电力行业向量六角图说明及其使用

2009年04月11日 星期六 18:02

差动保护的六角图

发电机首次开机时,带一定的负荷后,要做差动保护的六角图,请教各位老师:

  1   用相位表怎样作图

  2   图作出来后,怎样判断合不合格啊

以电压量为基准（应该是AB、BC、CA；实际上有时我就用AB即可），分别测量出对机出口CT、机端CT的角度，然后作图就是了。

发电机差动保护判断非常简单，只要看在同一基准量下的出口CT、机端CT的对应相角度差180就行了（幅值相等）。

常规变压器差动保护也可以用上面的方法测量，但微机型变压器保护要求CT是Y/Y接线的，用上面的方法测量出的结果会有个角度差，与变压器的接线组别一样。你可以直接看微机保护的差流。

最早作六角图用瓦特表，非常烦，但掌握其原理和方法对掌握继电保护很有帮助。

请问功率表怎么接线啊

按正确极性接入A.B相电压和A相电流,读数就是此电流在此线电压上的投影,依次再读出A相电流在线电压BC/CA上的投影,就可以在线电压的相量图上找到A相电流了.然后是B/C相电流.

所谓六角图

就是利用功率表测量电流相位的一种方法，它是一种简单有效的相位检测方法。利用六角图能正确的判断出：

1)同一组电流互感器三相电流之间的相位是否正确。

2)功率方向继电器接线是否正确。

3)差动保护中不同组别电流互感器的电流相位是否正确。

4)电流互感器变比是否正确。因此，向量六角图在实际应用中具有相当广泛的用途。

六角图的原理

在一定坐标系统中，任何相量都可以用它在任何两个相交轴上的垂直投影来表示。根据这一原理，我们采用的坐标系统是互成120’的三相对称电压系统。由于线电压不受零序电压的干扰，所以采用三相线电压作为测量三相电流相位的基准量。在相量图中，被测电流在一个电压相量上的投影，可以确定该电流相量端点的轨迹；在两个电压相量上的投影，可以确定被测电流相量端点的位置(即电流的相位和大小)；用此方法得出不同方向的电流数值，进行矢量计算，即可检验结果的准确性。

六角图实验

将被测电流Ia按规定极性接入功率表的电流端子，再将同一系统的电压Uab、Ubc、Uca按规定极性依次接入同一功率表的电压端子，分别读取Uab、Ubc、Uca电压下的功率表的读数(其读数有正、负)，再依次将Ib、Ic接入功率表重复上述试验。

请问测量六角图时的方法和注意事项：怎样根据功率来判断测量的角度正确性，线路送出功率和倒送功率时电流电压的超前关系．

在继电保护回路中，对有相位要求的电流回路，一般用电流相量六角图来判断电流回路接线是否正确。从电流相量六角图可以直观反映出：同一组电流互感器三相电流IA、IB、Ic之间的关系；差动保护中不同组别电流互感器的电流之间的关系；阻抗或方向元件的电流和电压之间的相位关系。同时也可判别电流互感器变比是否正确。现介绍电流相量六角图的功率表法的作图方法。

1．原理功率表法的原理是用被测电流在已知电压相量上的投影来判断被测电流的方向和大小是否正确。在相量图中，被测电流在一个电压相量上的投影，可以确定该电流相量端点的轨迹；在两个电压相量上的投影，可以确定被测电流相量端点的位置(即电流的相位和大小)；在第三个电压相量上的投影，可以检查试验结果的准确性。

2．试验接线和试验方法将被测电流IA按规定极性接人功率表的电流端子，再将同一系统的电压Uab、UBc、Uca按规定极性依次接入同一功率表的电压端子，分别读取Uab、Ubc、Uca电压下的功率表的“读数”。为简化起见，该读数一般不必记录实际功率值，而以功率表指针偏转的格数表示为电流的“大小”，以功率表切换开关的方向表示为电流的“正负”。之后，再依次将IB、Ic接入功率表重复上述试验。为节约试验时间，试验时也可准备三只同型号的功率表，其电流端子分别按规定极性接入IA、IB、Ic，三只功率表的电压端子同极性并联后，依次接人同一系统的电压Uab、Ubc、Uca，分别读取三只功率表对应的“读数”，记入附表中。现以附表中K1点的测量数值为例说明。

3．电流相量六角图的画法(1)在测量电流相量六角图的专用坐标纸上按适当比例画出土Uab、Ubc、土Uca(或土Uao、土Ubo、Uco)电压相量。 (2)在Uab相量上找出接人IA、Uab的功率表的读数位置(例如附表中的+33)，过该点作Uab的垂线L1—L2。 (3)在Ubc相量上找出接人Ia、Ubc的功率表的读数位置(+17．5)，过该点作Ubc的垂线M1一M2。 (4)在Uca相量上找出接人Ia、Uca的功率表的读数位置(-50)，过该点作Uca的垂线Nl—N2。三条直线Ll—L2、M1—M2、N1—N2应相交于一点A，OA就是电流IA的相量。当读数有误差时，三条直线可能相交于三点，只要三个交点比较靠近，就不影响试验结果的准确性。此时取三个交点的中心作为Ia的端点。同样的方法作出IB和Ic的相量，这样就作出了电流相量六角图(如附图)。 4．试验结果的分析在用功率法作电流相量图时，是用切换开关所在的位置表示所测电流相量的“正负”。附表中同一测量点(例如K1点)的对应每一列和每一行的三个数的代数和为O或近于O，则认为试验接线和读数是准确的，否则说明试验接线和读数不准确，应找出原因改正过来。试验方法正确，作图方法准确，电流相量不在预定位置时，说明电流互感器或电流回路接线不正确，应找出原因改正过来

在进行六角图实验时，需要了解有功功率的输送情况，功率因数或无功功率的大致的数值，才能得出正确的判断，在这些情况没有很好的了解时(如两端有电源的线路，在通过线路输送的有功功率甚少，或摆动不定时)最好不要进行六角图的实验，进行六角图实验一般应选择输送功率很稳定的时候进行。利用六角图可以方便简单快捷的测量电流的相位，能够快速判断功率方向继电器等的接线是否正确，因此，熟练掌握六角图是非常必要和有意义的。 另：现在有更方便的钳型相位表，可以方便的测量相位，甚至可以直接以向量图的型式显示出来，所以不到没有办法的情况下，不建议使用六角图法。因为在运行中设备的二次电流回路上工作毕竟是有一定危险的。

楼主说的有理．现在我们普遍用钳行电流表和相位表测量出相位的关系，然后绘图，即可．利用功率关系算出电流和电压之间的关系，然后和测量的相位关系比较．

用钳形电力参数向量仪，可以很方便的直接测量出三相电压、电流的大小和向量，直接就可以做六角图。

功率表法电流相量六角图的作法

在继电保护回路中，对有相位要求的电流回路，一般用电流相量六角图来判断电流回路接线是否正确。从电流相量六角图可以直观反映出：同一组电流互感器三相电流IA、IB、Ic之间的关系；差动保护中不同组别电流互感器的电流之间的关系；阻抗或方向元件的电流和电压之间的相位关系。同时也可判别电流互感器变比是否正确。现介绍电流相量六角图的功率表法的作图方法。

1．原理

    功率表法的原理是用被测电流在已知电压相量上的投影来判断被测电流的方向和大小是否正确。在相量图中，被测电流在一个电压相量上的投影，可以确定该电流相量端点的轨迹；在两个电压相量上的投影，可以确定被测电流相量端点的位置(即电流的相位和大小)；在第三个电压相量上的投影，可以检查试验结果的准确性。

2．试验接线和试验方法

    将被测电流IA按规定极性接人功率表的电流端子，再将同一系统的电压Uab、UBc、Uca按规定极性依次接入同一功率表的电压端子，分别读取Uab、Ubc、Uca电压下的功率表的“读数”。为简化起见，该读数一般不必记录实际功率值，而以功率表指针偏转的格数表示为电流的“大小”，以功率表切换开关的方向表示为电流的“正负”。之后，再依次将IB、Ic接入功率表重复上述试验。

    为节约试验时间，试验时也可准备三只同型号的功率表，其电流端子分别按规定极性接入IA、IB、Ic，三只功率表的电压端子同极性并联后，依次接人同一系统的电压Uab、Ubc、Uca，分别读取三只功率表对应的“读数”，记入附表中。现以附表中K1点的测量数值为例说明。

3．电流相量六角图的画法

(1)在测量电流相量六角图的专用坐标纸上按适当比例画出

土Uab、Ubc、土Uca(或土Uao、土Ubo、Uco)电压相量。

(2)在Uab相量上找出接人IA、Uab的功率表的读数位置(例如附表中的+33)，过该点作Uab的垂线L1—L2。

(3)在Ubc相量上找出接人Ia、Ubc的功率表的读数位置(+17．5)，过该点作Ubc的垂线M1一M2。

(4)在Uca相量上找出接人Ia、Uca的功率表的读数位置(-50)，过该点作Uca的垂线Nl—N2。

    三条直线Ll—L2、M1—M2、N1—N2应相交于一点A，OA就是电流IA的相量。当读数有误差时，三条直线可能相交于三点，只要三个交点比较靠近，就不影响试验结果的准确性。此时取三个交点的中心作为Ia的端点。

同样的方法作出IB和Ic的相量，这样就作出了电流相量六角图(如附图)。

4．试验结果的分析在用功率法作电流相量图时，是用切换开关所在的位置表示所测电流相量的“正负”。附表中同一测量点(例如K1点)的对应每一列和每一行的三个数的代数和为O或近于O，则认为试验接线和读数是准确的，否则说明试验接线和读数不准确，应找出原因改正过来。

    试验方法正确，作图方法准确，电流相量不在预定位置时，说明电流互感器或电流回路接线不正确，应找出原因改正过来。

变压器差动保护带负荷测试 

1　引言

差动保护原理简单、使用电气量单纯、保护范围明确、动作不需延时，一直用于变压器做主保护， 其运行情况直接关系到变压器的安危。怎样才知道差动保护的运行情况呢？怎样才知道差动保护的整定、接线正确呢？唯有用负荷电流检验。但检验时要测哪些量？测得的数据又怎样分析、判断呢？下面就针对这些问题做些讨论。

2　变压器差动保护的简要原理

差动保护是利用基尔霍夫电流定理工作的，当变压器正常工作或区外故障时，将其看作理想变压器，则流入变压器的电流和流出电流（折算后的电流）相等，差动继电器不动作。当变压器内部故障时，两侧（或三侧）向故障点提供短路电流，差动保护感受到的二次电流和的正比于故障点电流，差动继电器动作。

3　变压器差动保护带负荷测试的重要性

变压器差动保护原理简单，但实现方式复杂，加上各种差动保护在实现方式细节上的各不相同，更增加了其在具体使用中的复杂性，使人为出错机率增大，正确动作率降低。比如许继公司的微机变压器差动保护计算Y-△接线变压器Y型侧额定二次电流时不乘以，而南瑞公司的保护要乘以。这些细小的差别，设计、安装、整定人员很容易疏忽、混淆，从而造成保护误动、拒动。为了防范于未然，就必需在变压器差动保护投运时进行带负荷测试。

4　变压器差动保护带负荷测试内容

要排除设计、安装、整定过程中的疏漏（如线接错、极性弄反、平衡系数算错等等），就要收集充足、完备的测试数据。

1．差流（或差压）。变压器差动保护是靠各侧CT二次电流和——差流——工作的，所以，差流（或差压）是差动保护带负荷测试的重要内容。电流平衡补偿的差动继电器（如LCD-4、LFP-972、CST-31A型差动继电器），用钳形相位表或通过微机保护液晶显示屏依次测出Ａ相、Ｂ相、Ｃ相差流，并记录；磁平衡补偿的差动继电器（如BCH-1、BCH-2、DCD-5型差动继电器），用0.5级交流电压表依次测出Ａ相、Ｂ相、Ｃ相差压，并记录。

2．各侧电流的幅值和相位。只凭借差流判断差动保护正确性是不充分的，因为一些接线或变比的小错误，往往不会产生明显的差流，且差流随负荷电流变化，负荷小，差流跟着变小，所以，除测试差流外，还要用钳形相位表在保护屏端子排依次测出变压器各侧Ａ相、Ｂ相、Ｃ相电流的幅值和相位（相位以一相PT二次电压做参考），并记录。此处不推荐通过微机保护液晶显示屏测量电流幅值和相位。

3．变压器潮流。通过控制屏上的电流、有功、无功功率表，或者监控显示器上的电流、有功、无功功率数据，或者调度端的电流、有功、无功功率遥测数据，记录变压器各侧电流大小，有功、无功功率大小和流向，为CT变比、极性分析奠定基础。

负荷电流要多大呢？当然越大越好，负荷电流越大，各种错误在差流中的体现就越明显，就越容易判断。然而，实际运行的变压器，负荷电流受网络限制，不会很大，但至少应满足所用测试仪器精度要求，以及差流和负荷电流的可比性。若二次负荷电流只有0.2A而差流有65mA时，判断差动保护的正确性就相当困难。

5　变压器差动保护带负荷测试数据分析

数据收集完后，便是对数据的分析、判断。数据分析是带负荷测试最关键的一步，如果马虎，或对变压器差动保护原理和实现方式把握不够，就会让一个个错误溜走，得出错误的结论。那么对于测得的数据我们应从哪些方面着手呢？

5.1　看电流相序

正确接线下，各侧电流都是正序：Ａ相超前Ｂ相，B相超前C相，C相超前A相。若与此不符，则有可能：

ａ．在端子箱的二次电流回路相别和一次电流相别不对应，比如端子箱内定义为A相电流回路的电缆芯接在了C相CT上，这种情况在一次设备倒换相别时最容易发生。

ｂ．从端子箱到保护屏的电缆芯接反，比如一根电缆芯在端子箱接A相电流回路，在保护屏上却接B相电流输入端子，这种情况一般由安装人员的马虎造成。

5.2　看电流的对称性

每侧Ａ相、Ｂ相、Ｃ相电流幅值基本相等，相位互差120°，即Ａ相电流超前Ｂ相120°，B相电流超前C相120°，C相电流超前A相120°。若一相幅值偏差大于10%，则有可能：

ａ．变压器负荷三相不对称，一相电流偏大或一相电流偏小。

ｂ．变压器负荷三相对称，但波动较大，造成测量一相电流幅值时负荷大，而测另一相时负荷小。

ｃ．某一相CT变比接错，比如该相CT二次绕组抽头接错。

ｄ．某一相电流存在寄生回路，比如某一根电缆芯在剥电缆皮时绝缘损伤，对电缆屏蔽层形成漏电流，造成流入保护屏的电流减小。

若某两相相位偏差大于10%，则有可能：

ａ．变压器负荷功率因数波动较大，造成测量一相电流相位时功率因数大，而测另一相时功率因数小。

ｂ．某一相电流存在寄生回路，造成该相电流相位偏移。

5.3　看各侧电流幅值，核实CT变比

用变压器各侧一次电流除以二次电流，得到实际CT变比，该变比应和整定变比基本一致。如果偏差大于10%，则有可能：

ａ．CT的一次线未按整定变比进行串联或并联。

ｂ．CT的二次线未按整定变比接在相应的抽头上。

5.4　看两（或三）侧同名相电流相位，检查差动保护电流回路极性组合的正确性

这里要将两种接线分别对待，一种是将变压器Y型侧CT二次绕组接成△，另一种是变压器各侧ＣＴ二次绕组都接成Ｙ型。对于前一种接线，其两侧二次电流相位应相差180°（三圈变压器，可分别运行两侧，来检查差动保护电流回路极性组合的正确性），而对于后一种接线，其两侧二次电流相位相差角度与变压器接线方式有关。比如一台变压器为Y-Y-△-11接线，当其高、低压侧运行时，其高压侧二次电流应超前低压侧（11—6）×30°，而当其高、中压侧运行时，其高压侧二次电流和中压侧电流仍相差180°。若两侧同名相电流相位差不满足上述要求（偏差大于10°），则有可能：

ａ．将CT二次绕组组合成△时，极性弄错或相别弄错，比如Y-Y-△-11变压器在组合Y型侧CT二次绕组时，组合后的A相电流应在A相CT极性端和B相CT非极性端（或A相CT非极性端和B相CT极性端）的连接点上引出，而不能在A相CT极性端和C相CT非极性端（或A相CT非极性端和C相CT极性端）的连接点上引出。

ｂ．一侧CT二次绕组极性接反。在安装CT时，由于某种原因其一次极性未能按图纸摆放时，二次极性要做相应颠倒，如果二次极性未颠倒，就会发生这种情况。

5.5　看差流（或差压）大小，检查整定值的正确性

对励磁电流和改变分接头引起的差流，变压器差动保护一般不进行补偿，而采用带动作门槛和制动特性来克服，所以，测得的差流（或差压）不会等于零。那用什么标准来衡量差流（或差压）合格呢？ 对于差流，我们不妨用变压器励磁电流产生的差流值为标准。比如一台变压器的励磁电流（空载电流）为1.2%, 基本侧额定二次电流为5A，则由励磁电流产生的差流等于1.2%×5=0.06A，0.06A便是我们衡量差流合格的标准。对于差压，我们引用《新编保护继电器校验》中的规定：差压不能大于150mv。如果变压器差流不大于励磁电流产生的差流值（或者差压不大于150mv），则该台变压器整定值正确；否则，有可能是：

ａ．变压器实际分接头位置和计算分接头位置不一致。对此，我们有以下证实方法：根据实际分接头位置对应的额定电压或运行变压器各侧母线电压，重新计算变压器各侧额定二次电流，再由额定二次电流计算各侧平衡系数或平衡线圈匝数，再将计算出的各侧平衡系数或平衡线圈匝数摆放在差动保护上，再次测量差流（或差压），如果差流（或差压）满足要求，则说明差流（或差压）偏大是由变压器实际分接头位置和计算分接头位置不一致引起，变压器整定值仍正确，如果差流（或差压）不满足要求，则整定值还存在其它问题。

ｂ．变压器Ｙ型侧额定二次电流算错。由于微机变压器差动保护在“计算Y型侧额定二次电流乘不乘”问题上没有统一，所以，整定人员容易将Ｙ型侧额定二次电流算错，从而，造成平衡系数整定错。

ｃ．平衡系数算错。计算平衡系数时，通常是先将基本侧平衡系数整定为1，再用基本侧额定二次电流除以另侧电流得到另侧平衡系数，如果误用另侧额定二次电流除以基本侧电流，平衡系数就会算错。

ｄ．5.1—5.4中列举的各种因素，都会最终造成差流（或差压）不满足要求，但我们只要按照5.1—5.4依次检查，就会将这些因素一个个排除，此处就不再赘述。

6　结束语

带负荷测试对变压器差动保护的安全运行起着至关重要的作用，对其我们要有足够的重视。带负荷测试前，要深入了解变压器差动保护原理、实现方式和定值意义，熟悉现场接线；带负荷测试中，要按照带负荷测试内容，认真、仔细、全面收集数据；带负荷测试后，要对照上述5条分析方法，逐一检查、逐一判断。只要切实做到了这三点，变压器差动保护就万无一失了。

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