo)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(cè)試時(shí)，電池正極接電流互感器一次側(cè)電源方向接線，負(fù)極接一次側(cè)負(fù)荷方向接線；在保護(hù)盤端子排處，將萬(wàn)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(fù)極接非極性接線端(如：N121)。若電池接通瞬間，表針正起。說(shuō)明由電源側(cè)流向負(fù)荷側(cè)的電流增加時(shí)，極性接線(A121)中的電流由互感器二次側(cè)流向保護(hù)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(dòng)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(shuō)的電流互感器回路大極性試驗(yàn)。

1.2 電流互感器二次接線的實(shí)施

高壓側(cè)一般為3臺(tái)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(fù)荷側(cè)。二次側(cè)實(shí)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(dāng)高壓室母線制作使下部觸指接變壓器低壓側(cè)來(lái)線時(shí)，如圖1所示。A221接a相電流互感器二次側(cè)差動(dòng)保護(hù)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(shí)現(xiàn)了不完全星形接線方式的同極性接線。若要實(shí)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(fù)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(shí)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(shí)現(xiàn)反極性接線一個(gè)辦法是四臺(tái)電流互感器一次側(cè)P1，P2方向互換，二次接線不變；另一個(gè)辦法是四臺(tái)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(jìn)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(shí)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(dāng)?shù)蛪簜?cè)a端接相線，x端接低壓側(cè)中性線或接地時(shí)，高低壓側(cè)互為同極性端接相線，變壓器對(duì)外接線為Ii0方式。高壓側(cè)與低壓側(cè)電流極性相同。當(dāng)?shù)蛪簜?cè)x接相線，a接低壓側(cè)中性線或接地時(shí)，高低壓側(cè)互為反極性端接相線，變壓器對(duì)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(gè)Ii0方式單相變壓器組合，V/V-6接線可以看做兩個(gè)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(jìn)行差動(dòng)保護(hù)極性接線時(shí)，以T線為基準(zhǔn)。

3 差動(dòng)保護(hù)裝置本體的接線要求

3.1 裝置對(duì)高壓側(cè)二次電流接線要求

差動(dòng)保護(hù)裝置對(duì)應(yīng)高壓側(cè)電流有IA*,IB*,IC*三個(gè)極性接線端，IA,IB,IC三個(gè)非極性接線端。一般裝置默認(rèn)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(duì)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(duì)應(yīng)高壓側(cè)另一個(gè)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(duì)應(yīng)電流互感器標(biāo)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(duì)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(duì)應(yīng)為：IA*→A121,IB*→C121,IC*→B121。

3.2 裝置對(duì)低壓側(cè)二次電流接線要求

差動(dòng)保護(hù)裝置對(duì)應(yīng)低壓側(cè)電流有Iα*,Iβ*兩個(gè)極性接線端，Iα,Iβ兩個(gè)非極性接線端。要求接入Iα*,Iα的電流互感器對(duì)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(duì)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(duì)應(yīng)的變壓器低壓側(cè)線圈與高壓側(cè)另一個(gè)非公共相(B或C)對(duì)應(yīng)的線圈有直接電磁感應(yīng)關(guān)系。

直供供電方式時(shí)，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(duì)應(yīng)高低壓線圈時(shí)，a相對(duì)應(yīng)裝置α相，b相對(duì)應(yīng)裝置β相。裝置端子與電流線對(duì)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(duì)應(yīng)高低壓線圈時(shí)，b相對(duì)應(yīng)裝置α相，a相對(duì)應(yīng)裝置β相。裝置端子與電流線對(duì)應(yīng)為：Iα*→B221,Iβ*→A221,Iα與Iβ并聯(lián)→C221。

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

3.3 差動(dòng)保護(hù)裝置兩側(cè)電流極性要求

差動(dòng)保護(hù)裝置由于內(nèi)部軟件設(shè)計(jì)不同，對(duì)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(guò)變壓器流向線路時(shí)，差動(dòng)保護(hù)裝置要求高低壓側(cè)對(duì)應(yīng)相的電流同時(shí)流入或同時(shí)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(guò)變壓器流向線路時(shí)，差動(dòng)保護(hù)裝置要求高低壓側(cè)對(duì)應(yīng)相的電流一進(jìn)一出。

4 牽引變壓器差動(dòng)保護(hù)極性試驗(yàn)方法

表1 兩側(cè)電流互感器的大極性判斷表

差動(dòng)保護(hù)極性試驗(yàn)按下列步驟進(jìn)行:1)明確差動(dòng)保護(hù)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(hù)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(jiàn)表1。4)進(jìn)行兩側(cè)電流互感器大極性試驗(yàn)。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(wàn)用表Ω×1檔測(cè)量，檢查保護(hù)測(cè)控盤內(nèi)接線的正確性。

[1] 國(guó)電南京自動(dòng)化股份有限公司.WBZ-65A微機(jī)變壓器保護(hù)測(cè)控裝置技術(shù)說(shuō)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(dòng)保護(hù)裝置技術(shù)說(shuō)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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