500kV主變一次通流試驗(yàn)方案探討

摘 要：在整個(gè)電網(wǎng)中500kV主變的作用尤為重要，經(jīng)常作為樞紐變電站。本文主要闡述500kV主變一次通流試驗(yàn)方案，圍繞環(huán)一次通流實(shí)驗(yàn)展開(kāi)討論，以期對(duì)500kV主變一次通流試驗(yàn)帶來(lái)參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：一次通流實(shí)驗(yàn)；二次回路；變壓器

中圖分類號(hào)：TM772 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）27-0069-02

1 引 言

二次回路是由二次設(shè)備相互連接，來(lái)檢測(cè)、監(jiān)控、調(diào)節(jié)、保護(hù)一次設(shè)備的，以確保一次回路中各個(gè)原件及參數(shù)正常。由于二次回路比較復(fù)雜，辨別套管電流互感器（TA）極性困難等一系類問(wèn)題。所以為了解決上述問(wèn)題，采用一次通流實(shí)驗(yàn)校驗(yàn)二次回路。除此之外，還有一些常規(guī)方法用來(lái)測(cè)試回路電阻以保證二次回路的連通性。一次通流實(shí)驗(yàn)相較于常規(guī)方法能夠在一次設(shè)備冷態(tài)時(shí)通過(guò)檢測(cè)電流確定二次回路的正確性，避免TA二次回路及TA極性接錯(cuò)，確保二次回路在投運(yùn)時(shí)準(zhǔn)確無(wú)誤。而常規(guī)方法對(duì)于電流和相位不能做到準(zhǔn)確測(cè)量，因此一次通流實(shí)驗(yàn)在二次回路檢測(cè)中的地位不可替代。一次通流實(shí)驗(yàn)通過(guò)檢驗(yàn)變電站TA變比和校驗(yàn)主變差動(dòng)、線路差動(dòng)、母線差動(dòng)、短引線等手段確保計(jì)量用TA接線、用TA及測(cè)量的正確性。

2 500kV主變壓器概述及結(jié)構(gòu)

由于500kV主變壓器有多重優(yōu)點(diǎn)，例如容量大（是220kV變電器容量的5～8倍）、出線回路多（一般出現(xiàn)4～10回）等。所以其一直作為在電力系統(tǒng)中電力輸送的樞紐變電器，因?yàn)樽冸娬镜墓收匣蚴鹿蕦⒅苯佑绊懼骶W(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，所以500kV主變壓器在整個(gè)電力系統(tǒng)中的地位極為重要。

2.1 500kV主變壓器概

變壓器是利用電磁感應(yīng)原理來(lái)改變交流電壓和電流的，他是將某一種等級(jí)的交流電壓和電流轉(zhuǎn)變成為另一等級(jí)或幾種數(shù)值不同但頻率相同的電壓和電流的一種靜止電氣設(shè)備。變壓器的消耗主要來(lái)自兩個(gè)方面：①由于硅鋼片內(nèi)部分子相互摩擦，使熱量放出的磁滯損耗；②使鐵芯發(fā)熱，消耗了一部分能量的渦流損耗。500kV主變壓器由于體積和重量極大，所以通過(guò)使用冷扎硅鋼片制作鐵芯，使鐵芯的磁通密度提高，來(lái)減小變壓器的重量，從而使材料的使用率得到提高，來(lái)節(jié)約成本。由于高壓大電網(wǎng)的興起，增加了很多大容量機(jī)組，使電力系統(tǒng)短路，電流幅值增大，從而增大了衰減時(shí)間常數(shù)。所以CT、PT作為主變的保護(hù)必須要適合暫態(tài)工作條件，因?yàn)槎搪肥箷簯B(tài)時(shí)間加長(zhǎng)，而對(duì)它的保護(hù)必須在變壓器故障的暫態(tài)過(guò)程中進(jìn)行。根據(jù)鐵芯和線圈結(jié)構(gòu)可以將500kV主變壓器分為單相和三相共體兩種。其中三相共體變壓器損耗小，給用戶帶來(lái)了實(shí)實(shí)在在的收益，但是由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的單體和難運(yùn)輸?shù)葐?wèn)題，使其在發(fā)生故障之后修復(fù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。單相變壓器如果有一臺(tái)參數(shù)合適的備用變壓器，發(fā)生故障時(shí)及時(shí)換上備用變壓器即可解除故障，恢復(fù)供電。所以要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，選用最合適的變壓器。

2.2 500kV主變壓基本機(jī)構(gòu)

按冷卻方式可以將變壓器分為干式變壓器和油浸式變壓器兩種，圖1是油浸式變壓器，主要是由器身（鐵芯、繞組、絕緣件等）、油箱（油管、裝于油箱上的氣管、各種和閥門(mén)等）、冷卻系統(tǒng)（水冷卻器、管路、閥門(mén)等）、低壓套管及附件等組成。

2.2.1 鐵 芯

鐵芯是由鐵芯本體、絕緣件和緊固件三者組成的。是將繞組分別繞在鐵芯柱上、下用兩個(gè)鐵軛把鐵芯柱連接起來(lái)，閉合磁路由此形成。鐵芯是變壓器的主磁路，對(duì)于電力變壓器，鐵芯采用的是芯式結(jié)構(gòu)。制備鐵芯一般采用的是硅鋼片，因?yàn)楣桎撈拇艑?dǎo)率高，這樣就可以減少磁滯損耗和渦流損耗，從而使磁路的導(dǎo)磁性能提高，增加變壓器的導(dǎo)磁性。在變壓器中使用的硅鋼片其含硅量比普通的要高，然后用絕緣漆均勻的涂在硅鋼片的兩面，這樣就使得硅鋼片與硅鋼片之間絕緣了。鐵芯的質(zhì)量非大，在油浸式變壓器中占了變壓器總質(zhì)量的40%。

2.2.2 繞 組

繞組是變壓器中的電路部分，其本質(zhì)就是電氣線路的一組線匝，但該線匝與變壓器標(biāo)注的某一電壓值是相對(duì)應(yīng)的。端電壓的大小是由繞組匝數(shù)決定，因此如果變壓器有多個(gè)繞組則可以同時(shí)向不同電壓的不同用電設(shè)備供。電變壓器中最復(fù)雜、最重要的部分當(dāng)屬線圈了。因?yàn)樽儔浩鞯娜萘?、電壓、電流和使用條件等等都是由線圈決定的。線圈按一定規(guī)律排列和聯(lián)結(jié)就構(gòu)成了繞組，是構(gòu)成繞組的基本單元，線圈按匝數(shù)可以分為多匝線圈和單匝線圈兩種。繞組有很多種結(jié)構(gòu)形式，例如糾結(jié)式、連續(xù)式、糾結(jié)連續(xù)式和各種螺旋式等等。而他的結(jié)構(gòu)不是隨便確定的，他的結(jié)構(gòu)是由容量大小和線圈的電壓等級(jí)來(lái)確定的。一般里面是低壓繞組，外面是高壓繞組，這樣的放置順序有利于絕緣。但對(duì)于大容量的低壓大電流變壓器，都是低壓繞組在外，高壓繞組在內(nèi)。這是因?yàn)榇笕萘康牡蛪捍箅娏髯儔浩饕鼍€工藝?yán)щy，

2.2.3 油 箱

油浸式變壓器均要有一個(gè)油箱，裝入變壓器油后，將組裝好的器身裝入其中，以保證變壓器正常工作。變壓器絕緣油用作加強(qiáng)變壓器內(nèi)部絕緣強(qiáng)度、散熱和滅弧的作用。變壓器油箱內(nèi)部絕緣油介質(zhì)流向：①油箱本體上部絕緣油；②變壓器外部輸油管；③油泵；④主變冷卻器熱交換器；⑤變壓器外部油管；⑥油箱本體下部絕緣油；⑦油箱本體上部絕緣油。

3 一次通流實(shí)驗(yàn)方案分析

3.1 一次通流實(shí)驗(yàn)概況說(shuō)明

一次通流是指全站所有的電流互感器都有三相對(duì)稱電流流過(guò)，保證電流互感器的一次、二次接線、CT變比和二次繞組的接入方式的一種手段。對(duì)于主變而言可以通過(guò)檢查了三側(cè)的中性點(diǎn)CT、套管CT、中壓側(cè)獨(dú)立CT、高壓側(cè)獨(dú)立CT；對(duì)于其他分支，則通過(guò)檢查母聯(lián)CT、線路CT、電容CT等其他CT來(lái)確保確啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。這里有個(gè)地方需要注意的是：勵(lì)磁導(dǎo)納幾乎對(duì)一次通流試驗(yàn)沒(méi)有什么影響，因?yàn)閯?lì)磁導(dǎo)納在主變中很小，所以流過(guò)的勵(lì)磁電流也很小，因此在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中完全可以忽略勵(lì)磁導(dǎo)納這一因素。一次通流方法和變壓器出廠短路試驗(yàn)都是為了保證短路電流流過(guò)主變各側(cè)CT，采用兩兩繞組分別進(jìn)行通流的方法，所以有著異曲同工之處。高壓-中壓側(cè)通流和中壓-低壓側(cè)通流是最普遍的兩種通流方法。在高壓-中壓側(cè)進(jìn)行通流試驗(yàn)時(shí)，一般都是把電源加在中壓側(cè)，使三相短接在高壓構(gòu)成回路，通過(guò)短路電流來(lái)校驗(yàn)主變中壓側(cè)獨(dú)立CT、套管CT、高壓側(cè)套管CT、中性點(diǎn)CT變比和二次繞組極性，通流實(shí)驗(yàn)在高壓-中壓側(cè)進(jìn)行時(shí)短路阻抗較小。在保持一定的電源電壓下，在中壓側(cè)加電源的目的是有利于校驗(yàn)CT二次電流，因?yàn)槎搪冯娏髟诟邏簜?cè)加電源比在低壓側(cè)加電源更小。通流試驗(yàn)在中壓-低壓側(cè)進(jìn)行時(shí)，大多數(shù)情況是把電源加在中壓側(cè)，使三相短接在低壓側(cè)路構(gòu)成回路，這樣就可以校驗(yàn)主變低壓側(cè)短路CT，因?yàn)橛卸搪冯娏魍ㄟ^(guò)。

3.2 洪屏電站一次通流

某規(guī)劃電站裝機(jī)容量為2400MW，分兩期建設(shè)。一期總投資為51.88億元，工程裝機(jī)容量為1200MW，安裝4臺(tái)30萬(wàn)kW抽水蓄能機(jī)組，建成后年發(fā)電量達(dá)到20億kWh。一、二期工程完成后，電站年發(fā)電量可超過(guò)40億kWh，是亞洲最大的抽水蓄能電站。在調(diào)試階段，完成了發(fā)電、抽水、調(diào)相等不同工況的相互轉(zhuǎn)換試驗(yàn)、電力系統(tǒng)涉網(wǎng)試驗(yàn)等54項(xiàng)試驗(yàn)，在15d試運(yùn)行中沒(méi)有出新一次失敗啟動(dòng)。1號(hào)機(jī)組是洪屏電站最先投入運(yùn)行的，在啟動(dòng)1號(hào)機(jī)組前，要對(duì)所有1號(hào)機(jī)組的所有設(shè)備進(jìn)行一次通流實(shí)驗(yàn)，主要是要對(duì)相關(guān)支路的CT變比及辨別套管電流互感器（TA）極性校驗(yàn)。如圖2所示，是母差一次通流示意圖，從圖中可知，通過(guò)接地刀閘500137三相把電流發(fā)生器電流輸入了正序電流，通流回路由接地刀閘500137三相短路構(gòu)成。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)詳細(xì)講解500kV主變一次通流試驗(yàn)方法，可知通過(guò)一次通流可以準(zhǔn)確無(wú)誤的檢查主變電流回路，可以全面檢查全站電流、電壓互感等，能夠確保順利進(jìn)行主變啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)。除此之外還有許多方法可以用于常規(guī)檢查，要根據(jù)具體的實(shí)際情況，找到適合的檢查方法。使電壓、電流互感器的檢查任務(wù)得到安全、高效、完整地完成。

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收稿日期：2018-8-19