一起主變電量數(shù)據(jù)不平衡的分析

邱 娟，張亞斌，王昊煒，湯大海，馬海薇

(國網(wǎng)江蘇省電力有限公司鎮(zhèn)江供電公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212001)

0 引言

目前，國內(nèi)220 kV饋供變電站、110 kV及以下電壓等級變電站多采用“合環(huán)設(shè)計、開環(huán)運(yùn)行”的雙向供電的內(nèi)橋接線方式，且常規(guī)方式下都采用“兩線兩變分列”的運(yùn)行方式(即2條進(jìn)線開關(guān)運(yùn)行，內(nèi)橋開關(guān)熱備用)，難以及時發(fā)現(xiàn)其他運(yùn)行方式下存在的異?，F(xiàn)象。

下面對內(nèi)橋接線非常規(guī)運(yùn)行方式下出現(xiàn)的主變高壓側(cè)電量數(shù)據(jù)異常情況進(jìn)行分析，確認(rèn)原因并提出相應(yīng)的解決方案與防范措施。

1 事件經(jīng)過

1.1 變電站正常運(yùn)行方式

220 kV鶴林變是老變電站。正常運(yùn)行方式下，220 kV鶴東2533開關(guān)和鶴西2534開關(guān)運(yùn)行，分別供鶴林變1號和2號主變，內(nèi)橋2500開關(guān)熱備用，110 kV，35 kV側(cè)均分列運(yùn)行，如圖1所示。該方式下各電壓等級測量、計量數(shù)據(jù)采集均正常，母線、主變電量平衡良好。其中母線平衡、主變平衡的計算公式分別為：母線平衡=[(反向有功-正向有功)/反向有功]×100 %；變壓器平衡=[(正向有功-反向有功)/正向有功]×100 %。

1.2 事件過程

某日，220 kV鶴林變安排鶴東2533線檢修，由鶴西2534線供2號主變，并經(jīng)內(nèi)橋2500開關(guān)供1號主變運(yùn)行，且2號主變空載運(yùn)行。當(dāng)日該站的日采集電量數(shù)據(jù)如表1所示。

圖1 鶴林變內(nèi)橋接線方式

表1 鶴西2534線供2臺主變運(yùn)行有功電量 kW·h

分析表1數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：1號主變-高的正向有功系統(tǒng)電量數(shù)據(jù)反向，成為反向有功電量；2號主變-高有功系統(tǒng)電量數(shù)據(jù)近似等于進(jìn)線鶴西2534線與1號主變-高的反向有功系統(tǒng)電量數(shù)據(jù)之和。將鶴西2534線反向有功系統(tǒng)電量與對端數(shù)據(jù)比對，鶴西2534線數(shù)據(jù)正確，排除2號主變-高與鶴西2534線電表地址誤更換的可能。EMS系統(tǒng)中遙測數(shù)據(jù)正確，鶴西2534線電量等于1號主變-高與2號主變-高電量之和。當(dāng)日電量系統(tǒng)中，該變電站各電壓等級母線電量平衡良好，但1號主變、2號主變嚴(yán)重不平衡，如表2所示。

表2 變壓器電量平衡數(shù)據(jù)

按照主變功率平衡原理，主變-高壓側(cè)正向有功應(yīng)等于主變-中、低壓側(cè)反向有功之和，所以表2中，當(dāng)1號主變-高正向功率反向后，1號主變3側(cè)只有反向有功，且為正常功率的2倍。2號主變空載運(yùn)行，應(yīng)該正反向有功數(shù)據(jù)都為0，但表2中主變高壓側(cè)的正向有功電量大小為進(jìn)線電量的2倍，明顯與實際情況不符。

經(jīng)過長時間運(yùn)行觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鶴西2534線停役、鶴東2533線供全站負(fù)荷時，或當(dāng)鶴西2534線經(jīng)內(nèi)橋開關(guān)單獨(dú)供1號主變時，電量數(shù)據(jù)均出現(xiàn)類似的異?，F(xiàn)象?？傊?，只要內(nèi)橋開關(guān)2500運(yùn)行，均會發(fā)生計量數(shù)據(jù)異常。由此判斷，內(nèi)橋CT計量二次回路的CT極性接線有誤。

2 內(nèi)橋CT計量二次回路極性

鶴林變測量系統(tǒng)中，線路采用的CT二次繞組為線路進(jìn)線側(cè)CT，主變高壓側(cè)采用的CT二次繞組為主變套管式CT。而在計量系統(tǒng)中，線路采用的CT二次繞組仍為線路進(jìn)線側(cè)CT，而主變高壓側(cè)無CT，其電量計量二次電流為線路進(jìn)線側(cè)CT與內(nèi)橋CT二次電流的合成(一臺主變采用內(nèi)橋CT的二次繞組的極性端進(jìn)、非極性端出，另一臺主變采用非極性端進(jìn)、極性端出)。

在電量系統(tǒng)中，對功率方向的規(guī)定與測量系統(tǒng)規(guī)則相同，即以“流出母線為正”或“流入變壓器為正”，該規(guī)則對于一般單母線、雙母線、3/2接線的變電站是適用的。然而對于內(nèi)橋接線中橋開關(guān)的電流，由于其方向是不固定的，為保證變壓器各側(cè)功率的測量值平衡，內(nèi)橋接線只能采用“流入變壓器為正”的規(guī)則確定各組CT的極性。

變電站的CT一般按照“減極性”接線方式安裝，即一次電流從極性端流向非極性端時，二次電流從極性端流向保護(hù)、測量、計量表計后回到非極性端；也即電流二次回路的CT極性均應(yīng)指向主變，各CT二次的非極性端應(yīng)為主變側(cè)。對于內(nèi)橋接線變電站，內(nèi)橋CT的非極性端一般采用位于1號主變側(cè)的接線方式。但鶴林變主變高壓側(cè)計量二次回路內(nèi)橋CT的非極性端位于2號主變側(cè)，不同于位于1號主變側(cè)的常規(guī)接線方式。鶴林變計量二次電流回路(以A相為例)設(shè)計如圖2所示，2號主變-高壓側(cè)二次計量回路應(yīng)采用內(nèi)橋CT二次繞組的極性端進(jìn)、非極性端出，1號主變-高壓側(cè)內(nèi)橋CT二次計量回路應(yīng)采用非極性端進(jìn)、極性端出。

對于CT二次繞組數(shù)量不足的老式變電站，該站CT1，CT2計量二次回路在計量屏處共用一點(diǎn)可靠接地，內(nèi)橋CT0二次亦經(jīng)該接地點(diǎn)接地。

圖2 鶴林變計量二次電流回路示意

3 內(nèi)橋CT計量二次回路數(shù)據(jù)異常分析

根據(jù)公式(1)、(2)分析現(xiàn)場2臺主變高壓側(cè)電流：當(dāng)內(nèi)橋開關(guān)不運(yùn)行時，1號主變-高電流=，2號主變-高電流=，所以分列運(yùn)行方式下，無法發(fā)現(xiàn)內(nèi)橋CT二次極性接線錯誤。

若內(nèi)橋CT二次接線極性接反，則1號主變-高電流和2號主變-高電流分別為

那么1號主變-高電流反向，正向有功電量數(shù)據(jù)變?yōu)榉聪蛴泄﹄娏浚?號主變-高電流由和的差變?yōu)楹?。?dāng)2號主變空載時，≈，此時≈，相應(yīng)的2號主變的電量數(shù)據(jù)跳變?yōu)檫M(jìn)線電量的2倍。以上分析情況與電量系統(tǒng)中的量測異?，F(xiàn)象相符。

4 解決方法

為解決計量回路中內(nèi)橋CT0極性接線錯誤問題，可采用以下3種方法：

(1) 將2臺主變高壓側(cè)計量二次回路調(diào)整成與測量回路一致的方式，即直接采用主變本體套管CT；

(2) 調(diào)整內(nèi)橋CT0一次回路的極性(非極性端P2調(diào)至1號主變側(cè))，若采用此方案將會涉及到更改保護(hù)及測量回路；

(3) 直接調(diào)整1號、2號主變高壓側(cè)計量二次回路中內(nèi)橋CT0的接線，可在計量柜接線端子排或計量接線盒處調(diào)整(即將該處CT0二次進(jìn)、出線對調(diào))。

比較以上3種解決方法，前2種方法均需要停電，且方法(2)還涉及到保護(hù)、測量回路更改，而第3種方法不需要停電。

鶴林變檢修人員現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，內(nèi)橋CT0計量二次回路中，1號主變-高誤采用極性端進(jìn)、非極性端出，2號主變-高誤采用非極性端進(jìn)、極性端出，現(xiàn)場采用第3種方法進(jìn)行了調(diào)整。調(diào)整后，不論2500開關(guān)運(yùn)行與否，該站電量系統(tǒng)的主變平衡和母線平衡均良好。

5 預(yù)防措施

(1) 應(yīng)優(yōu)先采用常規(guī)的設(shè)計；對于特殊的設(shè)計應(yīng)明確加以標(biāo)注，以便引起基建、安裝、調(diào)試等工作人員的注意。

(2) 設(shè)備安裝調(diào)試時，現(xiàn)場人員應(yīng)該仔細(xì)查看一、二次回路圖，按照圖紙進(jìn)行準(zhǔn)確接線；對測量、保護(hù)、計量回路均需要重視。

(3) 設(shè)備啟動驗收時，運(yùn)方人員編寫的啟動方案應(yīng)該充分考慮到內(nèi)橋接線變電站的分列、并列等各種方式運(yùn)行，確認(rèn)各方式下計量、保護(hù)和測量回路正確。

以上3點(diǎn)建議如在現(xiàn)場得到落實，可以有效避免計量回路誤接線問題的發(fā)生，提升電量系統(tǒng)中變電站主變平衡率和母線平衡率。