差壓環(huán)流負荷測試法在廣珠城際鐵路的應用

馬德福

0 引言

國內客運專線牽引變電所竣工啟動時，供電部門為確保電力系統(tǒng)的安全性，在地方電力系統(tǒng)引入電源線路送電進所后，要求所內設備啟用前必須進行電源線路負荷測試工作。下文結合廣珠城際客運專線應用差壓環(huán)流負荷測試法的實例，總結了常用測試方法的優(yōu)缺點，并提出注意事項以供探討。

1 負荷測試的目的

牽引變電所帶負荷測試是通過測量線路電流和電壓，以及知道線路功率后，繪制六角圖判斷二次回路接線以及二次接線的極性是否正確。

電流相量六角圖可以直觀反映同一組電流互感器三相電流IA、IB、Ic之間的關系；差動保護中不同組別電流互感器的電流之間的關系；阻抗或方向元件的電流和電壓之間的相位關系。同時也可判別電流互感器變比是否正確。

測試驗證正確后，供電部門才允許線路帶負荷運行，以確保供電系統(tǒng)能正常穩(wěn)定。

2 差壓環(huán)流負荷測試法

在普速及客運專線鐵路建設中，常用的負荷測試方法有移動電容測試法和大功率機車負載法。前者是用移動電容作為負載，通過一次接線接入變電所饋出回路而產生測試電流，該方法的特點是測試時間不受限制，但投入大，生產及使用條件較苛刻；后者是用鐵路機車加掛車體及負載，通過運行取流實現(xiàn)負荷測試，該方法真實性強，但組織難，測試時間短，成本高。

變電所差壓環(huán)流負荷測試法采用 2臺空載的主變壓器并列運行，在低壓側合環(huán)，調整2臺主變壓器電壓抽頭，使其產生電壓差，形成環(huán)流，進而測試外引電源線路保護參數(shù)，是新建變電所正式啟動前一種“不外加負荷”的測試方法。

為了實現(xiàn)測試目的，需要對該方法所能產生的一次側電流進行驗算，以獲得足夠大的電流，達到負荷測試的最低電流條件。快捷計算方法如下：

2臺變壓器電壓差百分比為ΔU% = N×Δu%

式中，N為2臺主變壓器檔位差值；Δu%為同一主變壓器相鄰兩檔電壓差百分比。

合環(huán)產生電流的倍數(shù)為

式中，（Z1% + Z2%）/2為2臺變壓器平均阻抗。

一次側產生電流為I1= IA1×β

二次側產生電流為I2= IA2×β

式中，IA1、IA2分別為主變壓器一次側、二次側額定電流。

根據(jù)測試需要，可通過調節(jié)2臺主變壓器檔位差改變電流的大小，重復以上計算步驟進行驗算。

3 差壓環(huán)流負荷測試法的應用

廣珠城際軌道交通工程碧桂牽引變電所主接線如圖1所示。

圖1 廣珠城際軌道碧桂牽引變電所主接線示意圖

該所主變壓器采用單相變壓器，根據(jù)變壓器參數(shù)：分接開關分 5檔，每檔電壓差為額定電壓的2.5%，差壓環(huán)流負荷測試法分以下幾步進行計算：

（1）2臺變壓器電壓差百分比（ΔU%）：如1#變壓器采用3檔，2#變壓器采用5檔，每檔變比差為2.5%，2臺變壓器變比差（電壓差百分比）為（5 - 3）×2.5% = 5%。

（2）電流倍數(shù) β = ΔU%/(阻抗百分比/2) =5%/(10.5%/2) = 0.238。

（3）一次側產生電流 I1=IA1×β = 181×0.238 = 43.078 A，二次側產生電流 I2= IA2×β =727×0.238 = 173.026 A。

經實踐證明，該快捷方法計算值與實際值較接近，能達到測算的目的。

總之，與差壓環(huán)流負荷測試法相比，因其他負荷測試方法外加設備和測試條件要求較高，包括外加設備參數(shù)的計算與選擇（負荷計算）、一次接線要求、各測試點時間安排配套、供電部門測試時間要求等，只有各方條件都充分且緊密配合，沿線各所同時進行才能達到良好效果。而往往因成本投入大，加上各所所屬供電管理單位安排時間不一致，且測試要求難以統(tǒng)一，最終難成其效，為此難免會對工期造成一定的影響。

而差壓環(huán)流負荷測試法在實施中，內部條件較容易滿足，而對外部條件無特殊要求，時間上與變電所受電啟動可同步進行，故該方法有成本低、可靠性強、組織簡單、操作方便、效率高等優(yōu)點。

4 差壓環(huán)流負荷測試法應用注意事項

差壓環(huán)流負荷測試法其原理是在變壓器二次側進行短路而形成電流，但為了保證其回路中設備及配套設施的安全，對短路所形成的電流是有限制的，否則會造成設備、設施的損壞，所以在使用該方法進行測試時，必須進行以下工作：一是兩回電源核相，相序一致，相位一致，一般同一電網(wǎng)系統(tǒng)的兩回電源都能滿足該條件；二是校核一二次短路電流是否超過設備及回路設計的額定值。在上述條件均滿足后方可使用該方法進行測試。

在實際操作中，為避免意外情況發(fā)生，一般將回路中帶負荷的其他設備移除，并切斷所有一次側與外界有連接的線路，切實做好預防措施。

變電所2臺主變壓器是重要設備，建議在測試時退出其他二次保護，保留變壓器主保護，在測試時以便檢驗相關參數(shù)。如在主變壓器二次側合環(huán)產生電流時，可重點檢查差動保護制動電流、差動電流是否在正常值，否則應及時查找原因。

5 結束語

廣珠城際鐵路牽引變電所主變壓器為單相接線，結構單一，操作簡便，根據(jù)其應用原理，該方法適用于牽引及電力各種接線類型變壓器，區(qū)別主要是電流估算時需根據(jù)各種設備所提供的參數(shù)來選擇合適的計算辦法以實現(xiàn)計算誤差最小，同時測試操作需結合各種接線特點采取相應可靠的措施及操作辦法，以確保該測試方法的可靠性和有效性。筆者希望差壓負荷測試法在廣珠城際鐵路的成功運用經驗能為其他建設線路提供借鑒。