電容器模擬負載保護帶負荷試驗的方案及實施

俞立凡

(杭州華電下沙熱電有限公司，浙江 杭州 310018)

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電容器模擬負載保護帶負荷試驗的方案及實施

俞立凡

(杭州華電下沙熱電有限公司，浙江 杭州 310018)

〔摘 要〕新建電廠倒送電階段因運行方式或設備、安裝等因素影響，難以進行線路、母線、主變、高壓廠變等保護的帶負荷試驗。根據電廠實際情況，提出了利用電容器模擬負載提前進行有關保護帶負荷試驗的方案，介紹了該方案及成功實施的結果，以供電廠同行參考。

〔關鍵詞〕倒送電；電容器；模擬負載；帶負荷試驗

0　引言

新建電廠在投產前倒送電時，傳統的保護帶負荷試驗方案為：升壓站受電成功后，采用電網雙回線路，通過改變系統的運行方式，即改變電網的潮流進行線路、母線的保護帶負荷試驗(方向性校驗)；待機組啟動后，再做發電機、主變、高廠變的保護帶負荷試驗。但當電廠只有單線路時，就無法采用上述方法進行投產前的帶負荷試驗；或因電廠處于新建階段，受設備、安裝等因素影響，倒送電時無法組織足夠的廠用負荷對相關保護進行帶負荷試驗。而線路、母線等保護未通過帶負荷試驗，不可投入運行；廠用電系統未通過帶負荷試驗，同樣也不能投入運行。

為此，某新建電廠利用電容器作模擬負載，在線路倒充電時，進行線路、母線、母聯、主變、高壓廠變等設備的保護帶負荷試驗(發電機保護試驗除外)，并取得了成功。

1　新建電廠主接線簡介

某新建電廠的電氣主接線如圖1所示，具有220 kV雙回路、雙母線，可采用電網潮流進行線路、母線保護的帶負荷試驗。但在實際應用中，存在以下3個技術難點。

(1)電網配合工作量大。

(2)因電廠設備未正式投產，無法保證潮流負荷穿越電廠設備運行的安全性，對電網有一定威脅。

(3)電廠廠用負荷處于安裝調試中，廠用負荷不夠，無法滿足試驗條件。但廠用電母線急需通電運行，以供機組調試、啟動用電。

圖1　電氣主接線

DL/T995—2006《繼電保護和電網安全自動裝置檢驗規程》明確規定：對于新安裝的保護裝置，在投運前必須用一次電流和工作電壓加以檢驗，以判定接到電流差動保護等對電流極性有嚴格要求的各組電流回路的相對極性關系及變比是否正確，每組電流互感器接線是否正確，回路連接是否牢靠等，即采用帶負荷測量電壓、電流相量的值及相位關系，并對其進行分析，確保接線的正確性。

為此，該廠考慮利用電容器作模擬負載(接6 kV饋線間隔)進行帶負荷試驗。此舉雖會增加一些設備費用，但可加快試驗過程，減少電網操作，縮短后期機組啟動后的保護帶負荷試驗時間，為機組提前投產創造條件。

2　電容器模擬負載試驗方案及實施

2.1電容器容量的選擇

保護帶負荷試驗時，負荷電流越大，各種錯誤在差流中就越明顯，即越容易判斷。但由于選用電容器作模擬負載，電流越大，設備費用就越高。為了降低試驗費用，在減小電流的同時應滿足所用測試儀器精度的需要及差流和負荷電流的可比性要求。根據經驗，在二次電流為5 A的系統中，當電流達到50 mA時，可滿足保護校驗的要求。

該新建電廠220 kV所選CT變比均為2 000/5，二次50 mA電流，對應一次電流為20 A，即需模擬負載電容器容量Q=1.732×220 kV×20 A= 7 620.8 kVA。

由于電容器接在6 kV系統中，需要經過高壓廠變再到主變220 kV系統，變壓器為感性負載，將抵消部分電容器功率。再根據電容器廠家系列產品，選擇了A，B 2組電容器：A為集合式電容器，BAMH6.6/ 3 -5 000-1×3 W；B為集合式電容器，BAMH6.6/ 3-5 000(2 000+3 000)-1×3 W。2組電容器的總容量：2×6.6 kV/5 000 kVA。當6 kV母線電壓在額定6.3 kV時，電容器容量折算為：2×6.3 kV/4 550 kVA，2組電容器容量合計為：9 100 kVA＞7 620.8 kVA，滿足試驗容量要求。

2.2電容器組接線

電容器組主要器件有：油浸串聯鐵芯電抗器CKSQ-50/10-1、全封閉干式放電線圈FDGE-6.6/ 3-5 000 -1×3W和BAMH6.6/ 3

由于電容器組在額定電壓6.3 kV下的額定電流為417.5 A(單組)，而廠用6 kV母線的所有饋線開關型號為VEP12/31.5kA/630 A(容量能滿足電容器組要求)，最大負荷間隔為SFC隔離變壓器容量3 200 kVA，電流307 A，CT變比400/5，電纜ZRYJV-6/6-3×1×240，此間隔的電纜容量能滿足試驗工作要求。故將模擬負載電容器組放置在SFC隔離變就地邊上，利用SFC隔離變電纜翻頭連接至電容器組。因SFC間隔本柜CT超電流容量，故需將其一次短接，本柜原保護停用，斷路器當隔離開關使用。

另外，電容器裝置自帶開口三角電壓保護(出口跳6 kV I/II進線開關)，并要求設置過流、速斷、過壓、失壓保護，故保護定值根據廠家參數設置在6 kV I/II段進線開關(型號EP12，31.5 kA，1 250 A)，電容器的投、退操作也用6 kV I/II段進線開關進行。具體接線如圖2所示。

圖2　電容器組模擬負載試驗接線

2.3試驗過程

按常規方法進行線路、母線、主變、高壓廠變、6 kV母線沖擊、核相等試驗，完畢后進行帶負荷試驗。

帶負荷試驗路徑1：線路1→220 kV正母線→220 kV母聯→220 kV副母線→11號主變→11號高壓廠變→6 kV I段母線→1SFC開關→A組電容器；此外，B組電容器經6 kV聯絡開關→6 kVⅡ段母線→2SFC開關供電。

帶負荷試驗路徑2：線路2→220 kV副母線→220 kV母聯→220 kV正母線→12號主變→12號高壓廠變→6 kVⅡ段母線→2SFC開關→B組電容器；此外，A組電容器經6 kV聯絡開關→6 kV I段母線→1SFC開關供電。

11，12號主變分接頭檔位在第4檔，高壓廠變檔位在9B位置。帶1組電容器后，6 kV母線電壓由6.3 kV升至6.5 kV，故將高壓廠變檔位調至1檔位置；空載時，6 kV母線電壓5.9 kV，合1組電容器電壓升至6.1 kV，再合1組母線電壓升至6.3 kV。高壓廠變型號SZ11-12000/11.5，電壓組合(11.5±8×1.25 %)/6.3 kV，各檔位電壓如表1所示。

表1　高壓廠變各檔位電壓 V

2.4試驗結果

(1)按路徑1試驗時，2組電容器同時接入后，測試線路1、母聯、母線保護、11號主變、11號高壓廠變等設備的二次電流大小、相位、差動保護差流等。線路1及母差的主要試驗數據如表2所示。

線路1光纖電流差動差流實測數據如下：A-2 mA；B-1 mA；C-2 mA。母差差流實測正常，其他被試設備如母聯、11號主變、11號高壓廠變等的測試數據也正常。

結論：線路1光纖電流差動、母線保護以及11號主變、母聯、11號高壓廠變等設備的二次電流極性正確。

(2)按路徑2試驗時，線路2光纖電流差動保護、母差保護以及12號主變、12號高壓廠變等設備的二次電流、相位及差流數據均正常，二次電流極性正確。

這樣，通過電容器模擬負載試驗，在倒送電階段一次性完成了線路、母線、母聯、主變、高壓廠變的帶負荷試驗。

表2　線路1及母差試驗數據

3　 結論

新安裝設備在投入運行前，必須用一次電流和工作電壓加以檢驗。由于新建電廠缺乏足夠的廠用負荷，在倒送電時利用電容器組模擬負載可提前完成有關保護的帶負荷試驗。這不僅減少了電網的配合操作，也在倒送電階段完成了機組啟動后的部分帶負荷試驗。因此，該新建電廠利用電容器模擬負載試驗方案的成功應用，具有較好的推廣價值。

參考文獻：

1 汪衛東，顧水平.繼電保護帶負荷投產試驗的優化研究[J].浙江電力，2009，18(1)：54-56.

2 中華人民共和國國家發展和改革委員會.DL/T995—2006，繼電保護和電網安全自動裝置檢驗規程[S].北京：中國電力出版社，2006.

俞立凡(1965-)，男，高級工程師，主要從事發電廠技術管理工作，email：hzylf163@163.com。

作者簡介：

收稿日期：2015-09-25；修回日期：2015-10-11。