保护相量测试及分析

第一节  保护相量测试基本要求

1  试验目的

带负荷试验的目的是通过对二次电流回路的大小和相位的测量，判断二次电流回路是否正确，流变变比及极性使用是否正确；核相的目的是通过二次电压回路的大小和相位的测量，判断二次电压回路是否正确，压变变比及极性使用是否正确

2  试验的基本原则

（1）在基建新投产保护或是保护电流二次回路上进行较大变动后，包括电流互感器或变压器本体调换、电流回路二次电缆改造、保护装置调换，都须经过带负荷试验验证保护装置和电流回路正确性后方能投运。

（2）基建新投产保护电流二次回路，在有条件的情况下，设备启动前应做一次同流试验作为回路完好性的初步验证。

（3）在电压回路上进行较大变动后，包括电压互感器调换、电压回路二次电缆改造、一次线路导线调换，都须经过核相试验验证回路正确性后，方能投运

（4）定期检验时，如果设备回路没有变动或较小变动，只需用简单的方法判明曾被拆动的二次回路接线确实回复正常即可。

第二节   线路保护相量

某110kV线路带负荷测试：

线路保护的CT极性端在母线侧，TA变比为：600／5，TV变比为：110/0.1。

当时该线路潮流为：P=+40 MW；Q=－10 Mvar(母线向线路送出为“+”；线路向母线送入为“一”)；这是从测控系统得到的数据。对于新建间隔受电，可以从母线上的所有间隔有ΣP=0、ΣQ=0、ΣI=0判断测控系统数据是否准确；对于全站新受电，可以通过调度从线路对侧已投运变电站的数据分析判断本侧数据是否准确。

因为有功P为正，无功Q为负，因此电压超前电流的角度φ＝360°－14°＝346°，或者是电流超前电压14°。如下图所示：

1  保护相量测试

线路保护相量测试时，为了保证测试的精度，应合理安排负荷，若负荷太小无法保证正确性时，应向调度提出，创造条件相量测试。以下说明测试的主要步骤：

冲击线路时，测量二次电压幅值和相位是否正确，判断PT变比是否正确；对同一PT不同组别进行核相及同期回路的同源核相；

线路带足够的负荷，记录一次潮流的状态，主要为P、Q；UA、UB、UC；IA、IB、IC；记录定值单上的CT、PT变比；计算功角；

使用相位表测试屏后或就地端子箱中的二次UA、UB、UC、UL、U同期；IA、IB、IC、IN幅值和相位，相位测试可统一以UA为基准；记录装置的采样量显示（差动保护应记录差动电流和制动电流）；

实际测试数据和记录装置采样的数据进行比较，确保一致，并与①中的数据进行比较，确保一致（一般误差不超过5％）。对于差动保护，在空充线路和带负荷运行时差流应保持一致，为较小的数值（主要为线路电容电流）。

2  保护相量分析

①变比、幅值分析。通过一次潮流及CT、PT变比，确认二次幅值是否正确。如二次电流测试数据不对，则可能为一次CT串、并联接错；CT二次绕组组别接错；CT二次存在多点接地；或者CT二次电缆绝缘破损分流等原因。若开口三角电压UL完全为0V，则可能为PT回路有断线或端子接触不良。不能仅通过测量开口三角电压UL接近为0来确认改回路正确，应通过测量就地端子箱中的da、db、dc幅值及相位综合判断。

②相位分析。确认三相电流之间和三相电压之间的角差均为约120°，同期电压之间的相位同源核相时应该接近于0°。电压与电流之间的相位应该与根据一次潮流计算的功角接近（根据相位表的角度测量精度，一般误差在5°以内）。因现在的微机保护的零序电压及零序电流均采用自产，故相位可通过三相电压、三相电流的相位准确来保证。若相位不对时，应分段排除是否由接线原因引起的。

3.4 相量判断参考资料：

一次潮流P、Q，设为送出为正，输入为负

第三节  变压器保护相量（以YN/D-11为例）

主变保护的CT极性均要求在母线侧。微机保护一般要求二次电流为星形接入到保护，通过保护内部的软件来进行相位补偿。

如上图电流相量分析，正常运行时，三角形侧的一次电流超前星形侧30°，对于电压也同样存在30°角差。因CT极性均在母线侧，故当负荷从高压侧往低压侧送时，高压侧的二次电流超前低压侧150°。

1  保护相量测试

保护相量测试时，为了保证测试的精度，应合理安排负荷，若负荷太小无法保证正确性时，应向调度提出，创造条件相量测试。以下说明测试的主要步骤：

① 第一次冲击主变时，应及时打印保护启动报告（因励磁涌流较大，保护都会启动），判断冲击侧是否有电流来初步判断电流回路正确与否；测量二次电压幅值和相位是否正确，判断PT变比是否正确；对同一PT不同组别进行核相；进行主变各侧电压的同源核相；

② 主变带足够的负荷，记录变压器各侧一次潮流的状态，主要为P、Q；UA、UB、UC；IA、IB、IC；记录定值单上的CT、PT变比；计算功角；

③ 使用相位表测试屏后或就地端子箱中的二次UA、UB、UC、UL；IA、IB、IC、IN幅值和相位，相位测试可统一以UA为基准；记录装置的采样量显示（差动保护应记录差动电流和制动电流）；

④ 实际测试数据和记录装置采样的数据进行比较，确保一致，装置采样差流较小，制动电流远大于差流，并与①中的数据进行比较，确保一致（一般误差不超过5％）。

2  保护相量分析

①变比、幅值分析。通过一次潮流及CT、PT变比，确认二次幅值是否正确。如二次电流测试数据不对，则可能为一次CT串、并联接错；CT二次绕组组别接错；二次CT存在多点接地；或者CT二次电缆绝缘破损分流等原因。若开口三角电压UL完全为0V，则可能为PT回路有断线或端子接触不良。不能仅通过测量开口三角电压UL接近为0来确认改回路正确，应通过测量就地端子箱中的da、db、dc幅值及相位综合判断。

②相位分析。确认各侧三相电流之间和三相电压之间的角差均为约120°。对于差动保护，主变高低压侧电流的相位应为星形侧超前三角形侧150°，高低压侧的电压相位应为三角形侧超前星形侧30°，差动电流应接近于0，制动电流应远大于差动电流。各侧电压与电流之间的相位应该与根据一次潮流计算的功角接近（根据相位表的角度测量精度，一般误差在5°以内）。若相位不对时，应分段排除是否由接线原因引起的。