便捷型二次電流回路直流電阻測量儀的研制與應(yīng)用

陳嘉俊

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局，廣東江門 529000）

0 引言

電力系統(tǒng)中，一次設(shè)備的電壓等級較高，流經(jīng)一次設(shè)備的電流值較大，而且大電網(wǎng)各個部分運行的額定參數(shù)差異較大，用于對電力系統(tǒng)一次設(shè)備實施測量、采樣、控制的繼電保護裝置及測控設(shè)備無法直接接入一次系統(tǒng)。電網(wǎng)中的一次電流需要通過電流互感器進行隔離并使電流值降低，使得二次系統(tǒng)中的繼電保護裝置、測控裝置能夠安全、準(zhǔn)確地獲取電氣一次回路電流信息。由于電網(wǎng)會受到外部干擾或系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備異常而產(chǎn)生故障電流，此時需要繼電保護裝置快速、準(zhǔn)確地獲取故障點的電流采樣信息，并對斷路器實現(xiàn)控制，隔離故障點，保障整體電網(wǎng)繼續(xù)正常運行[1]。因此，除了電流互感器需保證能正常轉(zhuǎn)換一二次電流，電流互感器二次電流進入繼電保護裝置的回路也是保護裝置正確動作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

1 二次電流回路及其直流電阻的特點

電流互感器是一個特殊形式的變換器，其變換出的二次電流按照變比值正比于一次電流。二次電流回路的負(fù)載阻抗很小，通常只有幾歐姆，大型變電站的二次電流回路可能會達到十幾甚至二十歐姆，其二次工作電壓也很低。根據(jù)U=I×Z，當(dāng)二次電流回路的阻抗增大時，二次電壓將會上升，當(dāng)二次電流回路開路時，阻抗趨向于無窮大，則電壓將上升到極高的幅值，不但影響電流傳變的準(zhǔn)確度，而且可能損壞二次回路的絕緣，燒毀設(shè)備。所以電流互感器的二次回路不能開路[1]。

在變電站實際現(xiàn)場的二次電流回路中，可能因為接線松動、端子連接不牢固等問題，導(dǎo)致二次電流回路電阻增大，甚至開路，導(dǎo)致繼電保護裝置錯誤獲取電流采樣值，可能發(fā)生保護誤動的情況[2]。在某500 kV 變電站中，某500 kV 線路保護二次電流回路后串接了穩(wěn)控裝置，在穩(wěn)控裝置的電流端子，該間隔的C 相電流回路的裝置內(nèi)部線在施工時插入端子深度不足、壓接面積不夠，運行了一段時間后可能由于其他間隔的正常施工行為的振動與碰撞，導(dǎo)致該C 相電流回路內(nèi)部線進一步松動并最終開路，此時線路保護無法采到C 相電流，因正常負(fù)荷狀態(tài)下的A、B 相電流矢量疊加之后，產(chǎn)生了零序電流，線路保護零序反時限保護動作，誤跳開了運行中的斷路器。

電流互感器的二次回路不能開路運行，在變電站的新建工程、技改工程、日常運維等工作中，需要二次作業(yè)人員檢查是否存在接觸不良或開路的情況，確保二次電流回路正常方可投入運行。在實際現(xiàn)場中，可以通過測量每組二次電流回路各相直流電阻來進行回路完好性確認(rèn)，當(dāng)測出該組A、B、C 相電流回路的直流電阻均在合理范圍內(nèi)，而且不同相別之間的直流電阻相對差別不大時，基本可確認(rèn)該電流回路接觸完好，在對全回路進行螺絲緊固之后，即具備投入運行的條件[3]。

2 便捷型二次電流回路直流電阻測量儀的研制

在變電站二次設(shè)備的基建工程、技改工程、定檢維護工作中，在主體工作完成后、恢復(fù)二次安全措施前，需要對二次電流回路的全回路直流電阻進行測量，確認(rèn)電流回路沒有開路，而且三相電流回路直流電阻相對接近，從而確保二次電流回路接觸良好，方可恢復(fù)電流回路端子連接片。如果二次電流回路開路或接觸不良，將導(dǎo)致保護采集二次電流出現(xiàn)誤差，可能使保護誤動或拒動；電流回路開路還可以產(chǎn)生高壓，有可能燒壞二次設(shè)備[4]。

目前，在二次作業(yè)現(xiàn)場，使用多用表電阻擋對二次電流回路進行測量，多用表的表筆與電流回路試驗端子排的金屬部分接觸，因為該測量動作需要人手將兩支表筆與端子排接觸，存在接觸不良、表筆晃動的可能性，從而導(dǎo)致直流電阻測量不準(zhǔn)確，有可能影響對二次電流回路完好性的正確判斷。此外，使用多用表測量直流電阻時只能逐相測量，一組電流回路要測量3 次，重復(fù)性工作耗時耗力，還可能因為手持表筆晃動影響數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，而導(dǎo)致多次重復(fù)測量。

為了改善使用多用表測量二次電流回路直流電阻的不足之處，繼電保護專業(yè)結(jié)合實際運維經(jīng)驗與操作測量習(xí)慣，研發(fā)一臺便捷型二次電流回路直流電阻測量儀，測量儀控制面板如圖1所示。該直流電阻測量儀可同時測量三相電流回路的直流電阻，并在液晶顯示屏同時顯示三相回路直流電阻值，供測量人員進行三相對比以及判斷。測量儀可通過兩種試驗接線組接至電流回路端子，一種接線組為可接至相連的三相電流端子的接線組，一種接線組為可靈活調(diào)整的、針對電流回路端子隔開端子的情況的接線組，供測量人員進行選擇使用。

圖1 測量儀控制面板

便捷型二次電流回路直流電阻測量儀包含直流電阻測試、數(shù)據(jù)查詢、表筆校準(zhǔn)、基本設(shè)置共4 個功能。在直流電阻測試功能中，主界面的采樣數(shù)據(jù)顯示具有CT 編號設(shè)置功能、回路組別設(shè)置功能、全回路直流電阻值A(chǔ) 相、B 相、C 相顯示、CT 繞組直流電阻A 相、B 相、C 相顯示功能；可通過“遞增”“遞減”按鈕的操作調(diào)整數(shù)字，實現(xiàn)CT 開關(guān)編號、CT 組別的數(shù)字輸入；“確認(rèn)”鍵用于確認(rèn)組別命名等；“儲存測試數(shù)據(jù)”鍵用于將測量到的數(shù)據(jù)形成表格一行的數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)查詢功能中，能查詢已保存的各個電流繞組的直流電阻信息，并能通過外接USB 接口導(dǎo)出數(shù)據(jù)至移動儲存介質(zhì)。在表筆校準(zhǔn)功能中，可把表筆短接進行電阻測試歸零校準(zhǔn)。在基本設(shè)置功能中，可對表格文字進行調(diào)整。

該測量儀可用于變電站二次設(shè)備的基建技改驗收、定檢維護工作，所有二次電流回路直流電阻的測試工作，可減少直流電阻測量工作至少1/3 的時間，大大提高工作效率；在測試主界面上，三相電流回路直流電阻一目了然，便于進行三相對比以及判斷，有效杜絕二次電流回路開路以及接觸不良的隱患，進一步保證繼電保護裝置能可靠、準(zhǔn)確地獲取電力系統(tǒng)一次設(shè)備的電流值。

3 應(yīng)用案例

便捷型二次電流回路直流電阻測量儀通過在二次作業(yè)現(xiàn)場的實際應(yīng)用，既能提高各項基建技改工程、定檢維護工作中二次電流回路直流電阻測量環(huán)節(jié)的工作效率，也可以進一步保障所檢測電流互感器二次電流回路的完好性。其中，在一項技改驗收工程中，通過直流電阻測量儀的現(xiàn)場使用還發(fā)現(xiàn)了一處設(shè)備隱患。

在某220 kV 變電站的全站綜合自動化改造工程中，對1#主變間隔進行保護、測控、端子箱等改造，在進行測量二次電流回路直流電阻過程中，在本體端子箱處測得1#主變高壓側(cè)B 相套管CT 第一個繞組的全回路直流電阻過大（51 Ω），與其余兩相CT 同一用途繞組直流電阻（14 Ω）相對比均相差較大。繼保人員繼續(xù)使用測量儀對二次設(shè)備側(cè)的電流回路進行直流電阻測試與檢查，得出二次設(shè)備側(cè)的電流回路直流電阻均在合理范圍內(nèi)且不同相別之間相對平衡，初步推斷電流回路異常情況不在二次設(shè)備側(cè)，而是在本體端子箱至套管CT 本體一側(cè)。排查端子箱至套管CT 本體的電纜無異常后，在套管CT 本體接線柱解開外部電纜，使用測量儀繼續(xù)對套管CT 本體內(nèi)部二次繞組直流電阻測量檢查，發(fā)現(xiàn)直流電阻過大的問題存在于套管內(nèi)部CT 或回路。進一步排查與處理，拆出繞組接線柱發(fā)現(xiàn)內(nèi)側(cè)接線松動，在拆開過程中已自行脫落，判斷為內(nèi)部線壓接不牢固。經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)內(nèi)側(cè)端子線耳壓接痕跡不明顯，可能接線工藝不良或沒有使用專用壓線鉗壓接，套管CT 接線柱內(nèi)部線耳壓接不牢固是1#主變高壓側(cè)B 相套管CT 二次電流回路直流電阻過大的直接原因。

通過對二次電流回路直流電阻的重點檢查與確認(rèn)，能提前發(fā)現(xiàn)并處理電流互感器二次電流回路接觸不良或開路的隱患，有利于保證繼電保護設(shè)備的安全、可靠、健康運行[5]。

4 結(jié)束語

綜上所述，本文探討了一種便捷型二次電流回路直流電阻測量儀的研究開發(fā)背景、功能、意義及其在變電站電流互感器二次電流回路直流電阻測試工作中的應(yīng)用，在變電站、發(fā)電廠、開關(guān)站等電流互感器二次電流回路測試工作中具有普遍適用性。該測量儀的應(yīng)用能提高直流電阻測量的工作效率，排除二次電流回路開路或接觸不良的隱患，進一步保證繼電保護設(shè)備準(zhǔn)確采集二次電流，對提高繼電保護正確動作的可靠性具有重要意義[6]。