110 kV及以上電壓等級主變壓器保護調試改進

吳曉鳳

（江門市電力工程輸變電有限公司，廣東江門529000）

0 引言

主變壓器是變電站內最重要的電力設備，對于主變有著完善的各種電氣保護。主變保護中接入的CT二次電流回路眾多（包括三側三相電流、兩側零序電流、兩側間隙電流），主變保護試驗項目繁多，有三側差動保護、復合電壓過流保護、零序保護、間隙保護等。在保護投入運行前和運行一定年限后都需要對主變保護進行調試。對于主變保護的電流調試項目也非常多，在調試時需要頻繁地切換試驗電流的相別和間隔，其中兩側差動保護和差動保護特性曲線更加需要同時加入多個間隔電流進行調試，需消耗調試人員大量的時間。

1 變電站主變電流保護調試的現狀

1.1 110 kV及220 kV主變調試分析

主變電流保護調試項目繁多，為了更好地監控試驗時保護裝置的動作情況和觀察裝置動作報文，需要將繼保試驗儀器放置在保護屏前方緊靠保護裝置，這就使得調試人員在進行不同項目調試時，需要不停地在繼保調試儀操作輸出試驗電氣量，并在裝置保護屏后接線端子處進行CT電流驗收接線調整，來回跑動造成了調試人員時間和體力的大量浪費，極大地影響了調試的進度。

通過現場調查可以看出，近年來無論是220 kV傳統變電站還是GIS室內變電站，無論是全站新建還是全站改造或擴建，對于主變保護調試中的電流保護的調試都占用了調試人員大量的時間。而所進行的每個調試步驟都是必不可少的重要工序，對后續的繼保調試工作和投產后變壓器的安全運行起著決定性的作用，所以對于電流試驗項目不能進行刪減，只能在效率提高方面進行優化。

1.2 變電站主變調試的安全性分析

調試人員在進行主變保護裝置調試時，需不停地在繼保調試儀和裝置保護屏后接線端子處進行調整，在進行主變保護定檢時，存在同屏內保留有帶電運行設備的情況，在插拔試驗線的同時容易誤觸碰同屏帶電設備，影響運行設備安全，而且容易造成誤入相鄰運行間隔。嚴重情況下甚至可能導致設備跳閘、CT開路燒毀設備甚至電流互感器爆炸，造成人員傷害，這就極大地增大了調試過程中發生設備、人身事故的風險。

1.3 行業、廠家調查

通過對其他電力施工單位和各繼保調試設備生產廠的溝通調查，現在的繼保調試儀只有電流、電壓發生和開入、開出測試設備，并沒有針對主變保護這種多電流回路輸入設備的調試設備。

面對此種狀況，針對調試現場主變保護調試開展情況和驗收標準等要求，研發了一種輔助調試裝置，只需一次接線就能完成全部主變主要電流保護的調試，無需調試人員進行CT回路改接線和前后走動，提高了調試效率和調試安全性。

2 新型主變電流保護輔助調試裝置的設計

根據以上分析，對于變電站110 kV及以上電壓等級主變壓器電流保護進行調試時，使用現有的調試設備及調試方法，效率低下，而且對于電力設備和試驗人員存在作業風險危害。鑒于此，研發了一種主變電流保護輔助調試裝置，以改善主變電流保護調試現狀。本文提出的主變電流保護輔助調試裝置，其機構主要由五部分組成，即電流試驗端子（用導軌固定）、大功率切換按鈕、三腳兩檔扭子開關、電流試驗線、保護外殼。原理圖如圖1所示。

圖1 電流保護輔助調試裝置原理圖（局部）

電流端子選用可分段和能外接大電流試驗線的試驗雙層端子，端子左側用于接入試驗設備輸出的測試電流，右側用于連接保護屏電流端子排輸出電流線，試驗端子中間連片打開時，通過大功率切換按鈕的通斷來實現對試驗電流的控制，當切換按鈕故障時可以閉合電流端子中間連片繼續通過電流，保證試驗電流的導通。三腳兩檔扭子開關可以實現裝置各種開入量的模擬，在現場回路未能滿足調試條件時模擬開入以進行相關項目調試。主變電流保護輔助調試裝置的使用：首先將輔助裝置放在繼保試驗儀旁邊，以調試人員在原位不用走動的情況下，能同時快速操作繼保試驗儀和輔助裝置為宜。將繼保試驗儀電流輸出試驗線接入輔助裝置電流端子左側接線位置，將輔助裝置右側電流輸出線全部接入保護屏相應電流端子處，有需要情況下將輔助裝置開入量按原理圖接入保護屏相應端子處，接入前將所有大功率切換按鈕和扭子開關打到斷開位置。所有接線工作完成后調試人員按主變保護電流試驗項目逐項進行調試，做不同電流保護項目調試時只需閉合相應的切換按鈕，就能實現在繼保試驗儀—輔助裝置—主變保護之間形成不同的電流回路，調試人員通過操作繼保試驗儀就能在主變保護中輸入不同的試驗電流，順利完成各項主變調試項目。

3 主變保護調試技術改造的應用效果

分別以110 kV、220 kV主變保護調試為參照，按照新建工程和技改工程兩種情況，對使用和不使用主變電流保護輔助調試裝置進行調試作了統計分析。從主變調試的耗時統計數據來看，使用電流保護輔助調試裝置進行主變保護調試后，調試平均耗時比未使用時大大減少，節約用時40%以上，對于改造工程中的主變調試改善效果更加明顯。其原因在于，對于主變保護調試，電流保護項目繁多，閉鎖條件復雜，需要驗收人員不斷在屏后變更試驗接線，再到繼保試驗儀加量、觀察保護動作情況，現場條件不足時更加需要兩人前后配合，一人在屏后短接開入量，一人在屏前加量才能完成。使用電流保護輔助調試裝置后，在試驗開始前即完成所有試驗項目所需接線，調試人員只需在繼保試驗儀旁進行操作就能完成所有電流調試項目，能快速、正確地進行電流回路切換，滿足電流保護的輸入要求，甚至通過撥動扭子開關就能模擬開入量的開入，在正常情況下一次接線就能完成所有電流保護項目調試，無需在屏后側改接線，減少了改線操作和前后跑動的時間，特別是保護屏在整排保護屏中間位置時，極大減少了調試人員跑動的時間，故而提高了效率；在安全方面，極大減少了改換線操作，減少了操作風險。

4 結語

本文針對現代變電站主變保護調試過程存在的缺點，提出了一種新型電流保護輔助調試裝置。通過應用此裝置，不僅可以實現主變保護調試效率的提高，而且簡化了試驗人員調試操作步驟，降低了由于頻繁調整試驗接線產生的操作風險。經現場驗證，新型電流保護輔助調試裝置具有很好的實用價值和推廣意義。