差動保護作為變壓器的主保護，對于保護區(qū)內(nèi)發(fā)生故障的靈敏度非常高。但往往由于電流互感器二次接線不正確，造成了差動保護正確動作率偏低。
在工作中，為了判斷變壓器差動保護電流互感器二次接線是否正確，不但要對其進行理論分析，還應(yīng)在負荷狀態(tài)下進行帶負荷檢驗，即采用六角圖測試。通常的做法是，調(diào)整系統(tǒng)一次運行方式，使投運設(shè)備串接于負荷電流中，在二次回路中產(chǎn)生大于0.5A的測試電流，以進行“六角圖”的測量。但由于系統(tǒng)一次接線的多樣性、運行方式的多變性、負荷大小的變動，以及考慮到相應(yīng)保護的配合等多種因素的制約，往往使實際操作并不簡單。
以測量主變保護相量為例，常用方法是調(diào)整運行方式，使主變壓器低壓側(cè)帶一條出線，要求該出線負荷足夠大，或者用站內(nèi)電容器充當負荷。此時需考慮的問題是：主變壓器高壓側(cè)上級保護的調(diào)整，主變壓器低壓側(cè)接線方式的調(diào)整，低壓側(cè)出線負荷的調(diào)整等。實際工作中，常常因為出線負荷太小，需多次調(diào)整運行方式調(diào)動負荷，以滿足測試要求。隨著北京電網(wǎng)的迅速發(fā)展，許多新變電站投運時，往往低壓側(cè)出線還沒有負荷，甚至部分GIS變電站沒有電容器，導致相量測試無法實施。對于既無出線負荷又無低壓側(cè)電容器的變電站，其主變壓器“六角圖”采用環(huán)流法進行測量。
一般結(jié)合現(xiàn)場特點，提出了通過調(diào)整并列運行的主變分頭，使其產(chǎn)生環(huán)流，利用環(huán)流測量主變壓器保護相量。這一方法，以下簡稱“環(huán)流法”。
2007年，北京地區(qū)某110kV變電站送電時還沒有負荷，因此其主變壓器兩側(cè)差動相量無法按正常送電程序完成相量的測試工作，主變壓器差動保護無法投運。但為了不給調(diào)試單位的工作增加負擔，采用了主變壓器并列運行，通過調(diào)節(jié)主變壓器調(diào)壓分頭，在變壓器組中形成環(huán)流的方式完成相量測試。
1 環(huán)流法測試原理
空載的兩臺變壓器并列運行，在低壓側(cè)合環(huán)，調(diào)整兩臺主變壓器電壓抽頭，使其產(chǎn)生電壓差，從而在兩臺變壓器中可以測量到無功環(huán)流。為了方便，取兩臺變比不同的單相變壓器并聯(lián)運行來分析，分析時忽略它們的勵磁電流。
如圖1所示，兩臺單相變壓器a和b的原邊同接至一母線，副邊也同接至另一母線。設(shè)變比ka>kb，即變壓器a的副邊電壓比變壓器b的高，其電壓之差為兩副邊的開路電壓之差，由于兩變壓器空載，其副邊回路產(chǎn)生的電流只能在兩個副繞組中流通，稱之為環(huán)流，當兩臺變壓器變比確定后，其變比短路阻抗是一定的，并列運行的環(huán)流大小主要取決于副邊的空載電壓，而此電壓是由主變壓器調(diào)壓抽頭調(diào)節(jié)。另外由于變壓器的漏阻抗比較小，即使變比相差不大，也能引起較大的環(huán)流。綜上所述，通過調(diào)節(jié)并列運行主變壓器的電壓抽頭，造成變比差，可以在變壓器內(nèi)部產(chǎn)生適當?shù)沫h(huán)流。

2 環(huán)流法測試的應(yīng)用
由于環(huán)流的產(chǎn)生不需要外界條件，只需調(diào)節(jié)主變壓器變比即可，故可應(yīng)用于新投運的外橋接線的雙繞組變壓器的主變相量測試工作。
從1998年開始，用這種方法測試無負荷變電站的主變相量。比如，固定1號變分頭在1檔，則上調(diào)2號變分頭的檔位，產(chǎn)生一次環(huán)流，電流互感器二次也感應(yīng)出相應(yīng)的二次電流。如果二次電流還不能滿足測試精度的要求，則繼續(xù)加大兩個分頭檔位差，直到滿足精度要求為止。實際操作中，基本上采用兩個變壓器分頭差在3個檔位左右，比如，固定1號變分頭在7檔，調(diào)節(jié)2號變分頭到4檔或10檔，基本上能滿足測試精度的要求。通過幾個站的試驗，均取得了較大的成功，理論分析和實際測試結(jié)果能很好地結(jié)合。
圖2所示的主接線變電站，相量測試1次即可完成。

圖2 環(huán)流法測相量示意圖
運行方式：斷路器111合，斷路器145、102、202，245、201，101合，112分，固定1號變分頭在7檔，調(diào)節(jié)2號變分頭到10檔。
由于兩個變壓器內(nèi)部電壓不同，將產(chǎn)生環(huán)流。此時環(huán)流在聯(lián)絡(luò)斷路器145-2#變壓器-斷路器202-245-201-1#變壓器-斷路器101-145中流動，111斷路器沒有電流流過。
在這種方式下，能完成1#變壓器主進斷路器101對201的相量測試，及2#變壓器主進斷路器102對202的相量測試。
3 環(huán)流法的不足和存在問題
對圖2所示的外橋接線的方式，環(huán)流法能完成全部的相量測試，經(jīng)過環(huán)流法確定的差動回路接線正確性得到充分的驗證，保護可以投入運行。但對圖3所示的外橋接線方式，環(huán)流法測試的差動相量不完整，差動回路接線正確性不能得到充分的驗證，保護無法投入運行的情況。


圖3 外橋式接線方式
為了完成測試，將按電壓等級分兩次完成。
第一次：111（或112）合，斷路器145、301、345、302合，201、202、245分，通過調(diào)節(jié)變壓器分頭，比如使1#變分頭在10，2#變分頭在7，由于兩個變壓器內(nèi)部電壓不同，將產(chǎn)生環(huán)流1。此時環(huán)流1在145-2#變壓器-302-345-301-1#變壓器-145中流動，111（或112）斷路器沒有電流流過。在這種方式下，能完成145-301，145-302的相量測試，但不能完成斷路器111（或112）對301（或302）的相量測試，而這對變壓器差動相量來說是同樣重要的。
第二次，斷路器111（或112）合，斷路器145、201、202、245合、301、345、302分，環(huán)流2在斷路器145-2#變壓器-斷路器202-245-201-1#變壓器-斷路器145中流動。同樣，斷路器111（或112）斷路器沒有電流流過。在這種方式下，能完成斷路器145-201，斷路器145-202的相量測試，不能完成斷路器111（或112）對斷路器201（或202）的相量測試。
因此，作為進線電源的111、112在環(huán)流法測相量的方式中不能判定其電流相量是否正確，在2個變壓器分列運行的情況下，差動保護不能投入。除非運行方式改為：斷路器111通過145帶2#變或112通過145帶1＃變壓器，只有這兩種方式，環(huán)流法所測相量才有實際應(yīng)用價值。并且，一旦將來帶上負荷，由于電流大小、方向的改變，所有的相量必須重新測試，不僅僅是補測斷路器111對斷路器201、301和斷路器112對202、302的相量。
這種方式下，要保證變電站發(fā)電順利，主變壓器保護投運，必須由施工方、調(diào)試方、驗收方三方共同確保主變壓器各側(cè)電流互感器的極性、變比準確無誤，相量關(guān)系等待常有負荷后再另行補測。 (責任編輯：電工網(wǎng))