一起主變電量數據不平衡的分析

邱 娟，張亞斌，王昊煒，湯大海，馬海薇

(國網江蘇省電力有限公司鎮江供電公司，江蘇 鎮江 212001)

0 引言

目前，國內220 kV饋供變電站、110 kV及以下電壓等級變電站多采用“合環設計、開環運行”的雙向供電的內橋接線方式，且常規方式下都采用“兩線兩變分列”的運行方式(即2條進線開關運行，內橋開關熱備用)，難以及時發現其他運行方式下存在的異常現象。

下面對內橋接線非常規運行方式下出現的主變高壓側電量數據異常情況進行分析，確認原因并提出相應的解決方案與防范措施。

1 事件經過

1.1 變電站正常運行方式

220 kV鶴林變是老變電站。正常運行方式下，220 kV鶴東2533開關和鶴西2534開關運行，分別供鶴林變1號和2號主變，內橋2500開關熱備用，110 kV，35 kV側均分列運行，如圖1所示。該方式下各電壓等級測量、計量數據采集均正常，母線、主變電量平衡良好。其中母線平衡、主變平衡的計算公式分別為：母線平衡=[(反向有功-正向有功)/反向有功]×100 %；變壓器平衡=[(正向有功-反向有功)/正向有功]×100 %。

1.2 事件過程

某日，220 kV鶴林變安排鶴東2533線檢修，由鶴西2534線供2號主變，并經內橋2500開關供1號主變運行，且2號主變空載運行。當日該站的日采集電量數據如表1所示。

圖1 鶴林變內橋接線方式

表1 鶴西2534線供2臺主變運行有功電量 kW·h

分析表1數據發現：1號主變-高的正向有功系統電量數據反向，成為反向有功電量；2號主變-高有功系統電量數據近似等于進線鶴西2534線與1號主變-高的反向有功系統電量數據之和。將鶴西2534線反向有功系統電量與對端數據比對，鶴西2534線數據正確，排除2號主變-高與鶴西2534線電表地址誤更換的可能。EMS系統中遙測數據正確，鶴西2534線電量等于1號主變-高與2號主變-高電量之和。當日電量系統中，該變電站各電壓等級母線電量平衡良好，但1號主變、2號主變嚴重不平衡，如表2所示。

表2 變壓器電量平衡數據

按照主變功率平衡原理，主變-高壓側正向有功應等于主變-中、低壓側反向有功之和，所以表2中，當1號主變-高正向功率反向后，1號主變3側只有反向有功，且為正常功率的2倍。2號主變空載運行，應該正反向有功數據都為0，但表2中主變高壓側的正向有功電量大小為進線電量的2倍，明顯與實際情況不符。

經過長時間運行觀察發現，當鶴西2534線停役、鶴東2533線供全站負荷時，或當鶴西2534線經內橋開關單獨供1號主變時，電量數據均出現類似的異常現象。總之，只要內橋開關2500運行，均會發生計量數據異常。由此判斷，內橋CT計量二次回路的CT極性接線有誤。

2 內橋CT計量二次回路極性

鶴林變測量系統中，線路采用的CT二次繞組為線路進線側CT，主變高壓側采用的CT二次繞組為主變套管式CT。而在計量系統中，線路采用的CT二次繞組仍為線路進線側CT，而主變高壓側無CT，其電量計量二次電流為線路進線側CT與內橋CT二次電流的合成(一臺主變采用內橋CT的二次繞組的極性端進、非極性端出，另一臺主變采用非極性端進、極性端出)。

在電量系統中，對功率方向的規定與測量系統規則相同，即以“流出母線為正”或“流入變壓器為正”，該規則對于一般單母線、雙母線、3/2接線的變電站是適用的。然而對于內橋接線中橋開關的電流，由于其方向是不固定的，為保證變壓器各側功率的測量值平衡，內橋接線只能采用“流入變壓器為正”的規則確定各組CT的極性。

變電站的CT一般按照“減極性”接線方式安裝，即一次電流從極性端流向非極性端時，二次電流從極性端流向保護、測量、計量表計后回到非極性端；也即電流二次回路的CT極性均應指向主變，各CT二次的非極性端應為主變側。對于內橋接線變電站，內橋CT的非極性端一般采用位于1號主變側的接線方式。但鶴林變主變高壓側計量二次回路內橋CT的非極性端位于2號主變側，不同于位于1號主變側的常規接線方式。鶴林變計量二次電流回路(以A相為例)設計如圖2所示，2號主變-高壓側二次計量回路應采用內橋CT二次繞組的極性端進、非極性端出，1號主變-高壓側內橋CT二次計量回路應采用非極性端進、極性端出。

對于CT二次繞組數量不足的老式變電站，該站CT1，CT2計量二次回路在計量屏處共用一點可靠接地，內橋CT0二次亦經該接地點接地。

圖2 鶴林變計量二次電流回路示意

3 內橋CT計量二次回路數據異常分析

根據公式(1)、(2)分析現場2臺主變高壓側電流：當內橋開關不運行時，1號主變-高電流=，2號主變-高電流=，所以分列運行方式下，無法發現內橋CT二次極性接線錯誤。

若內橋CT二次接線極性接反，則1號主變-高電流和2號主變-高電流分別為

那么1號主變-高電流反向，正向有功電量數據變為反向有功電量；2號主變-高電流由和的差變為和。當2號主變空載時，≈，此時≈，相應的2號主變的電量數據跳變為進線電量的2倍。以上分析情況與電量系統中的量測異常現象相符。

4 解決方法

為解決計量回路中內橋CT0極性接線錯誤問題，可采用以下3種方法：

(1) 將2臺主變高壓側計量二次回路調整成與測量回路一致的方式，即直接采用主變本體套管CT；

(2) 調整內橋CT0一次回路的極性(非極性端P2調至1號主變側)，若采用此方案將會涉及到更改保護及測量回路；

(3) 直接調整1號、2號主變高壓側計量二次回路中內橋CT0的接線，可在計量柜接線端子排或計量接線盒處調整(即將該處CT0二次進、出線對調)。

比較以上3種解決方法，前2種方法均需要停電，且方法(2)還涉及到保護、測量回路更改，而第3種方法不需要停電。

鶴林變檢修人員現場檢查發現，內橋CT0計量二次回路中，1號主變-高誤采用極性端進、非極性端出，2號主變-高誤采用非極性端進、極性端出，現場采用第3種方法進行了調整。調整后，不論2500開關運行與否，該站電量系統的主變平衡和母線平衡均良好。

5 預防措施

(1) 應優先采用常規的設計；對于特殊的設計應明確加以標注，以便引起基建、安裝、調試等工作人員的注意。

(2) 設備安裝調試時，現場人員應該仔細查看一、二次回路圖，按照圖紙進行準確接線；對測量、保護、計量回路均需要重視。

(3) 設備啟動驗收時，運方人員編寫的啟動方案應該充分考慮到內橋接線變電站的分列、并列等各種方式運行，確認各方式下計量、保護和測量回路正確。

以上3點建議如在現場得到落實，可以有效避免計量回路誤接線問題的發生，提升電量系統中變電站主變平衡率和母線平衡率。