变压器短路试验原理在差动保护回路极性校验中的应用

引言

变压器安装工程包括一次设备和二次设备的安装，由于一次系统设备较为直观，一般不会发生安装错误。二次系统设备接线复杂，回路接线极易出现开路和短路故障。面对全场、全站大量二次回路已经接线完毕的情况下，尤其是部分对 TA 极性有要求的重要回路，只有在带负荷校验才能检验出 TA 极性正确性，如何有效在带电前检查出接线缺陷和保证回路的正确完整性，成为电力基建项目调试期一个棘手问题。

一、当前现状

当前电气安装工程调试阶段，检查二次电流回路通常采用继电保护测试仪通入小电流的方法来检查二次电流回路完整性；对于差动保护装置电流回路等对电流互感器有极性要求的电流回路，采用升流器进行通电，来检查二次回路的正确性。但具有三相电流输出功能的升流器造价昂贵、笨重、不便搬运，且仪器应用面较窄、使用率不高。调试单位多使用单相输出升流器，在检查二次电流回路的试验过程中频繁拆线换相，试验结果不直观、不易判定电流回路接线正确性。

二、解决问题的方法

通过长期的摸索与实践，对如何解决上述问题有了较为成熟有效的方法，具体步骤如下：**步在接线完毕的施工现场，用继电保护测试仪对二次电流回路通入 1A或 5A小电流，可有效的检查电流回路是否有开路或接触**缺陷，但无法判断电流回路极性正确性。**步对配置差动保护的变压器等重要设备，在一次回路施加 380V 施工交流电源进行一次通电模拟实际运行工况的工法，进行二次回路缺陷性检查，可以有效检查出 TA 极性正确性。

第三步从保护装置上直接查看变压器两侧电流幅值、相位、差流值，应和理论计算值相一致。

三、试验原理

二次回路通流即从 TA 根部二次端子向回路通入一定稳定的 1A 或 5A 交流电流，通过测量回路交流阻抗进行回路的检查。同一组电流回路中三相交流阻抗应基本一致，若发生单相阻抗差别过大，则应检查此支路的接线是否有连接片未紧固、接线端子松动及电缆线芯与端子不完全金属接触的缺陷。此法方法简便、所需试验仪器设备少，试验电源容量小，适合所有保护和测量使用的电流回路，但不足是无法判断极性有要求的回路极性。可以采用 380V 交流电源一次通电的方法进行检查，利用变压器短路试验原理产生的短路电流模拟负荷电流来校验差动回路。通电后可直接测量和观察保护装置各侧电流和差流，能保证差动回路极性 100%正确，能够弥补二次回路通电不能检查回路极性缺点，由于此方法得到的短路电流远远小于运行的额定电流，对二次回路接线是否紧固无法验证，同时对电流 N 相线通断也无法明确分辨出来，在运用时要结合二次回路通流一同使用。

四、应用实例及电流计算

某厂#0 厂高备变 SFZ8-20000/110,额定电压 121±8×1.25%/6.3，YN,d11，阻抗电压Ud%=10.5，高压侧额定电流 95.43A,低压侧额定电流 1832.9A。高压侧 TA 变比 600/5，低压侧 TA 变比 1500/5。

用二次回路通流法检查变压器两侧 TA 回路无开路、接线牢固；用钳形相位表对电流流经的各盘柜设备进行电流测量，并观察各盘柜设备显示采样值，保证各电流回路所测电流及设备采样值与继电保护测试仪所加电流一致。

按照变压器短路试验接线将变压器低压侧三相线用短接排或电缆短接，将短路电流作为一次电流。在变压器高压侧通入 380V 交流电源，根据变压器短路试验原理可知：低压侧短路电流达到额定电流值时，高压侧电压应输入 121×10.5%=12.7kV。当在变压器高压侧通入380V 交流电源时，根据变压器高低压测额定电流之比等于额定电压反比可计算出：低压侧短路电流=1832.9×0.38/12.7=54.84A，低压侧二次电流=54.84A/300=0.18A；高压侧电流=54.84×6.3/121=2.85A，高压侧二次电流=2.85A/120=0.023A；通电稳定后从保护装置上直接查看变压器两侧电流幅值、相位、差流值，应和理论计算

值相一致。对于一次同流要求能在二次测量出正确电流，通常二次电流在 20mA 以上就能得到正确结果，只要各相电流显示正确就可以说明回路接线完全正确。

对电流回路进行**的一次通流试验，保证测量、计量、保护等二次回路能准确、安全、可靠运行，防止差动保护误动，减少电厂整套启动时间和提高变电站受电试运行成功概率，对电力系统稳定运行和设备安全具有积极意义。