干式降壓變作為升壓變運行的技術

南澤瑞

(廣東省連州粵連電廠有限公司，廣東 清遠 513400)

1 概述

2013-06-20，某電廠220 kV升壓站永久退出運行，并解開廠內升壓站架構至圍墻外耐張塔的引線。廠用電由附近110 kV嶺山變電站單回專用10 kV線路供電。

升壓站停電前全廠共有4臺變壓器運行，分別為0號高備變20B、2號低備變50B、2號補給水變68B、灰水回收變82B。全廠所有6 kV母線以及380/220 V母線均在運行。具體運行方式為：6 kV備用段通過0號高備變20B供電、廠用6 kV母線通過各自備用電源進線開關供電、6 kV脫硫段通過772A，772B供電；380/220 V母線(含脫硫、輸煤系統(tǒng))由2號低備變50B供電，380 V脫硫工作段由2號沖灰水泵動力電纜經脫硫循環(huán)泵房檢修電源箱開關供電；輸煤系統(tǒng)電源由380/220 V低壓公用IB段通過2號檢修空壓機動力電纜、臨時電纜供至1期碎煤機室專用屏母線，再通過專用屏進線電源經動力電纜供電至380/220 V輸煤I段母線；緊急備用變30B為冷備用狀態(tài)。

升壓站停電后，通過投入緊急備用變30B運行，由緊急備用變30B向廠內各380/220 V母線供電(含脫硫、輸煤系統(tǒng)380/220 V母線)。江邊灰壩原來為6 kV電纜送達并經降壓變壓器后供電，升壓站停運后采用通過1號低壓公用變62B干式變低壓側開關462A→1號低壓公用變62B→1號低壓公用變高壓側開關662→6 kVIB段母線→1號補給水變67B、灰水回收變82B的方式進行供電。1號低壓公用變62B由降壓變壓器變?yōu)樯龎鹤儔浩鬟\行。

2 技術要求

(1)變壓器不分功率流向，配電變壓器正常時從高壓向低壓輸送電能，非正常時從低壓向高壓輸送電能。設計變壓器時，適當地增加了副邊繞組的匝數，以消除副邊輸出功率時的電壓降。若用副邊繞組作為輸入的原邊，則輸出的電壓會低于設計值，因而需要現場實測空載變壓器高壓側電壓值來確定是否可行。

(2)變壓器一般都是初級線圈繞在里面，次級線圈繞在外面，以減少漏磁(極小功率的變壓器例外)。當起著主激磁作用的初級線圈到外面時，將導致變壓器發(fā)熱增加、效率下降，因而需要控制變壓器反充電運行的功率，實時監(jiān)控變壓器運行時的繞組溫度。

(3)原來的變壓器保護裝置電氣采集量取自安裝于變壓器高壓側的CT(電流互感器),改為升壓變壓器后，需要將保護采集的電氣量調整到變壓器的低壓側，使得在變壓器故障時能快速地切除電源進線開關。

(4)由于系統(tǒng)結構的變化，反充電至高壓母線時，可能會造成高壓母線PT(電壓互感器)諧振。需要綜合考慮各種參數來確定諧振設備，然后通過增加消諧裝置來處理。

3 實施過程

(1)將變壓器保護裝置電氣采集量改接至變壓器的低壓側，然后重新進行定值整定計算。

(2)由于采用1號低壓公用變反充電至6 kV母線的供電方式運行，可能會導致電壓不能維持在6 kV以上或發(fā)生PT諧振，不能滿足380/220 V補給水Ⅰ，Ⅱ段上補給水泵運行。于4月30日進行1號低壓公用變反充電試驗。維持原來的供電方式，停運6 kV IB段母線，采用1號低壓公用變62B低壓側開關462A→1號低壓公用變62B→1號低壓公用變高壓側開關662→6 kV IB段母線，當合上662開關時，6 kV IB母線電壓表的讀數擺動，6 kV IB母線絕緣監(jiān)察裝置告警。6 kV IB母線A相電壓較低且波動，其余兩相電壓基本正常，6 kV IB母線PT開口三角電壓為70 V。通過研究分析認為是虛幻接地產生零序電壓，投入高壓負荷后虛幻接地消失。

(3)按預定的供電方式，通過干式變反充電將各供電負荷恢復運行。

4 問題分析

6 kV系統(tǒng)為中性點不接地系統(tǒng)，正常運行時，母線接有線路或者其他設備，系統(tǒng)三相對地電容較大，抵消PT勵磁電抗后對地電容仍較大，且總體上三相基本平衡。根據節(jié)點電位法計算，變壓器中性點對地電壓基本為0，此時PT一次線圈承受正常相電壓，其二次也為正常值。當變壓器給空母線充電時，此時母線對地電容本來很小，但由于PT勵磁電抗的補償作用，特別是低壓側充電過程中的沖擊可能導致PT過勵磁而使總導納變?yōu)楦行?。這時就有可能產生基波諧振，使得零序電壓U0明顯變大，故空母線送電時，三相PT相對地電壓差別一般較大，開口三角電壓也會大大超過正常電壓，其現象多為兩相電壓高，一相電壓低；或兩相電壓偏低，一相電壓偏高。

由于電壓不平衡，某相電壓瞬間升高或者空載合閘的激發(fā)因素，尤其當PT勵磁特性較差時，極易產生PT與變壓器中性點對地電容產生高頻諧振，此處中性點對地電容也包括繞組對外殼的電容。對變壓器6 kV三角形繞組來說，雖不存在中性點但可等效為星形接法，故也應認為系統(tǒng)有中性點。

其結果是兩相或三相相電壓大幅升高，并且二次線電壓可大大超過100 V；或者三相相電壓極不穩(wěn)定，忽高忽低。此時的過電壓還有可能對設備絕緣造成危害，應避免和及時處理。

5 應對措施

通過測量和分析，確認為屬虛幻接地或PT諧振現象，然后迅速改變空母線小電容狀態(tài)。

對空母線充電后，首先應檢查確認PT二次線電壓三相均在100 V左右。確認線電壓正確后，若僅相電壓和開口三角電壓不正常，則先排除母線一次回路存在接地的可能性，最后可認為是出現了虛幻接地。此時投入了1臺變壓器和1條出線，即增加了母線系統(tǒng)電容量及三相平衡程度后，再測量PT 二次相電壓及開口三角電壓，各電壓值正常。

6 結論

干式降壓變作為升壓變運行時，如需長時間運行應控制其負荷范圍，在負荷不大、電壓完全可以滿足要求的情況下，可以改變原來的保護方式。但是變壓器空載反充電時可能會發(fā)生PT虛幻接地，這時可以通過投入新的高壓負荷來消除諧振。

1 操敦奎，許維宗，阮國方．變壓器運行維護與故障分析處理[M]．北京：中國電力出版社，2008.

2 王淑芹．淺談6 kV PT諧振原因及處理方法[J]．江西煤炭科技，2009(1).

3 黃 威，楊蘇利．不接地系統(tǒng)抑制PT諧振措施的分析 [J].河北電力技術，1999(5).

4 蔡百凌，陳葛松．合空載變壓器諧振過電壓的探討[J]．華中電力，2006(3).