變電一次設(shè)備三相通流模擬帶負荷狀態(tài)測相量研究

關(guān)少鋒 方祖雄 陳雅云

（泉州電業(yè)局，福建 泉州 362000）

變電站的微機保護一般工作12年后安排更換。而一次設(shè)備如斷路器、電流互感器等工作年限一般達20年。這樣一次設(shè)備未動及，而二次設(shè)備變動的事件將長期存在。

目前，變電站內(nèi)的電氣間隔對于保護改造或交流電流二次回路變動后，只能靠核對二次線、在端子箱二次回路源頭通流，或在電流互感器一次側(cè)單相通流核對極性等方法，驗證交流電流二次回路接線的正確性，這些方法都無法實際模擬一次帶負荷的情況。

這樣在一次設(shè)備未動及但二次設(shè)備變動時，該間隔在送電前，電力系統(tǒng)運行正常。該間隔母線電壓二次回路，可以通過模擬線路母線刀閘接點閉合，校驗電壓切換回路的正確性，從而保證了線路保護電壓采樣的正確。

該間隔電流互感器電流二次回路，卻因無法模擬實際運行狀態(tài)，導(dǎo)致無法使用。當該間隔進行送電時，該間隔線路保護也就認為無法正常使用。

常規(guī)的送電過程需空出一段母線，用母聯(lián)充電保護，對空母線及該間隔進行充電，并帶負荷進行該間隔電流相量測試工作。

本文探討采用新的測試方法，即在變電一次設(shè)備上三相通流模擬帶負荷狀態(tài)測相量，驗證該間隔電流互感器電流二次回路正確性。該間隔線路保護的電流、電壓二次回路經(jīng)過驗證正確，保護傳動正確，這樣該間隔線路保護也就認為可以正常使用了。

1 工頻三相大電流發(fā)生器即三相升流器的技術(shù)要求

要在變電一次設(shè)備上通流，模擬一次設(shè)備帶負荷情況，必須采用三相大電流發(fā)生器。

目前相位表的交流電流測試精度可達10mA，考慮變電站現(xiàn)場電磁干擾的影響，按10 倍裕度，測試電流幅值為100mA，可以保證測量數(shù)據(jù)的準確性。110kV 變電設(shè)備，電流互感器的額定變比一般為600/5、1200/5，按1200/5 考慮，這樣升流器輸出電流只需達到24A，就可滿足要求。實際應(yīng)用時，建議現(xiàn)場升流器最大輸出電流為 100A，容量為3000VA，就可滿足要求。

考慮現(xiàn)場應(yīng)用，三相升流器需可手動調(diào)節(jié)三相電流輸出，可顯示輸出電流與輸入電壓的相位關(guān)系，輸出電流的幅值。

在變電站現(xiàn)場測試時，三相大電流發(fā)生器電源可接高壓場所檢修電源，即為儀器輸入電壓，輸出電流接至變電一次設(shè)備上，即為一次設(shè)備的一次電流，經(jīng)過一次電流互感器傳變后的電流即為二次電流。以升流器輸入電壓為基準，升流器輸出電流與輸入電壓同相位。這樣用相位表測試經(jīng)電流互感器傳變后的二次電流與輸入電壓同相位，測得的一二次電流幅值之比為電流互感器變比，則二次電流與一次電流傳變正確，即電流相量測試正確。

2 變電站110kV 線路間隔的測試方法

2.1 變電站110kV 線路間隔電流二次回路配置

表1 220kV 變電站典型的110kV 線路間隔電流二次回路配置

2.2 升流器接線試驗步驟及送電方案

1）110kV 線路開關(guān)轉(zhuǎn)檢修，斷開該間隔開關(guān)、1 刀、2 刀、3 刀，斷開該間隔乙、丙接地刀。二次變動如端子箱更換，保護更換，工作結(jié)束。

2）三相升流器電壓輸入為端子箱內(nèi)三相交流電源(A～、B～、C～、N～)，電流輸出A、B、C 相接至該間隔開關(guān)A、B、C 相接線柱上。N 端接至該間隔電流互感器與乙接地刀相連的引出線上，電流互感器引出線A、B、C 相并聯(lián)。

3）合上該間隔開關(guān)，升流器三相平衡輸出，在端子箱對交流電流二次回路進行相量測試，以輸入電壓A 相220V∠0°為基準。測試各個二次繞組，二次電流與輸入一次電壓同相位，且變比測試合格為正確。（操作時可以測試幾個點，如40A60A80A)

4）升流器三相平衡輸出，對繼保室二次設(shè)備如保護、故障錄波、測控、電度表等處，進行電流相量核對。以110kV 母線二次電壓A 相57V∠0°為基準，先測量三相電流為正序，且采樣精度滿足要求。

5）測量三相電流與110kV 母線二次電壓夾角，和上步升流器測試用電壓與110kV 母線二次電壓夾角為同角度，測試結(jié)果為正確。出具測試報表，經(jīng)技術(shù)專工驗收，復(fù)核正確。

6）110kV 線路開關(guān)三相通流模擬帶負荷狀態(tài)相量測試合格，110kV 線路開關(guān)電流互感器各組二次電流相量正確。110kV 線路開關(guān)電流互感器各二次繞組及所接二次設(shè)備，可以視為正常設(shè)備，可以投入使用。

7）110kV 線路保護整定在充電保護定值區(qū)，110kV 線路開關(guān)由檢修轉(zhuǎn)運行，帶負荷對交流電流回路相量測試正確。切換至正常保護定值區(qū)，使110kV 線路保護處于正常運行狀態(tài)。

8）出具帶負荷相量測試報告。

2.3 三相升流器現(xiàn)場接線

圖1為220kV 變電站典型的110kV 雙母線帶旁路的一次接線示意圖。

圖1 三相升流器現(xiàn)場接線示意圖

3 兩種送電方案的比較

常規(guī)送電方案：進行母線倒閘操作，空出一段母線，用母聯(lián)充電保護，對線路進行送電。

母線倒閘操作，以空出110kV Ⅱ母為例。如上圖，合上母聯(lián)開關(guān)，將所有掛在110kV Ⅱ母上線路倒至Ⅰ母，即合上Ⅰ母隔離開關(guān)，后斷開Ⅱ母隔離開關(guān)。這樣所有線路都掛在110kV Ⅰ段母線上了。

將本次送電的線路掛在110kV Ⅱ段母線上，合上線路開關(guān)，合上母聯(lián)開關(guān)。

送電方案存在以下不利因素。

1）需要進行母線倒閘操作，空出一母段線，一次設(shè)備的操作量大，并且操作過程繁雜。

2）對于多個間隔的送電，復(fù)雜頻繁倒閘操作過程，一次設(shè)備易產(chǎn)生機構(gòu)老化，發(fā)生過刀閘斷裂事故。運行人員工作負擔(dān)大，易出現(xiàn)工作失誤，甚至誤操作等事故。

總之，這樣的送電方案，運行人員操作工作量大，一次設(shè)備故障的概率高，現(xiàn)場臨時缺陷的處理工作多，送電時間長，威脅電力系統(tǒng)的安全可靠運行。

采用本測試方法后的送電方案，不需進行母線倒閘操作，可以直接送電，大大提高了送電效率，保證了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

4 結(jié)論

在變電一次設(shè)備上三相通流模擬帶負荷狀態(tài)測相量的測試方法，可以應(yīng)用于110kV 及以下的變電設(shè)備送電測相量，以簡化送電方案。

現(xiàn)場試驗涉及一次、二次設(shè)備，應(yīng)提前做好現(xiàn)場變電設(shè)備的熟悉，編制詳細的作業(yè)指導(dǎo)書，嚴格遵守操作規(guī)程，保證試驗安全。

為保證測試數(shù)據(jù)的正確和可采信，應(yīng)依托繼電保護專業(yè)嚴謹?shù)募夹g(shù)管理，并取得調(diào)度方對數(shù)據(jù)的認可，方可使簡化后的送電方案得以實行。

[1] 汪衛(wèi)東,顧水平.繼電保護帶負荷投產(chǎn)試驗的優(yōu)化研究.浙江電力,2009(1):54-56.