發(fā)電機出口電壓互感器靜態(tài)反升壓試驗及應(yīng)用

韓維峰

摘 要：發(fā)電機出口電壓互感器（PT）主要用于保護、勵磁、測量。然而實際生產(chǎn)中發(fā)電機出口PT由于制造或其他原因故障引起的異常時有發(fā)生，PT故障不僅影響測量而且可能造成與之相連的母線電壓降低，二次回路中出現(xiàn)零序電壓，引起發(fā)電機90%定子接地保護誤動作，造成機組跳閘，其安全性不容忽視。新更換的PT如何確保其二次回路接線、變比、極性的正確性成為重中之重。以往通過機組啟動時做空載特性試驗，可以驗證PT的正確性。但這樣延長了機組的啟動時間且增加了啟動用油量。陽城電廠7號、8號機組更換新的電壓互感器后通過PT靜態(tài)反升壓試驗來驗證PT的正確性。不僅可以節(jié)省燃油，更重要的是縮短起機時間，且保證機組安全并網(wǎng)。

關(guān)鍵詞：出口PT；反升壓；理論原理分析

中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A

一、方案的提出

電壓互感器的基本結(jié)構(gòu)和變壓器很相似，它也有兩個繞組，一個叫一次繞組，一個叫二次繞組。兩個繞組都裝在或繞在鐵心上。兩個繞組之間以及繞組與鐵心之間都有絕緣，使兩個繞組之間以及繞組與鐵心之間都有電氣隔離。電壓互感器在運行時，一次繞組N1并聯(lián)接在線路上，二次繞組N2主要用于保護、勵磁。測量。盡管一次電壓很高，但二次卻是低壓的，可以確保操作人員和儀表的安全。

近幾年，國內(nèi)部分電廠相繼出現(xiàn)由于發(fā)電機機端電壓互感器的制造缺陷而故障，導致“發(fā)電機90%定子接地保護”誤動的情況。為確保機組的安全可靠運行，需對現(xiàn)場使用的電壓互感器進行檢查，發(fā)現(xiàn)與存在缺陷電壓互感器是同批次的全部更換。眾所周知，在更換電壓互感器時，需要進行其二次回路的拆接線工作。為確保機組啟動時電壓互感器二次回路的可靠性、安全性及接線的正確性，必須在機組并網(wǎng)前進行發(fā)電機空載特性試驗來驗證。此過程一般需要大約1小時，這就延長了機組的正常啟動時間。為解決以上問題，我公司專業(yè)技術(shù)人員另辟蹊徑，對發(fā)電機機端電壓互感器的相關(guān)試驗研究論證，從機組的安全性和經(jīng)濟性進行評價，尋求機組靜態(tài)情況下進行對電壓互感器的升壓核相、極性等二次回路的全面檢查方法，最終研究出一種新的方法——發(fā)電機機端電壓互感器進行靜態(tài)升壓試驗。即在機組啟動之前利用裝置對發(fā)電機機端電壓互感器進行靜態(tài)升壓試驗，來完成對發(fā)電機機端電壓互感器的全面檢查。

為了確保發(fā)電機出口PT的正確性，在機組大修以及更換PT后就必須做發(fā)電機空載試驗。發(fā)電機空載試驗實際上是在PT一次側(cè)加電壓，測量二次側(cè)的電壓、角度。來判斷其二次回路接線、變比、極性的正確性。但這樣成本非常高。如果通過三相隔離變器、三相調(diào)壓器在發(fā)電機出口電壓互感器其中一組二次繞組上加入電壓感應(yīng)至一次繞組，在由一次繞組感應(yīng)至另外兩個二次繞組上，再通過對二次繞組感應(yīng)電壓進行核相來驗證PT二次回路接線、變比、極性的正確性。這樣起機時不再進行發(fā)變組空載試驗，不僅可以節(jié)省燃油，更重要的是縮短起機時間。

二、理論原理分析以及試驗方法

發(fā)電機靜態(tài)反升壓試驗主要是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理，通過在發(fā)電機出口電壓互感器其中的一組二次繞組上加入電壓，這樣將會在一次側(cè)感應(yīng)出相應(yīng)電壓，一次電壓再感應(yīng)到其他二次繞組上，再通過對二次繞組感應(yīng)電壓進行核相來驗證PT二次回路接線、變比、極性的正確性。

由圖1可知如在一組二次繞組a上加入電壓，這樣將會在一次側(cè)感應(yīng)出相應(yīng)電壓，一次電壓再感應(yīng)到其他二次繞組的a、b、c上以及開三角的繞組上。通過測量其他二次繞組的電壓并進行核相如A611-A611B611-B611C611-C611如果極性正確不應(yīng)有電壓差值出現(xiàn)。當極性接反時核相電壓為所加電壓的兩倍，如果變比不一致時在二次繞組上感應(yīng)到電壓幅值將不一致，在核相時將出現(xiàn)電壓差值。

三、試驗方法

1.#8機試驗接線原理圖（圖2）

2.試驗注意事項

（1）本次反升壓試驗選用發(fā)電機第一組PT的第二個二次繞組進行反升壓，根據(jù)PT銘牌可知；（1a，1n）繞組變比20kV/100/V容量30VA；（2a，2n）繞組變比20kV/100/V容量50VA；（da，dn）繞組變比20kV/100/3V容量100VA。

（2）根據(jù)PT二次側(cè)第二個繞組容量，可以計算二次繞組所允許流過的電流為：

因此在進行試驗的過程中試驗電流嚴禁超過0.866A。

（3）應(yīng)嚴格按照圖2試驗接線原理圖完成現(xiàn)場試驗接線，并經(jīng)試驗現(xiàn)場負責人和工作負責人檢查試驗接線，確保接線正確無誤方可進行試驗。

（4）在試驗過程中，應(yīng)逐漸升高電壓，同時監(jiān)視試驗電壓及電流的變化，如果試驗電流突然增大，應(yīng)立即停止試驗，防止電流太高燒損PT二次繞組。

（5）當二次電壓升至10V時應(yīng)在發(fā)電機PT端子箱處進行各PT二次電壓值測量及核相工作。各二次電壓值及相位均正確無誤后，全面檢查各發(fā)變組保護柜、故障錄波器、發(fā)電機測控柜、發(fā)變組變送器柜、發(fā)變組電度表柜、DCS畫面、勵磁系統(tǒng)控制柜、安穩(wěn)裝置數(shù)據(jù)采集柜等裝置電壓顯示值及各電壓相位，并做好試驗記錄。

（6）以上工作檢查完畢后，繼續(xù)升高試驗電壓至100V，這時發(fā)電機PT一次側(cè)電壓已升至正常運行電壓（發(fā)電機PT一次側(cè)線電壓20kV）。在升壓過程中嚴密監(jiān)視二次電壓及試驗電流的變化，發(fā)現(xiàn)電流突然增大時應(yīng)立即停止試驗，查明原因并處理故障后再進行試驗。當電壓穩(wěn)定升至100V后，全面檢查各二次電壓回路，測量各組PT二次電壓值，并進行二次電壓核相工作。

（7）發(fā)電機PT端子箱處核相工作完成后，全面檢查各發(fā)變組保護柜、故障錄波器、發(fā)電機測控柜、發(fā)變組變送器柜、發(fā)變組電度表柜、DCS畫面、勵磁系統(tǒng)控制柜、安穩(wěn)裝置數(shù)據(jù)采集柜等裝置電壓顯示值及各電壓相位，并做好試驗記錄。

四、試驗具體步驟如下

1.按照圖3試驗接線圖檢查檢修箱與試驗用隔離變壓器及三相調(diào)壓器之間電纜已經(jīng)連好。

2.先將三相調(diào)壓器調(diào)零。

3.檢查三相調(diào)壓器與PT二次回路的第一繞組電纜已連好。

4.合上試驗電源開關(guān)，將PT二次線電壓升至10V，對PT二次各繞組電壓進行測量，并將測量數(shù)據(jù)做好記錄。

5.測量個點電壓均正常后，對PT二次電壓進行核相，并將測量數(shù)據(jù)做好記錄。

6.檢查發(fā)變組保護柜、勵磁系統(tǒng)控制柜、變送器柜、故障錄波器柜、電度表柜、NCS柜、安穩(wěn)裝置從柜電壓測量值正常，將PT二次線電壓升至額定電壓100V，對PT二次各繞組電壓再次進行測量，并將測量數(shù)據(jù)做好記錄。

7.測量個點電壓均正常后，對PT二次電壓再次進行核相，并將測量數(shù)據(jù)做好記錄。

8.檢查發(fā)變組保護柜、勵磁系統(tǒng)控制柜、變送器柜、故障錄波器柜、電度表柜、NCS柜、安穩(wěn)裝置從柜電壓測量值正常，并將各裝置顯示測量值做好記錄。

9.待各點電壓均檢查完畢后，將試驗電壓降至0V后斷開試驗電源，拆除試驗接線。

10.試驗完畢后，恢復PT柜與離相封母之間的軟連接，并回復PT柜接地線。

本試驗。

五、試驗的優(yōu)越性

1.成本低。本試驗使用了三相調(diào)壓器和三相隔離變，試驗使用電源電纜為1.5mm2三芯電纜約100m，電源開關(guān)及檢修插頭各一個。試驗所用器材均可重復使用，與在機組啟動時進行空載特性試驗相比，本次試驗成本為零。由于在機組啟動之前就可以完成對發(fā)電機機端電壓互感器的全面檢查工作，這樣可以保證機組的順利啟動，同時取消機組并網(wǎng)前的空載試驗時間，有效縮短機組啟動時間，節(jié)約啟動燃油約8t，安全效益和經(jīng)濟效益良好。

2.可操作性高。本試驗無須太多人力物力，在機組停機檢修階段就可以完成本試驗，在試驗進行時做好試驗現(xiàn)場的安全措施即可，當發(fā)現(xiàn)有接線錯誤或其他問題時，可及時進行更正且不會影響機組的正常啟動及并網(wǎng)時間，。

3.安全性高。本試驗在初步試驗時所加電壓為額定電壓的10%，在這種情況下，即使出現(xiàn)接線錯誤也不會對設(shè)備造成損壞，在低電壓檢查完畢且一切均正常后再將電壓升至額定進行檢查，這時電壓互感器的運行工況與機組正常運行時的完全一樣，這時再次確定電壓互感器的完好及二次回路接線的正確性，這樣可以保護機組的正常啟動及穩(wěn)定運行。

結(jié)語

發(fā)電機靜態(tài)反升壓試驗是驗證電壓互感器二次回路接線、變比、極性的正確性的一種簡單實用的方法。這樣機組啟動時不再進行發(fā)變組空載試驗，不僅可以節(jié)省燃油，更重要的是縮短起機時間，且保證機組安全并網(wǎng)。希望本試驗的步驟以及方法，能對各位同行有所幫助。由于本人的水平有限，在闡述過程中的不足之處敬請大家諒解。

參考文獻

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