牽引變電所全所全真模擬運(yùn)行試驗(yàn)技術(shù)方案探討

唐良兵

摘 要 本文提出一種全新技術(shù)方案，設(shè)計(jì)一種標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)源，該標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)源加試牽引變電所一次電源進(jìn)線(xiàn)側(cè)，牽引變電所饋線(xiàn)側(cè)直接短路接地，全真模擬牽引變電所正常運(yùn)行方式，全所模擬量實(shí)時(shí)在線(xiàn)，快速實(shí)現(xiàn)牽引變電所全所一次至二次保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量模擬量回路正確性、可靠性判定，如保護(hù)模擬量值、測(cè)量模擬量值、計(jì)量模擬量值、主變差動(dòng)保護(hù)極性、饋線(xiàn)阻抗保護(hù)阻抗角正確性判定。適用于新建牽引變電所、大修更新?tīng)恳冸娝碗娗霸囼?yàn)，可靠保障新建牽引變電所、大修更新?tīng)恳冸娝淮嗡碗姵晒Α?/p>

關(guān)鍵詞 牽引變電所;標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)源;全真;模擬;試驗(yàn);模擬量值;極性;阻抗角

引言

牽引變電所模擬量包括電流、電壓，是全所繼電保護(hù)、計(jì)量采集源，正確與否，直接關(guān)系全所繼電保護(hù)可靠性和計(jì)量正確，是實(shí)現(xiàn)牽引變電所供電可靠性的基石。繼電保護(hù)及計(jì)量表計(jì)，對(duì)模擬量的測(cè)量值、極性、相序均有嚴(yán)格要求，常規(guī)的二次試驗(yàn)方式，無(wú)法快速、模擬檢驗(yàn)牽引變電所全所正常運(yùn)行時(shí)，全所一次至二次保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量模擬量回路正確性、可靠性判定，如保護(hù)模擬量值、測(cè)量模擬量值、計(jì)量模擬量值、主變差動(dòng)保護(hù)極性、饋線(xiàn)阻抗保護(hù)阻抗角正確性判定。

1背景技術(shù)

標(biāo)準(zhǔn)牽引變電所主接線(xiàn)圖（高鐵AT供電）如下圖所示：

如上圖所示，全所模擬量采集單元共35個(gè)單元（其中電流單元29個(gè)，電壓?jiǎn)卧?個(gè)），模擬量采集回路為104（其中電流回路92個(gè)，電壓回路12個(gè)），采用常規(guī)的試驗(yàn)方案，回路試驗(yàn)（測(cè)量值）應(yīng)行104次，且不能判定電流互感器、電壓互感器一次接線(xiàn)是否正確，電流互感器極性試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行92次，且不能同時(shí)判定電壓與對(duì)應(yīng)電流的角度是否正確，也不能同時(shí)判定主變差動(dòng)回路極性是否正確。因此，常規(guī)試驗(yàn)方案，無(wú)法快速、系統(tǒng)檢驗(yàn)全所模擬量值、極性是否正確[1]。

2總體技術(shù)方案

設(shè)計(jì)一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)源，該標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)源輸入電源采用三相電源AC400V。

配置一臺(tái)三相同相升壓變壓器，升壓變電壓器的輸出對(duì)應(yīng)接牽引變電所進(jìn)線(xiàn)電源側(cè)，全真模擬牽引變電所進(jìn)線(xiàn)電源。

配置一臺(tái)三相同相降壓變壓器，輸出為三相AC100（線(xiàn)電壓），接牽引變電所（220/110kV側(cè)）電壓小母線(xiàn)，全真模擬牽引變電所（220/110kV側(cè)）高壓側(cè)電壓互感器母線(xiàn)電壓源。

配置一臺(tái)可變接線(xiàn)組別三相降壓變壓器（實(shí)際試驗(yàn)時(shí)，與該牽引變電所主變接線(xiàn)組別相同），輸出為三相AC100（線(xiàn)電壓），接牽引變電所（27.5kV側(cè)）電壓小母線(xiàn)，全真模擬牽引變電所（27.5kV側(cè)）低壓側(cè)電壓互感器母線(xiàn)電壓源[2]。

試驗(yàn)回路接線(xiàn)圖如下圖所示：

如上圖所示：

標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)源1YYMb、1YYMa、1YYMc對(duì)應(yīng)接至牽引變電所（220/110kV側(cè)）電壓小母線(xiàn)。

標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)源201TVT、201TVF、202TVT、202TVF對(duì)應(yīng)接至牽引變電所（27.5kV側(cè)）電壓小母線(xiàn)。

試驗(yàn)步驟如下。

（1）步驟一

標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)源B、A、C接至1號(hào)主變高壓側(cè)進(jìn)線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)內(nèi)側(cè)。1號(hào)主變系統(tǒng)內(nèi)的所有斷路器、隔離開(kāi)關(guān)全部合上，所有饋線(xiàn)支路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)（聯(lián)絡(luò)隔離開(kāi)關(guān)不合）全部合上，如圖所示的“1”組全部短封接地，加試工作電源，通過(guò)所內(nèi)對(duì)應(yīng)保護(hù)測(cè)控裝置及計(jì)量表計(jì)，實(shí)現(xiàn)下列試驗(yàn)結(jié)果：

1號(hào)主變系統(tǒng)差動(dòng)回路極性是否正確，如極性相反，改接回路，實(shí)現(xiàn)差動(dòng)回路極性正確;

1號(hào)主變系統(tǒng)高低壓側(cè)測(cè)量電流、保護(hù)電流是否正確，高壓側(cè)測(cè)量電流、保護(hù)電流對(duì)應(yīng)相等，低壓側(cè)測(cè)量電流、保護(hù)電流對(duì)應(yīng)相等，同時(shí)主變高、低壓電流，可判定主變變比是否正確;

1號(hào)主變計(jì)量表計(jì)計(jì)量是否正確;

211、212饋線(xiàn)阻抗角是否正確，每回饋線(xiàn)的測(cè)量電流、保護(hù)電流對(duì)應(yīng)相等。

（2）步驟二

斷開(kāi)試驗(yàn)電源，拆除如圖所示的“1”組全部短封接地，“2”組全部短封接地，加試工作電源，通過(guò)所內(nèi)對(duì)應(yīng)保護(hù)測(cè)控裝置及計(jì)量表計(jì)，實(shí)現(xiàn)下列試驗(yàn)結(jié)果：

同樣可觀(guān)察1號(hào)變系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)，該參數(shù)原則上與步驟一相同，如果差值過(guò)大，可判定系統(tǒng)內(nèi)的一、二次電氣回路故障。

213、214饋線(xiàn)阻抗角是否正確，每回饋線(xiàn)的測(cè)量電流、保護(hù)電流對(duì)應(yīng)相等。

（3）步驟三

標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)源B、A、C接至2號(hào)主變高壓側(cè)進(jìn)線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)內(nèi)側(cè)。2號(hào)主變系統(tǒng)內(nèi)的所有斷路器、隔離開(kāi)關(guān)全部合上，所有饋線(xiàn)支路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)（聯(lián)絡(luò)隔離開(kāi)關(guān)不合）全部合上，如圖所示的“1”組全部短封接地，加試工作電源，通過(guò)所內(nèi)對(duì)應(yīng)保護(hù)測(cè)控裝置及計(jì)量表計(jì)，實(shí)現(xiàn)下列試驗(yàn)結(jié)果：

2號(hào)主變系統(tǒng)差動(dòng)回路極性是否正確，如極性相反，改接回路，實(shí)現(xiàn)差動(dòng)回路極性正確;

2號(hào)主變系統(tǒng)高低壓側(cè)測(cè)量電流、保護(hù)電流是否正確，高壓側(cè)測(cè)量電流、保護(hù)電流對(duì)應(yīng)相等，低壓側(cè)測(cè)量電流、保護(hù)電流對(duì)應(yīng)相等，同時(shí)主變高、低壓電流，可判定主變變比是否正確;

2號(hào)主變計(jì)量表計(jì)計(jì)量是否正確;

211、212饋線(xiàn)阻抗角是否正確，每回饋線(xiàn)的測(cè)量電流、保護(hù)電流對(duì)應(yīng)相等。

（4）步驟四

斷開(kāi)試驗(yàn)電源，拆除如圖所示的“1”組全部短封接地，“2”組全部短封接地，加試工作電源，通過(guò)所內(nèi)對(duì)應(yīng)保護(hù)測(cè)控裝置及計(jì)量表計(jì)，實(shí)現(xiàn)下列試驗(yàn)結(jié)果：

同樣可觀(guān)察2號(hào)變系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)，該參數(shù)原則上與步驟三相同，如果差值過(guò)大，可判定系統(tǒng)內(nèi)的一、二次電氣回路故障。

213、214饋線(xiàn)阻抗角是否正確，每回饋線(xiàn)的測(cè)量電流、保護(hù)電流對(duì)應(yīng)相等。

3標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)源技術(shù)描述

3.1 標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)源構(gòu)成

標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)源由模擬進(jìn)線(xiàn)電源、模擬主變高壓側(cè)PT電壓變換器、模擬主變低壓測(cè)PT電壓變換器組成。

3.2 模擬進(jìn)線(xiàn)電源

電路圖：

采用接線(xiàn)組別為Yy0升壓變壓器，電路圖如上圖所示。

高鐵牽引電所V/V主變系統(tǒng)為例，其基本參數(shù)及計(jì)算參數(shù)如下表：

依據(jù)《牽引變電所運(yùn)行檢修規(guī)程》，變壓器在過(guò)載200%條件下運(yùn)行時(shí)間2min（能夠滿(mǎn)足試驗(yàn)時(shí)間），依據(jù)上述計(jì)算表，模擬進(jìn)線(xiàn)電源變壓器技術(shù)參數(shù)確定如下表：

3.3 模擬主變高壓側(cè)PT電壓變換器

電路圖及參數(shù)如下圖所示：

3.4 模擬主變低壓測(cè)PT電壓變換器

Y/△-11主變低壓測(cè)PT電壓變換器電路圖及參數(shù)如下圖所示：

V/V主變低壓測(cè)PT電壓變換器電路圖及參數(shù)如下圖所示：

平衡變低壓測(cè)PT電壓變換器電路圖及參數(shù)如下圖所示：

4結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)源是一種全新技術(shù)方案，與既有常規(guī)試驗(yàn)比較，該技術(shù)方案具備下列優(yōu)勢(shì)：

快速、精準(zhǔn);

可快速、精準(zhǔn)判定主變差動(dòng)回路極性是否正確、饋線(xiàn)阻抗保護(hù)接線(xiàn)是否正確;

每一支路的測(cè)量、保護(hù)、計(jì)量模擬量差值大小，快速判定測(cè)量回路、保護(hù)回路、計(jì)量回路接線(xiàn)是否正確;

快速判定變壓器變比、流互變比是否正確;

依據(jù)全所各級(jí)測(cè)量電流、保護(hù)電流參數(shù)，可判定系統(tǒng)一、二次接線(xiàn)是否正確。

該技術(shù)方案適用于新建牽引變電所、大修更新?tīng)恳冸娝碗娗霸囼?yàn)，可靠保障新建牽引變電所、大修更新?tīng)恳冸娝淮嗡碗姵晒Α?/p>

參考文獻(xiàn)

[1] 鐵路電力牽引供電設(shè)計(jì)規(guī)范：TB 10009-2016[S].北京：中國(guó)鐵道出版社，2014.

[2] 水力電力部西北電力設(shè)計(jì)院.電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（電氣一次部分）[M].北京：中國(guó)電力出版社，2009：79.