電容器模擬負(fù)載保護(hù)帶負(fù)荷試驗(yàn)的方案及實(shí)施

俞立凡

(杭州華電下沙熱電有限公司，浙江 杭州 310018)

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電容器模擬負(fù)載保護(hù)帶負(fù)荷試驗(yàn)的方案及實(shí)施

俞立凡

(杭州華電下沙熱電有限公司，浙江 杭州 310018)

〔摘 要〕新建電廠倒送電階段因運(yùn)行方式或設(shè)備、安裝等因素影響，難以進(jìn)行線路、母線、主變、高壓廠變等保護(hù)的帶負(fù)荷試驗(yàn)。根據(jù)電廠實(shí)際情況，提出了利用電容器模擬負(fù)載提前進(jìn)行有關(guān)保護(hù)帶負(fù)荷試驗(yàn)的方案，介紹了該方案及成功實(shí)施的結(jié)果，以供電廠同行參考。

〔關(guān)鍵詞〕倒送電；電容器；模擬負(fù)載；帶負(fù)荷試驗(yàn)

0　引言

新建電廠在投產(chǎn)前倒送電時(shí)，傳統(tǒng)的保護(hù)帶負(fù)荷試驗(yàn)方案為：升壓站受電成功后，采用電網(wǎng)雙回線路，通過改變系統(tǒng)的運(yùn)行方式，即改變電網(wǎng)的潮流進(jìn)行線路、母線的保護(hù)帶負(fù)荷試驗(yàn)(方向性校驗(yàn))；待機(jī)組啟動(dòng)后，再做發(fā)電機(jī)、主變、高廠變的保護(hù)帶負(fù)荷試驗(yàn)。但當(dāng)電廠只有單線路時(shí)，就無法采用上述方法進(jìn)行投產(chǎn)前的帶負(fù)荷試驗(yàn)；或因電廠處于新建階段，受設(shè)備、安裝等因素影響，倒送電時(shí)無法組織足夠的廠用負(fù)荷對(duì)相關(guān)保護(hù)進(jìn)行帶負(fù)荷試驗(yàn)。而線路、母線等保護(hù)未通過帶負(fù)荷試驗(yàn)，不可投入運(yùn)行；廠用電系統(tǒng)未通過帶負(fù)荷試驗(yàn)，同樣也不能投入運(yùn)行。

為此，某新建電廠利用電容器作模擬負(fù)載，在線路倒充電時(shí)，進(jìn)行線路、母線、母聯(lián)、主變、高壓廠變等設(shè)備的保護(hù)帶負(fù)荷試驗(yàn)(發(fā)電機(jī)保護(hù)試驗(yàn)除外)，并取得了成功。

1　新建電廠主接線簡介

某新建電廠的電氣主接線如圖1所示，具有220 kV雙回路、雙母線，可采用電網(wǎng)潮流進(jìn)行線路、母線保護(hù)的帶負(fù)荷試驗(yàn)。但在實(shí)際應(yīng)用中，存在以下3個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。

(1)電網(wǎng)配合工作量大。

(2)因電廠設(shè)備未正式投產(chǎn)，無法保證潮流負(fù)荷穿越電廠設(shè)備運(yùn)行的安全性，對(duì)電網(wǎng)有一定威脅。

(3)電廠廠用負(fù)荷處于安裝調(diào)試中，廠用負(fù)荷不夠，無法滿足試驗(yàn)條件。但廠用電母線急需通電運(yùn)行，以供機(jī)組調(diào)試、啟動(dòng)用電。

圖1　電氣主接線

DL/T995—2006《繼電保護(hù)和電網(wǎng)安全自動(dòng)裝置檢驗(yàn)規(guī)程》明確規(guī)定：對(duì)于新安裝的保護(hù)裝置，在投運(yùn)前必須用一次電流和工作電壓加以檢驗(yàn)，以判定接到電流差動(dòng)保護(hù)等對(duì)電流極性有嚴(yán)格要求的各組電流回路的相對(duì)極性關(guān)系及變比是否正確，每組電流互感器接線是否正確，回路連接是否牢靠等，即采用帶負(fù)荷測量電壓、電流相量的值及相位關(guān)系，并對(duì)其進(jìn)行分析，確保接線的正確性。

為此，該廠考慮利用電容器作模擬負(fù)載(接6 kV饋線間隔)進(jìn)行帶負(fù)荷試驗(yàn)。此舉雖會(huì)增加一些設(shè)備費(fèi)用，但可加快試驗(yàn)過程，減少電網(wǎng)操作，縮短后期機(jī)組啟動(dòng)后的保護(hù)帶負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)間，為機(jī)組提前投產(chǎn)創(chuàng)造條件。

2　電容器模擬負(fù)載試驗(yàn)方案及實(shí)施

2.1電容器容量的選擇

保護(hù)帶負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)，負(fù)荷電流越大，各種錯(cuò)誤在差流中就越明顯，即越容易判斷。但由于選用電容器作模擬負(fù)載，電流越大，設(shè)備費(fèi)用就越高。為了降低試驗(yàn)費(fèi)用，在減小電流的同時(shí)應(yīng)滿足所用測試儀器精度的需要及差流和負(fù)荷電流的可比性要求。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在二次電流為5 A的系統(tǒng)中，當(dāng)電流達(dá)到50 mA時(shí)，可滿足保護(hù)校驗(yàn)的要求。

該新建電廠220 kV所選CT變比均為2 000/5，二次50 mA電流，對(duì)應(yīng)一次電流為20 A，即需模擬負(fù)載電容器容量Q=1.732×220 kV×20 A= 7 620.8 kVA。

由于電容器接在6 kV系統(tǒng)中，需要經(jīng)過高壓廠變?cè)俚街髯?20 kV系統(tǒng)，變壓器為感性負(fù)載，將抵消部分電容器功率。再根據(jù)電容器廠家系列產(chǎn)品，選擇了A，B 2組電容器：A為集合式電容器，BAMH6.6/ 3 -5 000-1×3 W；B為集合式電容器，BAMH6.6/ 3-5 000(2 000+3 000)-1×3 W。2組電容器的總?cè)萘浚?×6.6 kV/5 000 kVA。當(dāng)6 kV母線電壓在額定6.3 kV時(shí)，電容器容量折算為：2×6.3 kV/4 550 kVA，2組電容器容量合計(jì)為：9 100 kVA＞7 620.8 kVA，滿足試驗(yàn)容量要求。

2.2電容器組接線

電容器組主要器件有：油浸串聯(lián)鐵芯電抗器CKSQ-50/10-1、全封閉干式放電線圈FDGE-6.6/ 3-5 000 -1×3W和BAMH6.6/ 3

由于電容器組在額定電壓6.3 kV下的額定電流為417.5 A(單組)，而廠用6 kV母線的所有饋線開關(guān)型號(hào)為VEP12/31.5kA/630 A(容量能滿足電容器組要求)，最大負(fù)荷間隔為SFC隔離變壓器容量3 200 kVA，電流307 A，CT變比400/5，電纜ZRYJV-6/6-3×1×240，此間隔的電纜容量能滿足試驗(yàn)工作要求。故將模擬負(fù)載電容器組放置在SFC隔離變就地邊上，利用SFC隔離變電纜翻頭連接至電容器組。因SFC間隔本柜CT超電流容量，故需將其一次短接，本柜原保護(hù)停用，斷路器當(dāng)隔離開關(guān)使用。

另外，電容器裝置自帶開口三角電壓保護(hù)(出口跳6 kV I/II進(jìn)線開關(guān))，并要求設(shè)置過流、速斷、過壓、失壓保護(hù)，故保護(hù)定值根據(jù)廠家參數(shù)設(shè)置在6 kV I/II段進(jìn)線開關(guān)(型號(hào)EP12，31.5 kA，1 250 A)，電容器的投、退操作也用6 kV I/II段進(jìn)線開關(guān)進(jìn)行。具體接線如圖2所示。

圖2　電容器組模擬負(fù)載試驗(yàn)接線

2.3試驗(yàn)過程

按常規(guī)方法進(jìn)行線路、母線、主變、高壓廠變、6 kV母線沖擊、核相等試驗(yàn)，完畢后進(jìn)行帶負(fù)荷試驗(yàn)。

帶負(fù)荷試驗(yàn)路徑1：線路1→220 kV正母線→220 kV母聯(lián)→220 kV副母線→11號(hào)主變→11號(hào)高壓廠變→6 kV I段母線→1SFC開關(guān)→A組電容器；此外，B組電容器經(jīng)6 kV聯(lián)絡(luò)開關(guān)→6 kVⅡ段母線→2SFC開關(guān)供電。

帶負(fù)荷試驗(yàn)路徑2：線路2→220 kV副母線→220 kV母聯(lián)→220 kV正母線→12號(hào)主變→12號(hào)高壓廠變→6 kVⅡ段母線→2SFC開關(guān)→B組電容器；此外，A組電容器經(jīng)6 kV聯(lián)絡(luò)開關(guān)→6 kV I段母線→1SFC開關(guān)供電。

11，12號(hào)主變分接頭檔位在第4檔，高壓廠變檔位在9B位置。帶1組電容器后，6 kV母線電壓由6.3 kV升至6.5 kV，故將高壓廠變檔位調(diào)至1檔位置；空載時(shí)，6 kV母線電壓5.9 kV，合1組電容器電壓升至6.1 kV，再合1組母線電壓升至6.3 kV。高壓廠變型號(hào)SZ11-12000/11.5，電壓組合(11.5±8×1.25 %)/6.3 kV，各檔位電壓如表1所示。

表1　高壓廠變各檔位電壓 V

2.4試驗(yàn)結(jié)果

(1)按路徑1試驗(yàn)時(shí)，2組電容器同時(shí)接入后，測試線路1、母聯(lián)、母線保護(hù)、11號(hào)主變、11號(hào)高壓廠變等設(shè)備的二次電流大小、相位、差動(dòng)保護(hù)差流等。線路1及母差的主要試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示。

線路1光纖電流差動(dòng)差流實(shí)測數(shù)據(jù)如下：A-2 mA；B-1 mA；C-2 mA。母差差流實(shí)測正常，其他被試設(shè)備如母聯(lián)、11號(hào)主變、11號(hào)高壓廠變等的測試數(shù)據(jù)也正常。

結(jié)論：線路1光纖電流差動(dòng)、母線保護(hù)以及11號(hào)主變、母聯(lián)、11號(hào)高壓廠變等設(shè)備的二次電流極性正確。

(2)按路徑2試驗(yàn)時(shí)，線路2光纖電流差動(dòng)保護(hù)、母差保護(hù)以及12號(hào)主變、12號(hào)高壓廠變等設(shè)備的二次電流、相位及差流數(shù)據(jù)均正常，二次電流極性正確。

這樣，通過電容器模擬負(fù)載試驗(yàn)，在倒送電階段一次性完成了線路、母線、母聯(lián)、主變、高壓廠變的帶負(fù)荷試驗(yàn)。

表2　線路1及母差試驗(yàn)數(shù)據(jù)

3　 結(jié)論

新安裝設(shè)備在投入運(yùn)行前，必須用一次電流和工作電壓加以檢驗(yàn)。由于新建電廠缺乏足夠的廠用負(fù)荷，在倒送電時(shí)利用電容器組模擬負(fù)載可提前完成有關(guān)保護(hù)的帶負(fù)荷試驗(yàn)。這不僅減少了電網(wǎng)的配合操作，也在倒送電階段完成了機(jī)組啟動(dòng)后的部分帶負(fù)荷試驗(yàn)。因此，該新建電廠利用電容器模擬負(fù)載試驗(yàn)方案的成功應(yīng)用，具有較好的推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

1 汪衛(wèi)東，顧水平.繼電保護(hù)帶負(fù)荷投產(chǎn)試驗(yàn)的優(yōu)化研究[J].浙江電力，2009，18(1)：54-56.

2 中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會(huì).DL/T995—2006，繼電保護(hù)和電網(wǎng)安全自動(dòng)裝置檢驗(yàn)規(guī)程[S].北京：中國電力出版社，2006.

俞立凡(1965-)，男，高級(jí)工程師，主要從事發(fā)電廠技術(shù)管理工作，email：hzylf163@163.com。

作者簡介：

收稿日期：2015-09-25；修回日期：2015-10-11。