電力系統(tǒng)中高壓電氣試驗要點研究

摘要：電氣設備在運行過程中會產生大量的熱量，導致自身絕緣性能下降，通過高壓電氣試驗可以提高電氣設備的絕緣性能，確保電氣設備能正常運行。為此，以高壓電氣試驗方法作為研究對象，分析了保護邏輯試驗、保護回路試驗、電氣啟動試驗三類高壓電氣試驗項目的操作要點，結合電力系統(tǒng)高壓電氣試驗問題，針對性提出改進措施，包括改進短路點設置方法、縮短電氣啟動試驗時間、危險控制，旨在保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全、可靠運行。

關鍵詞：電力系統(tǒng)"高壓電氣試驗"操作要點"短路點"短路試驗

Research"on"Key"Points"of"High"Voltage"Electrical"Testing"in"Power"Systems

SU"Haiyan

Jiangxi"Xinmao"Testing"Technology"Co.，"Ltd，

Nanchang，"Jiangxi"Province，"330000"China

Abstract："Electrical"equipment"generates"a"large"amount"of"heat"during"operation"process，"leading"to"a"decrease"in"its"insulation"performance."High"voltage"electrical"testing"can"improve"the"insulation"performance"of"electrical"equipment"and"ensure"its"normal"operation."Therefore，nbsp;taking"high-voltage"electrical"testing"methods"as"the"research"object，"the"operational"points"of"three"types"of"high"voltage"electrical"testing"projects，"namely"protection"logic"testing，"protection"circuit"testing，"and"electrical"start-up"testing，"were"analyzed."Combined"with"the"problems"of"high"voltage"electrical"testing"in"power"systems，"targeted"improvement"measures"were"proposed，"including"improving"the"method"of"setting"short-circuit"points，"shortening"the"time"of"electrical"start-up"testing，"and"hazard"control."It"aims"to"ensure"the"stable，"safe"and"reliable"operation"of"the"power"system.

Key"Words："Power"system;"High"voltage"electrical"testing;"Operation"points；Short-circuit"points;"Short-circuit"test

社會經(jīng)濟體系的完善推動了我國電力相關事業(yè)的改革，高壓電氣設備在電力系統(tǒng)的各個領域中得到了廣泛應用，高壓電氣設備在電能的傳輸過程中和對電能進行轉換的過程中發(fā)揮著重要作用。因此，高壓電器設備需要經(jīng)過嚴密的試驗并通過安全性檢測后才可以被投放到電力系統(tǒng)中，如此可以保障輸出產品的質量以及保證電力系統(tǒng)的安全運行。但高壓電氣試驗屬于一項危險系數(shù)較高的電氣活動，中途出現(xiàn)錯誤操作行為，或高壓電氣設備本身存在故障隱患時，可能給電力系統(tǒng)造成無法估量的損失，嚴重時還會出現(xiàn)人員觸電、電氣火災等安全事故。所以，試驗人員要重視高壓電氣試驗項目的操作要點，嚴格按照規(guī)范操作，切實提高高壓設備的安全性，保障高壓設備的安全穩(wěn)定運行。

1電力系統(tǒng)高壓電氣試驗項目與操作要點

1.1保護邏輯試驗

1.1.1制動特性斜率

機端與機尾三相施加電流，觀察各級保護是否響應，以及實際誤差是否超出允許范圍，按照輸入電流值來推算制動特性斜率，制動區(qū)內選擇2處任意點作為測試點，計算公式為S=Iop2-Iop1/Ires2-Ires1，S是制動特性斜率，Iop1是測試點1動作電流，Iop2是測試點2動作電流，Ires1是測試點1制動電流，Ires2是測試點2制動電流，標準制動特性斜率為0.5。

1.1.2最小動作電流

根據(jù)工程要求來選擇發(fā)電機差動出口方式，三相中挑選任意一相或兩相作為差動保護出口。接線完畢后施加動作電流，逐步增加電流值，同步觀察面板指示燈閃爍情況，指示燈閃爍時的電流值為可識別最小動作電流。

1.1.3動作時間

在兩相電流保持在2倍最小動作電流水準的情況下，掃描測定差動動作時間，掃描速率控制位毫秒級別，要求實際測定的差動動作時間不超過25"ms[1]。

1.1.4"TA斷線閉鎖差動

用于測試1相與2相斷線，接入交流三相試驗電源，三相電流保持在15%～20%額定電流，以試驗電流經(jīng)過差動保護后的電流值達到顯示最小動作電流、電流互感器斷線閉鎖差動保護電壓達標作為基本試驗條件。確定無誤后，依次撥動開關位置來觀察支路電流與配套電流互感器斷開情況，如果所在支路保護電路迅速響應，表明斷線閉鎖差動邏輯無異常。

1.2保護回路試驗

1.2.1遠方升流試驗

各處電流互感器根部施加三相電流，控制位電流值1"A，現(xiàn)場準備鉗型電流表，同步測量回路電流的幅值與相序，對比測試值與標準值，計算二者誤差程度是否超出技術要求。隨后，把三相電流值從1"A增加至2"A，重復上述操作過程，再次計算測試值和標準值誤差比例是否超標。此外，在保護回路試驗期間，部分發(fā)變機組保護裝置所顯示數(shù)據(jù)是經(jīng)過電路調整后的理論計算值，并非通道采樣值，必須重點關注此項問題，判斷測試結果是否真實可信。

1.2.2裝置后加電流試驗

在保護裝置后部接入單相試驗電流，電流值控制為1"A，以發(fā)電機保護裝置后端子作為具體接入位置，接入裝置后A端子后，通電測量電流互感器根部流經(jīng)電流值。在引入1"A單相試驗電流的情況下，電流互感器根部電流測量值約為1"A，N相電流對地電流差值約為0[2]。

1.3電氣啟動試驗

1.3.1短路試驗

用于記錄高壓設備短路特性，短接發(fā)變機組，以輸出端作為短路電，接入三相短路排，切斷無關電路。完成準備工作后，退出差動保護壓板，添加接地保護與復壓過流保護，閉合消磁開關，定子電流調整至0.2"A，到達額定電流后迅速斷開，記錄各處測試點的電流值與電壓值，繪制短路曲線，對比短路曲線和出廠特性數(shù)據(jù)，后續(xù)把定子電流增加至1"A，觀察差動保護回路與電流互感器極性是否正常。如果中途出現(xiàn)回路斷開、放電等異常情況，要求試驗人員迅速斷開開關與探究問題原因。

1.3.2零負荷試驗

以測定定子滅磁常數(shù)、分析空載特性為目的，空載試驗期間，要求回路電壓控制在105%輸出電壓以內。閉合周邊全部保護回路開關，接入定子滅磁開關，帶電檢測全部保護回路，記錄空載特性，不接入復載時測定定子滅磁時間，最終關閉系統(tǒng)，測量殘余電壓和相序。

1.3.3零起升壓核相試驗

以檢驗電機、主變壓器和大功率變壓器相序是否一致為試驗目的。試驗人員率先空出1條高壓側母線，切除母線相聯(lián)斷路器，閉合主變壓器出口到空出高壓側母線間的全部刀閘及斷路器，閉合定子繞組滅磁開關，平穩(wěn)升壓至額定電壓值，逐一測量母線TV與發(fā)電機TV，結合主變壓器繞組形式，判斷相位、幅值是否正常[3]。

1.3.4假同期試驗

以觀察高壓電氣首次帶負荷運轉是否異常作為試驗目的，避免后續(xù)因錯誤操作或非同步閉合而出現(xiàn)故障問題，高壓部分并網(wǎng)運行前，必須進行假同步測試，發(fā)變機組至母線間隔離開關都保持斷開狀態(tài)，短接處理單個隔離開關，模擬同步狀態(tài)，觀察帶負荷運轉情況。

1.3.5并網(wǎng)保護試驗

并網(wǎng)初始帶負荷運轉后，以逆功率保護、母差保護等若干帶方向性保護回路作為測試對象，測量保護回路接入電壓值、電流值和相位，保護柜后方部署鉗型相位表，測量發(fā)變機組負荷量與功率因數(shù)，描述各保護回路電壓、電流的相位關系，進而判斷保護回路準確性是否達標。

2電力系統(tǒng)高壓電氣試驗問題與改進措施

2.1改進短路點設置方法

2.1.1發(fā)變機組出口設置短路點

用于校驗差動保護方向，電流互感器兩端同時帶電，回路二次電流幅值保持一致，相位差保持在180°，制動電流與一次電流較為相近，并且制動電流超出差動電流，足以驗證保護回路方向是否正確。

2.1.2接地刀閘替換短路排

不再把短路排安裝至隔離開關位置，改進高壓設備模塊，使用接地刀閘來替換短路排，隔離開關位置部署接地刀閘，保持三線短路狀態(tài)。以發(fā)變機組短路特性試驗為例，準備3組接地刀閘，分別接入三相電中的各個單相，如圖1所示，接地刀閘編號為2001617、200167、200127，20016為隔離開關，2001為主開關。再接入隔離開關與主開關，回路正確性檢查完畢后，同步閉合主開關、接地刀閘以及隔離開關?？紤]到接地刀閘難以承受主變壓器高壓側電流，可以采取分流試驗方法，接地刀閘、隔離開關與主回路組成形成支路，分別接入3組組合來分流電流，單條支路電流不超過額定電路范圍[4]。

2.1.3組合使用接地刀閘和短路排

差動保護方向驗證期間，試驗人員同時再主變壓器高壓側與地理信息系統(tǒng)（Geographic"Information"System，GIS）全封閉組合電氣部位設置短路點，接入接地刀閘，將其作為短路點（如圖1所示）。雖然電流互感器部署在主變壓器內部，不具備帶電條件，但也不影響發(fā)變機組短路特性記錄操作。

2.2縮短電氣啟動試驗時間

從調整各組試驗先后順序方面入手，在保證試驗結果真實可信的前提下，盡量縮短總體試驗時間與減少機組空轉時間（如圖2所示）。例如：交錯開展短路試驗、零起升壓試驗和同期假并列試驗，先進行短路試驗，試驗期間準備1條空母線和重新對接母線，短路試驗結束后，即可對接發(fā)變機組，開展零起升壓試驗與空載試驗，重新把空母線引入充電操作。試驗結束后，母線處于帶電狀態(tài)，立即開展同期假并列試驗。相較于常規(guī)試驗方法，全新試驗方法極大縮短了前后試驗項目的間隔時間，無須臨時開展各項煩瑣前期準備工作。

2.3危險控制

傳統(tǒng)高壓電氣試驗模式更側重消除試驗誤差、簡化試驗流程步驟，電氣試驗危險控制力度較為薄弱。對此，試驗人員必須樹立安全為先的正確觀念意識，探究高壓電氣試驗期間存在的主要危險點，圍繞危險特征，采取相應控制措施。目前，危險隱患分為觸電傷亡、誤操作兩種類型，危險行為包括未保持試驗安全距離、接線錯誤、誤加壓、回檢不到位，必須做好前期準備工作，試驗期間始終保持足夠的安全距離，規(guī)范操作過程[5]。例如：在各項電氣試驗結束后，試驗人員必須做好回檢工作，逐一檢查接地刀閘、導線等輔助設備的使用狀態(tài)，觀察端子接線是否恢復，通過全方位回檢后，才能夠把高壓電氣設備投入正常運行，避免出現(xiàn)外部電路短路等故障問題。

3"結語

綜上所述，為保證電力系統(tǒng)安全可靠運行，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，處理制造質量不合格和安裝有誤的高壓電氣設備。試驗人員必須進一步加強對高壓電氣試驗活動的重視程度，結合工程情況，科學制訂高壓電氣試驗方案，全面掌握各個試驗項目的操作要點，貫徹落實改進短路點設置方法、縮短電氣啟動試驗時間、危險控制三項改進措施，促進電力系統(tǒng)全面健康發(fā)展。

參考文獻

[1]顧朝敏，龐先海，李天輝，等.交流—沖擊疊加電壓試驗平臺設計與實現(xiàn)方法研究[J].高壓電器，2023，59（11）：100-109.

[2]孫洋.電力系統(tǒng)中高壓電氣試驗的分析[J].中國設備工程，2022（1）：233-234.

[3]周云.電力系統(tǒng)中高壓電氣的試驗研究[J].中國高新科技，2021（21）：70-71.

[4]胡楠.關于高壓電氣試驗設備現(xiàn)狀分析以及技術改進[J].中國科技投資，2021（29）：112-115.

[5]王俊波，李國偉，何勝紅，等.10"kV高壓斷路器電氣試驗機器人接線定位誤差分析及動態(tài)補償[J].高電壓技術，2021，47（10）：3642-3649.