變電一次設備三相通流模擬帶負荷狀態測相量研究

關少鋒 方祖雄 陳雅云

（泉州電業局，福建 泉州 362000）

變電站的微機保護一般工作12年后安排更換。而一次設備如斷路器、電流互感器等工作年限一般達20年。這樣一次設備未動及，而二次設備變動的事件將長期存在。

目前，變電站內的電氣間隔對于保護改造或交流電流二次回路變動后，只能靠核對二次線、在端子箱二次回路源頭通流，或在電流互感器一次側單相通流核對極性等方法，驗證交流電流二次回路接線的正確性，這些方法都無法實際模擬一次帶負荷的情況。

這樣在一次設備未動及但二次設備變動時，該間隔在送電前，電力系統運行正常。該間隔母線電壓二次回路，可以通過模擬線路母線刀閘接點閉合，校驗電壓切換回路的正確性，從而保證了線路保護電壓采樣的正確。

該間隔電流互感器電流二次回路，卻因無法模擬實際運行狀態，導致無法使用。當該間隔進行送電時，該間隔線路保護也就認為無法正常使用。

常規的送電過程需空出一段母線，用母聯充電保護，對空母線及該間隔進行充電，并帶負荷進行該間隔電流相量測試工作。

本文探討采用新的測試方法，即在變電一次設備上三相通流模擬帶負荷狀態測相量，驗證該間隔電流互感器電流二次回路正確性。該間隔線路保護的電流、電壓二次回路經過驗證正確，保護傳動正確，這樣該間隔線路保護也就認為可以正常使用了。

1 工頻三相大電流發生器即三相升流器的技術要求

要在變電一次設備上通流，模擬一次設備帶負荷情況，必須采用三相大電流發生器。

目前相位表的交流電流測試精度可達10mA，考慮變電站現場電磁干擾的影響，按10 倍裕度，測試電流幅值為100mA，可以保證測量數據的準確性。110kV 變電設備，電流互感器的額定變比一般為600/5、1200/5，按1200/5 考慮，這樣升流器輸出電流只需達到24A，就可滿足要求。實際應用時，建議現場升流器最大輸出電流為 100A，容量為3000VA，就可滿足要求。

考慮現場應用，三相升流器需可手動調節三相電流輸出，可顯示輸出電流與輸入電壓的相位關系，輸出電流的幅值。

在變電站現場測試時，三相大電流發生器電源可接高壓場所檢修電源，即為儀器輸入電壓，輸出電流接至變電一次設備上，即為一次設備的一次電流，經過一次電流互感器傳變后的電流即為二次電流。以升流器輸入電壓為基準，升流器輸出電流與輸入電壓同相位。這樣用相位表測試經電流互感器傳變后的二次電流與輸入電壓同相位，測得的一二次電流幅值之比為電流互感器變比，則二次電流與一次電流傳變正確，即電流相量測試正確。

2 變電站110kV 線路間隔的測試方法

2.1 變電站110kV 線路間隔電流二次回路配置

表1 220kV 變電站典型的110kV 線路間隔電流二次回路配置

2.2 升流器接線試驗步驟及送電方案

1）110kV 線路開關轉檢修，斷開該間隔開關、1 刀、2 刀、3 刀，斷開該間隔乙、丙接地刀。二次變動如端子箱更換，保護更換，工作結束。

2）三相升流器電壓輸入為端子箱內三相交流電源(A～、B～、C～、N～)，電流輸出A、B、C 相接至該間隔開關A、B、C 相接線柱上。N 端接至該間隔電流互感器與乙接地刀相連的引出線上，電流互感器引出線A、B、C 相并聯。

3）合上該間隔開關，升流器三相平衡輸出，在端子箱對交流電流二次回路進行相量測試，以輸入電壓A 相220V∠0°為基準。測試各個二次繞組，二次電流與輸入一次電壓同相位，且變比測試合格為正確。（操作時可以測試幾個點，如40A60A80A)

4）升流器三相平衡輸出，對繼保室二次設備如保護、故障錄波、測控、電度表等處，進行電流相量核對。以110kV 母線二次電壓A 相57V∠0°為基準，先測量三相電流為正序，且采樣精度滿足要求。

5）測量三相電流與110kV 母線二次電壓夾角，和上步升流器測試用電壓與110kV 母線二次電壓夾角為同角度，測試結果為正確。出具測試報表，經技術專工驗收，復核正確。

6）110kV 線路開關三相通流模擬帶負荷狀態相量測試合格，110kV 線路開關電流互感器各組二次電流相量正確。110kV 線路開關電流互感器各二次繞組及所接二次設備，可以視為正常設備，可以投入使用。

7）110kV 線路保護整定在充電保護定值區，110kV 線路開關由檢修轉運行，帶負荷對交流電流回路相量測試正確。切換至正常保護定值區，使110kV 線路保護處于正常運行狀態。

8）出具帶負荷相量測試報告。

2.3 三相升流器現場接線

圖1為220kV 變電站典型的110kV 雙母線帶旁路的一次接線示意圖。

圖1 三相升流器現場接線示意圖

3 兩種送電方案的比較

常規送電方案：進行母線倒閘操作，空出一段母線，用母聯充電保護，對線路進行送電。

母線倒閘操作，以空出110kV Ⅱ母為例。如上圖，合上母聯開關，將所有掛在110kV Ⅱ母上線路倒至Ⅰ母，即合上Ⅰ母隔離開關，后斷開Ⅱ母隔離開關。這樣所有線路都掛在110kV Ⅰ段母線上了。

將本次送電的線路掛在110kV Ⅱ段母線上，合上線路開關，合上母聯開關。

送電方案存在以下不利因素。

1）需要進行母線倒閘操作，空出一母段線，一次設備的操作量大，并且操作過程繁雜。

2）對于多個間隔的送電，復雜頻繁倒閘操作過程，一次設備易產生機構老化，發生過刀閘斷裂事故。運行人員工作負擔大，易出現工作失誤，甚至誤操作等事故。

總之，這樣的送電方案，運行人員操作工作量大，一次設備故障的概率高，現場臨時缺陷的處理工作多，送電時間長，威脅電力系統的安全可靠運行。

采用本測試方法后的送電方案，不需進行母線倒閘操作，可以直接送電，大大提高了送電效率，保證了電力系統的安全穩定運行。

4 結論

在變電一次設備上三相通流模擬帶負荷狀態測相量的測試方法，可以應用于110kV 及以下的變電設備送電測相量，以簡化送電方案。

現場試驗涉及一次、二次設備，應提前做好現場變電設備的熟悉，編制詳細的作業指導書，嚴格遵守操作規程，保證試驗安全。

為保證測試數據的正確和可采信，應依托繼電保護專業嚴謹的技術管理，并取得調度方對數據的認可，方可使簡化后的送電方案得以實行。

[1] 汪衛東,顧水平.繼電保護帶負荷投產試驗的優化研究.浙江電力,2009(1):54-56.