110 kV及以上電壓等級(jí)主變壓器保護(hù)調(diào)試改進(jìn)

吳曉鳳

（江門市電力工程輸變電有限公司，廣東江門529000）

0 引言

主變壓器是變電站內(nèi)最重要的電力設(shè)備，對(duì)于主變有著完善的各種電氣保護(hù)。主變保護(hù)中接入的CT二次電流回路眾多（包括三側(cè)三相電流、兩側(cè)零序電流、兩側(cè)間隙電流），主變保護(hù)試驗(yàn)項(xiàng)目繁多，有三側(cè)差動(dòng)保護(hù)、復(fù)合電壓過流保護(hù)、零序保護(hù)、間隙保護(hù)等。在保護(hù)投入運(yùn)行前和運(yùn)行一定年限后都需要對(duì)主變保護(hù)進(jìn)行調(diào)試。對(duì)于主變保護(hù)的電流調(diào)試項(xiàng)目也非常多，在調(diào)試時(shí)需要頻繁地切換試驗(yàn)電流的相別和間隔，其中兩側(cè)差動(dòng)保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)特性曲線更加需要同時(shí)加入多個(gè)間隔電流進(jìn)行調(diào)試，需消耗調(diào)試人員大量的時(shí)間。

1 變電站主變電流保護(hù)調(diào)試的現(xiàn)狀

1.1 110 kV及220 kV主變調(diào)試分析

主變電流保護(hù)調(diào)試項(xiàng)目繁多，為了更好地監(jiān)控試驗(yàn)時(shí)保護(hù)裝置的動(dòng)作情況和觀察裝置動(dòng)作報(bào)文，需要將繼保試驗(yàn)儀器放置在保護(hù)屏前方緊靠保護(hù)裝置，這就使得調(diào)試人員在進(jìn)行不同項(xiàng)目調(diào)試時(shí)，需要不停地在繼保調(diào)試儀操作輸出試驗(yàn)電氣量，并在裝置保護(hù)屏后接線端子處進(jìn)行CT電流驗(yàn)收接線調(diào)整，來回跑動(dòng)造成了調(diào)試人員時(shí)間和體力的大量浪費(fèi)，極大地影響了調(diào)試的進(jìn)度。

通過現(xiàn)場調(diào)查可以看出，近年來無論是220 kV傳統(tǒng)變電站還是GIS室內(nèi)變電站，無論是全站新建還是全站改造或擴(kuò)建，對(duì)于主變保護(hù)調(diào)試中的電流保護(hù)的調(diào)試都占用了調(diào)試人員大量的時(shí)間。而所進(jìn)行的每個(gè)調(diào)試步驟都是必不可少的重要工序，對(duì)后續(xù)的繼保調(diào)試工作和投產(chǎn)后變壓器的安全運(yùn)行起著決定性的作用，所以對(duì)于電流試驗(yàn)項(xiàng)目不能進(jìn)行刪減，只能在效率提高方面進(jìn)行優(yōu)化。

1.2 變電站主變調(diào)試的安全性分析

調(diào)試人員在進(jìn)行主變保護(hù)裝置調(diào)試時(shí)，需不停地在繼保調(diào)試儀和裝置保護(hù)屏后接線端子處進(jìn)行調(diào)整，在進(jìn)行主變保護(hù)定檢時(shí)，存在同屏內(nèi)保留有帶電運(yùn)行設(shè)備的情況，在插拔試驗(yàn)線的同時(shí)容易誤觸碰同屏帶電設(shè)備，影響運(yùn)行設(shè)備安全，而且容易造成誤入相鄰運(yùn)行間隔。嚴(yán)重情況下甚至可能導(dǎo)致設(shè)備跳閘、CT開路燒毀設(shè)備甚至電流互感器爆炸，造成人員傷害，這就極大地增大了調(diào)試過程中發(fā)生設(shè)備、人身事故的風(fēng)險(xiǎn)。

1.3 行業(yè)、廠家調(diào)查

通過對(duì)其他電力施工單位和各繼保調(diào)試設(shè)備生產(chǎn)廠的溝通調(diào)查，現(xiàn)在的繼保調(diào)試儀只有電流、電壓發(fā)生和開入、開出測試設(shè)備，并沒有針對(duì)主變保護(hù)這種多電流回路輸入設(shè)備的調(diào)試設(shè)備。

面對(duì)此種狀況，針對(duì)調(diào)試現(xiàn)場主變保護(hù)調(diào)試開展情況和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等要求，研發(fā)了一種輔助調(diào)試裝置，只需一次接線就能完成全部主變主要電流保護(hù)的調(diào)試，無需調(diào)試人員進(jìn)行CT回路改接線和前后走動(dòng)，提高了調(diào)試效率和調(diào)試安全性。

2 新型主變電流保護(hù)輔助調(diào)試裝置的設(shè)計(jì)

根據(jù)以上分析，對(duì)于變電站110 kV及以上電壓等級(jí)主變壓器電流保護(hù)進(jìn)行調(diào)試時(shí)，使用現(xiàn)有的調(diào)試設(shè)備及調(diào)試方法，效率低下，而且對(duì)于電力設(shè)備和試驗(yàn)人員存在作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)危害。鑒于此，研發(fā)了一種主變電流保護(hù)輔助調(diào)試裝置，以改善主變電流保護(hù)調(diào)試現(xiàn)狀。本文提出的主變電流保護(hù)輔助調(diào)試裝置，其機(jī)構(gòu)主要由五部分組成，即電流試驗(yàn)端子（用導(dǎo)軌固定）、大功率切換按鈕、三腳兩檔扭子開關(guān)、電流試驗(yàn)線、保護(hù)外殼。原理圖如圖1所示。

圖1 電流保護(hù)輔助調(diào)試裝置原理圖（局部）

電流端子選用可分段和能外接大電流試驗(yàn)線的試驗(yàn)雙層端子，端子左側(cè)用于接入試驗(yàn)設(shè)備輸出的測試電流，右側(cè)用于連接保護(hù)屏電流端子排輸出電流線，試驗(yàn)端子中間連片打開時(shí)，通過大功率切換按鈕的通斷來實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)電流的控制，當(dāng)切換按鈕故障時(shí)可以閉合電流端子中間連片繼續(xù)通過電流，保證試驗(yàn)電流的導(dǎo)通。三腳兩檔扭子開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)裝置各種開入量的模擬，在現(xiàn)場回路未能滿足調(diào)試條件時(shí)模擬開入以進(jìn)行相關(guān)項(xiàng)目調(diào)試。主變電流保護(hù)輔助調(diào)試裝置的使用：首先將輔助裝置放在繼保試驗(yàn)儀旁邊，以調(diào)試人員在原位不用走動(dòng)的情況下，能同時(shí)快速操作繼保試驗(yàn)儀和輔助裝置為宜。將繼保試驗(yàn)儀電流輸出試驗(yàn)線接入輔助裝置電流端子左側(cè)接線位置，將輔助裝置右側(cè)電流輸出線全部接入保護(hù)屏相應(yīng)電流端子處，有需要情況下將輔助裝置開入量按原理圖接入保護(hù)屏相應(yīng)端子處，接入前將所有大功率切換按鈕和扭子開關(guān)打到斷開位置。所有接線工作完成后調(diào)試人員按主變保護(hù)電流試驗(yàn)項(xiàng)目逐項(xiàng)進(jìn)行調(diào)試，做不同電流保護(hù)項(xiàng)目調(diào)試時(shí)只需閉合相應(yīng)的切換按鈕，就能實(shí)現(xiàn)在繼保試驗(yàn)儀—輔助裝置—主變保護(hù)之間形成不同的電流回路，調(diào)試人員通過操作繼保試驗(yàn)儀就能在主變保護(hù)中輸入不同的試驗(yàn)電流，順利完成各項(xiàng)主變調(diào)試項(xiàng)目。

3 主變保護(hù)調(diào)試技術(shù)改造的應(yīng)用效果

分別以110 kV、220 kV主變保護(hù)調(diào)試為參照，按照新建工程和技改工程兩種情況，對(duì)使用和不使用主變電流保護(hù)輔助調(diào)試裝置進(jìn)行調(diào)試作了統(tǒng)計(jì)分析。從主變調(diào)試的耗時(shí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，使用電流保護(hù)輔助調(diào)試裝置進(jìn)行主變保護(hù)調(diào)試后，調(diào)試平均耗時(shí)比未使用時(shí)大大減少，節(jié)約用時(shí)40%以上，對(duì)于改造工程中的主變調(diào)試改善效果更加明顯。其原因在于，對(duì)于主變保護(hù)調(diào)試，電流保護(hù)項(xiàng)目繁多，閉鎖條件復(fù)雜，需要驗(yàn)收人員不斷在屏后變更試驗(yàn)接線，再到繼保試驗(yàn)儀加量、觀察保護(hù)動(dòng)作情況，現(xiàn)場條件不足時(shí)更加需要兩人前后配合，一人在屏后短接開入量，一人在屏前加量才能完成。使用電流保護(hù)輔助調(diào)試裝置后，在試驗(yàn)開始前即完成所有試驗(yàn)項(xiàng)目所需接線，調(diào)試人員只需在繼保試驗(yàn)儀旁進(jìn)行操作就能完成所有電流調(diào)試項(xiàng)目，能快速、正確地進(jìn)行電流回路切換，滿足電流保護(hù)的輸入要求，甚至通過撥動(dòng)扭子開關(guān)就能模擬開入量的開入，在正常情況下一次接線就能完成所有電流保護(hù)項(xiàng)目調(diào)試，無需在屏后側(cè)改接線，減少了改線操作和前后跑動(dòng)的時(shí)間，特別是保護(hù)屏在整排保護(hù)屏中間位置時(shí)，極大減少了調(diào)試人員跑動(dòng)的時(shí)間，故而提高了效率；在安全方面，極大減少了改換線操作，減少了操作風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)語

本文針對(duì)現(xiàn)代變電站主變保護(hù)調(diào)試過程存在的缺點(diǎn)，提出了一種新型電流保護(hù)輔助調(diào)試裝置。通過應(yīng)用此裝置，不僅可以實(shí)現(xiàn)主變保護(hù)調(diào)試效率的提高，而且簡化了試驗(yàn)人員調(diào)試操作步驟，降低了由于頻繁調(diào)整試驗(yàn)接線產(chǎn)生的操作風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)現(xiàn)場驗(yàn)證，新型電流保護(hù)輔助調(diào)試裝置具有很好的實(shí)用價(jià)值和推廣意義。