發(fā)電廠電氣二次調(diào)試若干問題分析

洪梅子,張侃君，陳 堃

（國網(wǎng)湖北省電力公司電力科學研究院，湖北 武漢 430077）

0 引言

近年來，在不斷總結(jié)經(jīng)驗教訓和研究改進方法的基礎(chǔ)上，發(fā)電廠電氣調(diào)試已經(jīng)逐漸形成了一套較為規(guī)范的流程。目前的調(diào)試方法的優(yōu)點在于原理簡單，操作簡便[1]，但電氣二次調(diào)試作為發(fā)電廠調(diào)試中的一個重要組成部分，仍然存在一些問題[2][3]，例如校驗結(jié)果不夠準確，在機組并網(wǎng)運行后因電流互感器（TA）極性錯誤導致機組非計劃停機等，現(xiàn)有的調(diào)試方法已不能滿足實際對調(diào)試結(jié)果的高準確性以及調(diào)試工作高效率的要求。因此，對發(fā)電廠電氣二次調(diào)試中存在的若干問題進行研究具有非常重要的現(xiàn)實意義。

本文對二次系統(tǒng)調(diào)試的規(guī)范性、TA極性測量的改進以及TA選型優(yōu)化等問題進行了分析，最后提出了相應(yīng)的解決方案。

1 發(fā)電廠電氣二次調(diào)試方法分析

目前，發(fā)電廠電氣調(diào)試按順序可分為交接試驗和系統(tǒng)試驗兩個階段，其中交接試驗又可分為單體調(diào)試和分系統(tǒng)調(diào)試兩部分。發(fā)電廠電氣二次調(diào)試的內(nèi)容主要包括二次回路檢查、二次回路極性校驗、二次設(shè)備及與二次設(shè)備相關(guān)的一次設(shè)備保護校驗等。

1.1 二次回路檢查

二次回路檢查是電氣二次調(diào)試的基礎(chǔ)，目的是保證二次回路的正確性和完整性，該項工作的質(zhì)量將對后續(xù)工作的有效開展起著關(guān)鍵作用。

目前，檢查二次回路是否正確一般采用燈泡法或萬用表法。其中燈泡法是指在電纜芯和大地構(gòu)成的回路中間串聯(lián)燈泡和電池，當燈泡點亮，說明回路正確。萬用表法的原理與之相同，將萬用表串聯(lián)在回路中，萬用表發(fā)出蜂鳴聲，說明回路正確。

該方法有效地檢查了二次回路硬接線的正確性，為后續(xù)的工作打下了基礎(chǔ)。但由于現(xiàn)場硬接線數(shù)量太多，容易造成疏漏，并且該方法只能檢查接線的正確性，不能保證二次回路原理上的正確性，因此還需要進行二次通流、保護校驗等后續(xù)工作。

1.2 二次回路極性校驗

在發(fā)電廠調(diào)試的交接試驗和系統(tǒng)試驗中，都需進行二次回路的極性校驗。

以電流互感器（TA）的極性校驗為例，在交接試驗中，通常采用一次通流和二次通流的方法。二次通流是利用繼電保護儀在TA根部加入二次電流，通過對保護裝置測量結(jié)果的分析，判斷保護極性是否正確。二次通流只能檢測通流回路中的TA極性的正確性，而一次通流則可以檢查調(diào)試范圍內(nèi)所有的TA極性。一次通流試驗需要用一個大電流發(fā)生器，從一次側(cè)TA繞組直接通入電流，或者將變壓器低壓側(cè)短接，用升壓變在變壓器高壓側(cè)加壓，用變壓器的短路電流作為一次電流[4]。由于此方法中用到的短路電流遠小于額定電流，最后還要在系統(tǒng)調(diào)試的過程中，校驗TA極性，對交接試驗的測試結(jié)果作進一步驗證。

我這時意識到，在這個叫老四的人身邊小心點是明智的，盡管他之前在平臺上救我時滿面和氣，但這種平靜的外表下好像暗藏危險。

由于變壓器的變比太大，在進行通流試驗時，二次側(cè)的電流很小，只有毫安。而一般的鉗型相位表的精度沒有這么高，不能測出二次側(cè)電流的大小，無法確定變壓器高低壓側(cè)的相位，也無法校驗差動保護的極性，只能等到帶負荷試驗時再進行校驗。一旦極性反接，就需要停電進行改線，影響了調(diào)試的進度和系統(tǒng)的運行。所以需要改進試驗方法，使小電流也可以被準確測量，這樣就可以在帶負荷前確定差動TA的接線是否正確。

1.3 二次設(shè)備及與其相關(guān)一次設(shè)備檢驗

主要通過對繼電保護裝置的調(diào)試來檢查二次設(shè)備以及與二次設(shè)備相關(guān)的一次設(shè)備的性能是否合格。繼電保護調(diào)試主要包括發(fā)變組保護調(diào)試、起備變保護調(diào)試、同期裝置的調(diào)試和勵磁裝置的調(diào)試。

發(fā)電廠電氣調(diào)試過程中，主要存在兩個不規(guī)范問題：（1）繼電保護調(diào)試需要模擬電氣故障的實際過程，通過繼電保護裝置對故障的反應(yīng)來對二次設(shè)備及與之相關(guān)的一次設(shè)備進行檢測。但是，現(xiàn)有的繼電保護校驗模擬故障狀態(tài)與實際情況并不相符，導致出現(xiàn)故障時，保護結(jié)果與實際不符。此時，應(yīng)該用整組功能進行調(diào)試，因為整組功能可實際模擬故障情況。（2）在做某些功能試驗時，由于原理復雜，常規(guī)的通流加壓的方法無法達到要求，需要用繼電保護儀的新功能來提高工作的準確性和效率，在下一節(jié)中，將以失磁保護為例，介紹調(diào)試復雜保護應(yīng)用的規(guī)范方法。

2 電氣二次調(diào)試改進措施

上文對現(xiàn)有的發(fā)電廠電氣二次調(diào)試方法作了簡要分析，雖然電氣二次調(diào)試方法已經(jīng)較為成熟，但依然存在調(diào)試不規(guī)范、TA極性測量困難、差動保護中TA選擇不合適等問題，下面將對這些問題進行分析探討。

2.1 調(diào)試規(guī)范化改進措施

以某電廠的失磁保護調(diào)試為例，傳統(tǒng)的校驗方法只能測出異步阻抗圓的上下端點，上端點阻抗為2.09Ω∠-90°，下端點阻抗為33.36Ω∠-90°。

該方法只能大致校驗出阻抗圓的位置。改用繼電保護儀的阻抗特性試驗功能模塊來進行試驗，繼電保護儀自動測出的特性圖如圖1所示。

圖1 新方法測得的阻抗圓Fig.1 The impedance circle measuring with new method

通過比較，采用阻抗特性試驗的方法比傳統(tǒng)的測量上下端點的方法不僅效率高，而且結(jié)果準確直觀。

2.2 TA極性測試優(yōu)化方法

圖2 多回繞線法測小電流Fig.2 Measuring small current with multi winding line method

在圖2中，A、B是纏繞了N圈的導線兩端，用鉗形電流表測量A、B之間的電流，就是擴大了N倍的電流，這樣就很容易測出小電流。

2.3 TA選型

在調(diào)試的過程中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)TA選型錯誤，例如，主變高壓側(cè)TA與中性點TA的容量差異過大，某側(cè)TA的容量選擇過小等。發(fā)生外部短路時，各側(cè)TA的飽和程度明顯不一致，導致差流增大，造成差動保護誤動。某側(cè)TA的容量選擇過小，將導致發(fā)生外部短路時，TA出現(xiàn)嚴重飽和，導致差動保護誤動。因此在調(diào)試的過程中，應(yīng)該對TA的容量變比選擇中發(fā)現(xiàn)的問題及時反饋并改正，避免運行時出現(xiàn)問題。

例如，在某電廠調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)試驗得出的高廠變差動的制動系數(shù)k與定值偏差較大。原因在于高廠變的高低壓側(cè)變比相差太大，高壓側(cè)的TA變比為1 600/1，低壓側(cè)的TA變比為1 000/5，這樣導致高壓側(cè)的額定電流為0.33 A，低壓側(cè)的額定電流為5.725 A，計算出的平衡系數(shù)相差17倍，嚴重影響了試驗結(jié)果。

差動保護中各TA的容量及變比的匹配十分重要，設(shè)計院在進行設(shè)計的時候應(yīng)該充分考慮這一點。在進行電流互感器選擇時，應(yīng)遵循以下幾個原則：（1）電流互感器額定一次電流應(yīng)大于主變低壓側(cè)額定電流，根據(jù)工程經(jīng)驗建議在1.05倍至1.3倍之間[5-6]；（2）按電流互感器二次回路阻抗選擇額定的二次容量；（3）高低壓側(cè)電流互感器的變比選擇應(yīng)與容量一起考慮，應(yīng)使高低壓側(cè)的額定電流相差不要過大，以免引起差動保護誤動或者拒動。

2.4 一些特殊設(shè)備的保護設(shè)計問題

發(fā)電廠的一些特殊設(shè)備與常規(guī)保護不同，設(shè)計的時候如果按常規(guī)保護的情況來考慮，會造成調(diào)試無法正常進行。

在某電廠改擴建工程中，存在燃機和汽機兩個發(fā)電機。調(diào)試過程中，燃機保護會發(fā)一個保護節(jié)點信號來啟動汽機保護，而汽機保護啟動后，也會發(fā)一個保護節(jié)點信號啟動燃機保護，導致保護進入死循環(huán)，一旦發(fā)生故障，不能復歸。

通過增加控制屏上的一個節(jié)點，就可以阻止死循環(huán)。該方法簡單易行，在工程實踐中取得了良好的效果。

遇到特殊設(shè)備時，調(diào)試工作一定要全面而細致，發(fā)現(xiàn)問題要及時與設(shè)計院反饋并更正。

3 結(jié)語

針對目前發(fā)電廠電氣二次調(diào)試方法依然存在的調(diào)試方法不規(guī)范、電流互感器（TA）變比不匹配、無法在小電流情況下確定保護極性以及二次回路設(shè)計不合理等問題，本文對現(xiàn)有發(fā)電廠電氣二次調(diào)試內(nèi)容和方法進行了分析，著重闡述了復雜保護調(diào)試的改進方法，對TA變比不匹配、無法在小電流情況下確定保護極性以及二次回路設(shè)計不合理等問題進行了研究，并提出了解決方案。

在現(xiàn)場調(diào)試中，可以改進的方法還有很多，也不斷有新的問題出現(xiàn)，有待在后期的工作中不斷研究和探討。

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