變電一次設(shè)備三相通流模擬帶負(fù)荷狀態(tài)測(cè)相量研究

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摘要：本文對(duì)在變電一次設(shè)備三相通流模擬帶負(fù)荷狀態(tài)測(cè)相量中，工頻三相大電流發(fā)生器的測(cè)試方法進(jìn)行了深入的研究，并從實(shí)際角度考慮，探討了適用于110kV變電設(shè)備的送電測(cè)相量問(wèn)題，從而為簡(jiǎn)化處理我國(guó)的電力配送工作提供了可靠的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：三相通流；變電一次設(shè)備；送電方案；測(cè)相量

通常情況下，變電站的微機(jī)保護(hù)周期為12年，在此過(guò)程中，電流互感器及斷路器等一次設(shè)備的使用年限幾乎都超過(guò)了20年。因此，變電一次設(shè)備保持不變而二次設(shè)備發(fā)生變動(dòng)的現(xiàn)象將長(zhǎng)期存在電力輸送過(guò)程中[1]。

目前，我國(guó)變電站中的電氣間隔在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，通常依靠端子箱二次回路源頭通流、核對(duì)二次線等方法對(duì)交流電流二次回路的接線情況進(jìn)行判斷，然而客觀上這些方法是難以有效模擬一次帶負(fù)荷的情況。在此種情況下，該間隔難以充分保證電力系統(tǒng)在送電之前的整體正常運(yùn)行。通常情況下，在計(jì)算間隔母線電壓的二次回路時(shí)，可閉合模擬線路中的母線刀閘接點(diǎn)，通過(guò)采用電壓切換回路正確性的檢驗(yàn)方法來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證工作，并且提供有效的線路保護(hù)支持。在間隔電流互感器的二次回路中，由于難以實(shí)現(xiàn)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)的有效模擬，因而無(wú)法在應(yīng)用過(guò)程中得到順利進(jìn)行。在常規(guī)送電過(guò)程中，需預(yù)留一定的母線空間，并通過(guò)對(duì)母線及間隔充電，在帶負(fù)荷的狀態(tài)下，對(duì)電流的相量進(jìn)行測(cè)試。

本文通過(guò)應(yīng)用新的測(cè)量方法，對(duì)變電一次設(shè)備三相通流模擬帶負(fù)荷狀態(tài)測(cè)相量進(jìn)行驗(yàn)證，通過(guò)分析實(shí)際數(shù)據(jù)，對(duì)該間隔電流互感器的二次回路正確性進(jìn)行了驗(yàn)證。此外，經(jīng)驗(yàn)證，該間隔線路的保護(hù)電壓、電流二次回路均正確，說(shuō)明該間隔線路保護(hù)可以正常使用。

1.工頻三相大電流發(fā)生器的相關(guān)技術(shù)要求

為在變電一次設(shè)備上充分完成通流的需求，同時(shí)也有效模擬其帶負(fù)荷的實(shí)際運(yùn)行情況，需將三相大電流發(fā)生器作為應(yīng)用的基礎(chǔ)設(shè)備。現(xiàn)階段，相位表的電流測(cè)試精度可達(dá)到10mA，將變電站存在的電磁干擾影響考慮在內(nèi)，測(cè)試電流的幅值按10倍裕度設(shè)計(jì)，也可達(dá)到100 mA，完全可以確保準(zhǔn)確測(cè)量[2]。在110kV的變電設(shè)備中，600/5、1200/5為電流互感器的一般額定變比，以1200/5為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行考慮，此時(shí)升流器的輸出電流達(dá)到25A時(shí)便可完全滿足要求。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，可將現(xiàn)場(chǎng)升流器的最大輸出電流設(shè)置為100A，無(wú)需進(jìn)行其他操作便可滿足實(shí)際的測(cè)試需求。為充分提升本研究中測(cè)試方法的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用效果，可手動(dòng)調(diào)節(jié)三相升流器的三相電流輸出，并將輸出電流的幅值顯示出來(lái)。

在變電站現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，可將三相大電流發(fā)生器的電源與高壓場(chǎng)所的檢修電源進(jìn)行連接，使之成為儀器的輸入電壓，輸出電流則與變電一次設(shè)備進(jìn)行連接，即為設(shè)備的一次電流，在經(jīng)過(guò)一次電流互感器的傳變后，成為二次電流。將升流器的輸入電壓作為測(cè)試的基準(zhǔn)，其輸出電流與輸入電壓具有相同的相位。此時(shí)，采用相位表對(duì)經(jīng)過(guò)電流互感器傳變的二次電流與輸入電壓的相同相位進(jìn)行測(cè)試，電流互感器的變比即為測(cè)得的一次、二次電流幅值之比，則一次與二次的電流均正確進(jìn)行了轉(zhuǎn)變，說(shuō)明電流相量得到了正確測(cè)試。

2.測(cè)量變電站110kV線路間隔方法分析

2.1變電站110kV線路間隔的二次回路配置情況

在220kV變電站110kV線路間隔電流二次回路配置中，主要有411組、421組、431組、441組、451組五種不同組別的電流互感器[3]。其中，電流互感器411組起著保護(hù)110kV線路的作用，其準(zhǔn)確級(jí)為10P20；421組起著保護(hù)110kV母差的作用，其準(zhǔn)確級(jí)同樣為10P20；431組起著對(duì)故障進(jìn)行錄波的作用，其準(zhǔn)確級(jí)為10P20；441組主要應(yīng)用于測(cè)量，其準(zhǔn)確級(jí)為0.5；451組則應(yīng)用于計(jì)量當(dāng)中，準(zhǔn)確達(dá)到了0.2。

2.2升流器的接線實(shí)驗(yàn)步驟及送電方案分析

（1）將110kV線路的開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)，并將該間隔的開(kāi)關(guān)、1刀、2刀、3刀斷開(kāi)，同時(shí)斷開(kāi)該間隔的乙、丙接地刀。如果發(fā)生端子箱更換等二次變動(dòng)情況，應(yīng)對(duì)更換進(jìn)行保護(hù)，結(jié)束工作。

（2）三相升流器的電壓輸入至端子箱內(nèi)的三相交流電源，電流輸出A、B、C并與間隔開(kāi)關(guān)相應(yīng)的接線柱進(jìn)行連接，并在電流互感器與乙接地刀的引出線上與N端相連，并將電流互感器的引出線A、B、C進(jìn)行并聯(lián)。

（3）將該間隔的開(kāi)關(guān)合上，輸出升流器三相平衡，在端子箱處，測(cè)試交流電流的二次回路，將輸入電壓A相220V作為測(cè)試基準(zhǔn)，對(duì)每個(gè)二次繞組以及二次電流與輸入一次電壓的相同相位進(jìn)行測(cè)試，當(dāng)變比測(cè)試的結(jié)果合格時(shí)，說(shuō)明測(cè)試正確。

（4）輸出升流器三相平衡，并核對(duì)保護(hù)、測(cè)控、電度表等繼保室二次設(shè)備的電流相量。將110kV母線的二次電壓A相57V作為測(cè)試基準(zhǔn)，將三相電流正序先測(cè)量出來(lái)，同時(shí)采樣的精度充分滿足測(cè)試需求。

（5）將110kV母線二次電壓與三相電流的電壓夾角測(cè)量出來(lái)，并同110kV母線二次電壓與上步升流器測(cè)試用電壓的夾角相同，則表明測(cè)試結(jié)果正確。將測(cè)試報(bào)表出具給相關(guān)人員，經(jīng)過(guò)技術(shù)專員的檢查驗(yàn)收，復(fù)核結(jié)果正確。

（6）110kV線路開(kāi)關(guān)的三相通流模擬帶負(fù)荷狀態(tài)相量的測(cè)試結(jié)果合格，其電流互感器各組的二次電流相量同樣正確無(wú)誤，說(shuō)明該線路開(kāi)關(guān)的電流互感器二次繞組與其相連接的二次設(shè)備均正常，可應(yīng)用在實(shí)際電力輸送中[4]。

（7）出具帶負(fù)荷相量的相關(guān)測(cè)試報(bào)告。

2.3三線升流器的現(xiàn)場(chǎng)接線情況

變電站典型的110kV雙母線帶旁路的一次接線情況具體如圖1所示。

圖1 三線升流器的現(xiàn)場(chǎng)接線圖

3.比較常規(guī)送電方案與本實(shí)驗(yàn)送電方案

在常規(guī)的送電方案中，主要開(kāi)展母線倒閘操作，在預(yù)留出一段母線的基礎(chǔ)上，采用母聯(lián)的方式保護(hù)充電，實(shí)現(xiàn)線路的送電。在母線倒閘操作中，以空出110kV線路的Ⅱ號(hào)母線為實(shí)例。如圖1所示，將母聯(lián)開(kāi)關(guān)合上，并將所有掛在Ⅱ號(hào)母線上的線路倒至Ⅰ號(hào)母線，從而使得所有線路均掛在了110kV線路的Ⅰ號(hào)母線上。此種送電方案存在的不利之處如下：其一，需要對(duì)母線進(jìn)行倒閘，并將一段母線空出，操作過(guò)程比較繁瑣；其二，針對(duì)多個(gè)間隔的送電情況，頻繁倒閘會(huì)加快一次設(shè)備的老化，且容易導(dǎo)致刀閘斷裂事故的發(fā)生，給運(yùn)行人員帶來(lái)了一定的工作負(fù)擔(dān)，極易發(fā)生工作失誤[5]。

而采用本測(cè)試方法后的送電方案，無(wú)需進(jìn)行繁雜的母線倒閘操作，直接便可送電，不但實(shí)現(xiàn)了送電效率的提高，而且充分保證了電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性及穩(wěn)定性。

4.結(jié)語(yǔ)

在對(duì)變電一次設(shè)備三相通流模擬帶負(fù)荷狀態(tài)測(cè)相量的測(cè)試方法進(jìn)行研究的過(guò)程中，可應(yīng)用于110kV及以下的變電設(shè)備送電測(cè)相量，從而實(shí)現(xiàn)送電方案的簡(jiǎn)化。在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，涉及到一次設(shè)備與二次設(shè)備，因而需提前熟悉現(xiàn)場(chǎng)的各項(xiàng)變電設(shè)備情況，并制定詳細(xì)的指導(dǎo)，嚴(yán)格遵守相關(guān)操作規(guī)程，確保試驗(yàn)的安全開(kāi)展。同時(shí)，為了保證測(cè)試數(shù)據(jù)的正確性及可用性，應(yīng)以繼電保護(hù)專業(yè)的技術(shù)管理為支持，并獲得相關(guān)調(diào)度部門(mén)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的認(rèn)可，從而確保真正實(shí)施簡(jiǎn)化的送電方案。

參考文獻(xiàn)：

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[3]劉文先，常尼亞，張力強(qiáng).一次設(shè)備接地不良反擊二次實(shí)例分析及對(duì)策[J].電氣開(kāi)關(guān)，2011，21（01）：365-366.

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