發電廠電氣二次調試若干問題分析

洪梅子,張侃君，陳 堃

（國網湖北省電力公司電力科學研究院，湖北 武漢 430077）

0 引言

近年來，在不斷總結經驗教訓和研究改進方法的基礎上，發電廠電氣調試已經逐漸形成了一套較為規范的流程。目前的調試方法的優點在于原理簡單，操作簡便[1]，但電氣二次調試作為發電廠調試中的一個重要組成部分，仍然存在一些問題[2][3]，例如校驗結果不夠準確，在機組并網運行后因電流互感器（TA）極性錯誤導致機組非計劃停機等，現有的調試方法已不能滿足實際對調試結果的高準確性以及調試工作高效率的要求。因此，對發電廠電氣二次調試中存在的若干問題進行研究具有非常重要的現實意義。

本文對二次系統調試的規范性、TA極性測量的改進以及TA選型優化等問題進行了分析，最后提出了相應的解決方案。

1 發電廠電氣二次調試方法分析

目前，發電廠電氣調試按順序可分為交接試驗和系統試驗兩個階段，其中交接試驗又可分為單體調試和分系統調試兩部分。發電廠電氣二次調試的內容主要包括二次回路檢查、二次回路極性校驗、二次設備及與二次設備相關的一次設備保護校驗等。

1.1 二次回路檢查

二次回路檢查是電氣二次調試的基礎，目的是保證二次回路的正確性和完整性，該項工作的質量將對后續工作的有效開展起著關鍵作用。

目前，檢查二次回路是否正確一般采用燈泡法或萬用表法。其中燈泡法是指在電纜芯和大地構成的回路中間串聯燈泡和電池，當燈泡點亮，說明回路正確。萬用表法的原理與之相同，將萬用表串聯在回路中，萬用表發出蜂鳴聲，說明回路正確。

該方法有效地檢查了二次回路硬接線的正確性，為后續的工作打下了基礎。但由于現場硬接線數量太多，容易造成疏漏，并且該方法只能檢查接線的正確性，不能保證二次回路原理上的正確性，因此還需要進行二次通流、保護校驗等后續工作。

1.2 二次回路極性校驗

在發電廠調試的交接試驗和系統試驗中，都需進行二次回路的極性校驗。

以電流互感器（TA）的極性校驗為例，在交接試驗中，通常采用一次通流和二次通流的方法。二次通流是利用繼電保護儀在TA根部加入二次電流，通過對保護裝置測量結果的分析，判斷保護極性是否正確。二次通流只能檢測通流回路中的TA極性的正確性，而一次通流則可以檢查調試范圍內所有的TA極性。一次通流試驗需要用一個大電流發生器，從一次側TA繞組直接通入電流，或者將變壓器低壓側短接，用升壓變在變壓器高壓側加壓，用變壓器的短路電流作為一次電流[4]。由于此方法中用到的短路電流遠小于額定電流，最后還要在系統調試的過程中，校驗TA極性，對交接試驗的測試結果作進一步驗證。

我這時意識到，在這個叫老四的人身邊小心點是明智的，盡管他之前在平臺上救我時滿面和氣，但這種平靜的外表下好像暗藏危險。

由于變壓器的變比太大，在進行通流試驗時，二次側的電流很小，只有毫安。而一般的鉗型相位表的精度沒有這么高，不能測出二次側電流的大小，無法確定變壓器高低壓側的相位，也無法校驗差動保護的極性，只能等到帶負荷試驗時再進行校驗。一旦極性反接，就需要停電進行改線，影響了調試的進度和系統的運行。所以需要改進試驗方法，使小電流也可以被準確測量，這樣就可以在帶負荷前確定差動TA的接線是否正確。

1.3 二次設備及與其相關一次設備檢驗

主要通過對繼電保護裝置的調試來檢查二次設備以及與二次設備相關的一次設備的性能是否合格。繼電保護調試主要包括發變組保護調試、起備變保護調試、同期裝置的調試和勵磁裝置的調試。

發電廠電氣調試過程中，主要存在兩個不規范問題：（1）繼電保護調試需要模擬電氣故障的實際過程，通過繼電保護裝置對故障的反應來對二次設備及與之相關的一次設備進行檢測。但是，現有的繼電保護校驗模擬故障狀態與實際情況并不相符，導致出現故障時，保護結果與實際不符。此時，應該用整組功能進行調試，因為整組功能可實際模擬故障情況。（2）在做某些功能試驗時，由于原理復雜，常規的通流加壓的方法無法達到要求，需要用繼電保護儀的新功能來提高工作的準確性和效率，在下一節中，將以失磁保護為例，介紹調試復雜保護應用的規范方法。

2 電氣二次調試改進措施

上文對現有的發電廠電氣二次調試方法作了簡要分析，雖然電氣二次調試方法已經較為成熟，但依然存在調試不規范、TA極性測量困難、差動保護中TA選擇不合適等問題，下面將對這些問題進行分析探討。

2.1 調試規范化改進措施

以某電廠的失磁保護調試為例，傳統的校驗方法只能測出異步阻抗圓的上下端點，上端點阻抗為2.09Ω∠-90°，下端點阻抗為33.36Ω∠-90°。

該方法只能大致校驗出阻抗圓的位置。改用繼電保護儀的阻抗特性試驗功能模塊來進行試驗，繼電保護儀自動測出的特性圖如圖1所示。

圖1 新方法測得的阻抗圓Fig.1 The impedance circle measuring with new method

通過比較，采用阻抗特性試驗的方法比傳統的測量上下端點的方法不僅效率高，而且結果準確直觀。

2.2 TA極性測試優化方法

圖2 多回繞線法測小電流Fig.2 Measuring small current with multi winding line method

在圖2中，A、B是纏繞了N圈的導線兩端，用鉗形電流表測量A、B之間的電流，就是擴大了N倍的電流，這樣就很容易測出小電流。

2.3 TA選型

在調試的過程中經常發現TA選型錯誤，例如，主變高壓側TA與中性點TA的容量差異過大，某側TA的容量選擇過小等。發生外部短路時，各側TA的飽和程度明顯不一致，導致差流增大，造成差動保護誤動。某側TA的容量選擇過小，將導致發生外部短路時，TA出現嚴重飽和，導致差動保護誤動。因此在調試的過程中，應該對TA的容量變比選擇中發現的問題及時反饋并改正，避免運行時出現問題。

例如，在某電廠調試過程中，發現試驗得出的高廠變差動的制動系數k與定值偏差較大。原因在于高廠變的高低壓側變比相差太大，高壓側的TA變比為1 600/1，低壓側的TA變比為1 000/5，這樣導致高壓側的額定電流為0.33 A，低壓側的額定電流為5.725 A，計算出的平衡系數相差17倍，嚴重影響了試驗結果。

差動保護中各TA的容量及變比的匹配十分重要，設計院在進行設計的時候應該充分考慮這一點。在進行電流互感器選擇時，應遵循以下幾個原則：（1）電流互感器額定一次電流應大于主變低壓側額定電流，根據工程經驗建議在1.05倍至1.3倍之間[5-6]；（2）按電流互感器二次回路阻抗選擇額定的二次容量；（3）高低壓側電流互感器的變比選擇應與容量一起考慮，應使高低壓側的額定電流相差不要過大，以免引起差動保護誤動或者拒動。

2.4 一些特殊設備的保護設計問題

發電廠的一些特殊設備與常規保護不同，設計的時候如果按常規保護的情況來考慮，會造成調試無法正常進行。

在某電廠改擴建工程中，存在燃機和汽機兩個發電機。調試過程中，燃機保護會發一個保護節點信號來啟動汽機保護，而汽機保護啟動后，也會發一個保護節點信號啟動燃機保護，導致保護進入死循環，一旦發生故障，不能復歸。

通過增加控制屏上的一個節點，就可以阻止死循環。該方法簡單易行，在工程實踐中取得了良好的效果。

遇到特殊設備時，調試工作一定要全面而細致，發現問題要及時與設計院反饋并更正。

3 結語

針對目前發電廠電氣二次調試方法依然存在的調試方法不規范、電流互感器（TA）變比不匹配、無法在小電流情況下確定保護極性以及二次回路設計不合理等問題，本文對現有發電廠電氣二次調試內容和方法進行了分析，著重闡述了復雜保護調試的改進方法，對TA變比不匹配、無法在小電流情況下確定保護極性以及二次回路設計不合理等問題進行了研究，并提出了解決方案。

在現場調試中，可以改進的方法還有很多，也不斷有新的問題出現，有待在后期的工作中不斷研究和探討。

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