電力系統(tǒng)中高壓電氣試驗(yàn)要點(diǎn)研究

摘要：電氣設(shè)備在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，導(dǎo)致自身絕緣性能下降，通過高壓電氣試驗(yàn)可以提高電氣設(shè)備的絕緣性能，確保電氣設(shè)備能正常運(yùn)行。為此，以高壓電氣試驗(yàn)方法作為研究對(duì)象，分析了保護(hù)邏輯試驗(yàn)、保護(hù)回路試驗(yàn)、電氣啟動(dòng)試驗(yàn)三類高壓電氣試驗(yàn)項(xiàng)目的操作要點(diǎn)，結(jié)合電力系統(tǒng)高壓電氣試驗(yàn)問題，針對(duì)性提出改進(jìn)措施，包括改進(jìn)短路點(diǎn)設(shè)置方法、縮短電氣啟動(dòng)試驗(yàn)時(shí)間、危險(xiǎn)控制，旨在保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全、可靠運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)"高壓電氣試驗(yàn)"操作要點(diǎn)"短路點(diǎn)"短路試驗(yàn)

Research"on"Key"Points"of"High"Voltage"Electrical"Testing"in"Power"Systems

SU"Haiyan

Jiangxi"Xinmao"Testing"Technology"Co.，"Ltd，

Nanchang，"Jiangxi"Province，"330000"China

Abstract："Electrical"equipment"generates"a"large"amount"of"heat"during"operation"process，"leading"to"a"decrease"in"its"insulation"performance."High"voltage"electrical"testing"can"improve"the"insulation"performance"of"electrical"equipment"and"ensure"its"normal"operation."Therefore，nbsp;taking"high-voltage"electrical"testing"methods"as"the"research"object，"the"operational"points"of"three"types"of"high"voltage"electrical"testing"projects，"namely"protection"logic"testing，"protection"circuit"testing，"and"electrical"start-up"testing，"were"analyzed."Combined"with"the"problems"of"high"voltage"electrical"testing"in"power"systems，"targeted"improvement"measures"were"proposed，"including"improving"the"method"of"setting"short-circuit"points，"shortening"the"time"of"electrical"start-up"testing，"and"hazard"control."It"aims"to"ensure"the"stable，"safe"and"reliable"operation"of"the"power"system.

Key"Words："Power"system;"High"voltage"electrical"testing;"Operation"points；Short-circuit"points;"Short-circuit"test

社會(huì)經(jīng)濟(jì)體系的完善推動(dòng)了我國電力相關(guān)事業(yè)的改革，高壓電氣設(shè)備在電力系統(tǒng)的各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，高壓電氣設(shè)備在電能的傳輸過程中和對(duì)電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換的過程中發(fā)揮著重要作用。因此，高壓電器設(shè)備需要經(jīng)過嚴(yán)密的試驗(yàn)并通過安全性檢測(cè)后才可以被投放到電力系統(tǒng)中，如此可以保障輸出產(chǎn)品的質(zhì)量以及保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。但高壓電氣試驗(yàn)屬于一項(xiàng)危險(xiǎn)系數(shù)較高的電氣活動(dòng)，中途出現(xiàn)錯(cuò)誤操作行為，或高壓電氣設(shè)備本身存在故障隱患時(shí)，可能給電力系統(tǒng)造成無法估量的損失，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)人員觸電、電氣火災(zāi)等安全事故。所以，試驗(yàn)人員要重視高壓電氣試驗(yàn)項(xiàng)目的操作要點(diǎn)，嚴(yán)格按照規(guī)范操作，切實(shí)提高高壓設(shè)備的安全性，保障高壓設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1電力系統(tǒng)高壓電氣試驗(yàn)項(xiàng)目與操作要點(diǎn)

1.1保護(hù)邏輯試驗(yàn)

1.1.1制動(dòng)特性斜率

機(jī)端與機(jī)尾三相施加電流，觀察各級(jí)保護(hù)是否響應(yīng)，以及實(shí)際誤差是否超出允許范圍，按照輸入電流值來推算制動(dòng)特性斜率，制動(dòng)區(qū)內(nèi)選擇2處任意點(diǎn)作為測(cè)試點(diǎn)，計(jì)算公式為S=Iop2-Iop1/Ires2-Ires1，S是制動(dòng)特性斜率，Iop1是測(cè)試點(diǎn)1動(dòng)作電流，Iop2是測(cè)試點(diǎn)2動(dòng)作電流，Ires1是測(cè)試點(diǎn)1制動(dòng)電流，Ires2是測(cè)試點(diǎn)2制動(dòng)電流，標(biāo)準(zhǔn)制動(dòng)特性斜率為0.5。

1.1.2最小動(dòng)作電流

根據(jù)工程要求來選擇發(fā)電機(jī)差動(dòng)出口方式，三相中挑選任意一相或兩相作為差動(dòng)保護(hù)出口。接線完畢后施加動(dòng)作電流，逐步增加電流值，同步觀察面板指示燈閃爍情況，指示燈閃爍時(shí)的電流值為可識(shí)別最小動(dòng)作電流。

1.1.3動(dòng)作時(shí)間

在兩相電流保持在2倍最小動(dòng)作電流水準(zhǔn)的情況下，掃描測(cè)定差動(dòng)動(dòng)作時(shí)間，掃描速率控制位毫秒級(jí)別，要求實(shí)際測(cè)定的差動(dòng)動(dòng)作時(shí)間不超過25"ms[1]。

1.1.4"TA斷線閉鎖差動(dòng)

用于測(cè)試1相與2相斷線，接入交流三相試驗(yàn)電源，三相電流保持在15%～20%額定電流，以試驗(yàn)電流經(jīng)過差動(dòng)保護(hù)后的電流值達(dá)到顯示最小動(dòng)作電流、電流互感器斷線閉鎖差動(dòng)保護(hù)電壓達(dá)標(biāo)作為基本試驗(yàn)條件。確定無誤后，依次撥動(dòng)開關(guān)位置來觀察支路電流與配套電流互感器斷開情況，如果所在支路保護(hù)電路迅速響應(yīng)，表明斷線閉鎖差動(dòng)邏輯無異常。

1.2保護(hù)回路試驗(yàn)

1.2.1遠(yuǎn)方升流試驗(yàn)

各處電流互感器根部施加三相電流，控制位電流值1"A，現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備鉗型電流表，同步測(cè)量回路電流的幅值與相序，對(duì)比測(cè)試值與標(biāo)準(zhǔn)值，計(jì)算二者誤差程度是否超出技術(shù)要求。隨后，把三相電流值從1"A增加至2"A，重復(fù)上述操作過程，再次計(jì)算測(cè)試值和標(biāo)準(zhǔn)值誤差比例是否超標(biāo)。此外，在保護(hù)回路試驗(yàn)期間，部分發(fā)變機(jī)組保護(hù)裝置所顯示數(shù)據(jù)是經(jīng)過電路調(diào)整后的理論計(jì)算值，并非通道采樣值，必須重點(diǎn)關(guān)注此項(xiàng)問題，判斷測(cè)試結(jié)果是否真實(shí)可信。

1.2.2裝置后加電流試驗(yàn)

在保護(hù)裝置后部接入單相試驗(yàn)電流，電流值控制為1"A，以發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置后端子作為具體接入位置，接入裝置后A端子后，通電測(cè)量電流互感器根部流經(jīng)電流值。在引入1"A單相試驗(yàn)電流的情況下，電流互感器根部電流測(cè)量值約為1"A，N相電流對(duì)地電流差值約為0[2]。

1.3電氣啟動(dòng)試驗(yàn)

1.3.1短路試驗(yàn)

用于記錄高壓設(shè)備短路特性，短接發(fā)變機(jī)組，以輸出端作為短路電，接入三相短路排，切斷無關(guān)電路。完成準(zhǔn)備工作后，退出差動(dòng)保護(hù)壓板，添加接地保護(hù)與復(fù)壓過流保護(hù)，閉合消磁開關(guān)，定子電流調(diào)整至0.2"A，到達(dá)額定電流后迅速斷開，記錄各處測(cè)試點(diǎn)的電流值與電壓值，繪制短路曲線，對(duì)比短路曲線和出廠特性數(shù)據(jù)，后續(xù)把定子電流增加至1"A，觀察差動(dòng)保護(hù)回路與電流互感器極性是否正常。如果中途出現(xiàn)回路斷開、放電等異常情況，要求試驗(yàn)人員迅速斷開開關(guān)與探究問題原因。

1.3.2零負(fù)荷試驗(yàn)

以測(cè)定定子滅磁常數(shù)、分析空載特性為目的，空載試驗(yàn)期間，要求回路電壓控制在105%輸出電壓以內(nèi)。閉合周邊全部保護(hù)回路開關(guān)，接入定子滅磁開關(guān)，帶電檢測(cè)全部保護(hù)回路，記錄空載特性，不接入復(fù)載時(shí)測(cè)定定子滅磁時(shí)間，最終關(guān)閉系統(tǒng)，測(cè)量殘余電壓和相序。

1.3.3零起升壓核相試驗(yàn)

以檢驗(yàn)電機(jī)、主變壓器和大功率變壓器相序是否一致為試驗(yàn)?zāi)康摹Ｔ囼?yàn)人員率先空出1條高壓側(cè)母線，切除母線相聯(lián)斷路器，閉合主變壓器出口到空出高壓側(cè)母線間的全部刀閘及斷路器，閉合定子繞組滅磁開關(guān)，平穩(wěn)升壓至額定電壓值，逐一測(cè)量母線TV與發(fā)電機(jī)TV，結(jié)合主變壓器繞組形式，判斷相位、幅值是否正常[3]。

1.3.4假同期試驗(yàn)

以觀察高壓電氣首次帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)是否異常作為試驗(yàn)?zāi)康模苊夂罄m(xù)因錯(cuò)誤操作或非同步閉合而出現(xiàn)故障問題，高壓部分并網(wǎng)運(yùn)行前，必須進(jìn)行假同步測(cè)試，發(fā)變機(jī)組至母線間隔離開關(guān)都保持?jǐn)嚅_狀態(tài)，短接處理單個(gè)隔離開關(guān)，模擬同步狀態(tài)，觀察帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)情況。

1.3.5并網(wǎng)保護(hù)試驗(yàn)

并網(wǎng)初始帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)后，以逆功率保護(hù)、母差保護(hù)等若干帶方向性保護(hù)回路作為測(cè)試對(duì)象，測(cè)量保護(hù)回路接入電壓值、電流值和相位，保護(hù)柜后方部署鉗型相位表，測(cè)量發(fā)變機(jī)組負(fù)荷量與功率因數(shù)，描述各保護(hù)回路電壓、電流的相位關(guān)系，進(jìn)而判斷保護(hù)回路準(zhǔn)確性是否達(dá)標(biāo)。

2電力系統(tǒng)高壓電氣試驗(yàn)問題與改進(jìn)措施

2.1改進(jìn)短路點(diǎn)設(shè)置方法

2.1.1發(fā)變機(jī)組出口設(shè)置短路點(diǎn)

用于校驗(yàn)差動(dòng)保護(hù)方向，電流互感器兩端同時(shí)帶電，回路二次電流幅值保持一致，相位差保持在180°，制動(dòng)電流與一次電流較為相近，并且制動(dòng)電流超出差動(dòng)電流，足以驗(yàn)證保護(hù)回路方向是否正確。

2.1.2接地刀閘替換短路排

不再把短路排安裝至隔離開關(guān)位置，改進(jìn)高壓設(shè)備模塊，使用接地刀閘來替換短路排，隔離開關(guān)位置部署接地刀閘，保持三線短路狀態(tài)。以發(fā)變機(jī)組短路特性試驗(yàn)為例，準(zhǔn)備3組接地刀閘，分別接入三相電中的各個(gè)單相，如圖1所示，接地刀閘編號(hào)為2001617、200167、200127，20016為隔離開關(guān)，2001為主開關(guān)。再接入隔離開關(guān)與主開關(guān)，回路正確性檢查完畢后，同步閉合主開關(guān)、接地刀閘以及隔離開關(guān)。考慮到接地刀閘難以承受主變壓器高壓側(cè)電流，可以采取分流試驗(yàn)方法，接地刀閘、隔離開關(guān)與主回路組成形成支路，分別接入3組組合來分流電流，單條支路電流不超過額定電路范圍[4]。

2.1.3組合使用接地刀閘和短路排

差動(dòng)保護(hù)方向驗(yàn)證期間，試驗(yàn)人員同時(shí)再主變壓器高壓側(cè)與地理信息系統(tǒng)（Geographic"Information"System，GIS）全封閉組合電氣部位設(shè)置短路點(diǎn)，接入接地刀閘，將其作為短路點(diǎn)（如圖1所示）。雖然電流互感器部署在主變壓器內(nèi)部，不具備帶電條件，但也不影響發(fā)變機(jī)組短路特性記錄操作。

2.2縮短電氣啟動(dòng)試驗(yàn)時(shí)間

從調(diào)整各組試驗(yàn)先后順序方面入手，在保證試驗(yàn)結(jié)果真實(shí)可信的前提下，盡量縮短總體試驗(yàn)時(shí)間與減少機(jī)組空轉(zhuǎn)時(shí)間（如圖2所示）。例如：交錯(cuò)開展短路試驗(yàn)、零起升壓試驗(yàn)和同期假并列試驗(yàn)，先進(jìn)行短路試驗(yàn)，試驗(yàn)期間準(zhǔn)備1條空母線和重新對(duì)接母線，短路試驗(yàn)結(jié)束后，即可對(duì)接發(fā)變機(jī)組，開展零起升壓試驗(yàn)與空載試驗(yàn)，重新把空母線引入充電操作。試驗(yàn)結(jié)束后，母線處于帶電狀態(tài)，立即開展同期假并列試驗(yàn)。相較于常規(guī)試驗(yàn)方法，全新試驗(yàn)方法極大縮短了前后試驗(yàn)項(xiàng)目的間隔時(shí)間，無須臨時(shí)開展各項(xiàng)煩瑣前期準(zhǔn)備工作。

2.3危險(xiǎn)控制

傳統(tǒng)高壓電氣試驗(yàn)?zāi)Ｊ礁鼈?cè)重消除試驗(yàn)誤差、簡(jiǎn)化試驗(yàn)流程步驟，電氣試驗(yàn)危險(xiǎn)控制力度較為薄弱。對(duì)此，試驗(yàn)人員必須樹立安全為先的正確觀念意識(shí)，探究高壓電氣試驗(yàn)期間存在的主要危險(xiǎn)點(diǎn)，圍繞危險(xiǎn)特征，采取相應(yīng)控制措施。目前，危險(xiǎn)隱患分為觸電傷亡、誤操作兩種類型，危險(xiǎn)行為包括未保持試驗(yàn)安全距離、接線錯(cuò)誤、誤加壓、回檢不到位，必須做好前期準(zhǔn)備工作，試驗(yàn)期間始終保持足夠的安全距離，規(guī)范操作過程[5]。例如：在各項(xiàng)電氣試驗(yàn)結(jié)束后，試驗(yàn)人員必須做好回檢工作，逐一檢查接地刀閘、導(dǎo)線等輔助設(shè)備的使用狀態(tài)，觀察端子接線是否恢復(fù)，通過全方位回檢后，才能夠把高壓電氣設(shè)備投入正常運(yùn)行，避免出現(xiàn)外部電路短路等故障問題。

3"結(jié)語

綜上所述，為保證電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患，處理制造質(zhì)量不合格和安裝有誤的高壓電氣設(shè)備。試驗(yàn)人員必須進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)高壓電氣試驗(yàn)活動(dòng)的重視程度，結(jié)合工程情況，科學(xué)制訂高壓電氣試驗(yàn)方案，全面掌握各個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目的操作要點(diǎn)，貫徹落實(shí)改進(jìn)短路點(diǎn)設(shè)置方法、縮短電氣啟動(dòng)試驗(yàn)時(shí)間、危險(xiǎn)控制三項(xiàng)改進(jìn)措施，促進(jìn)電力系統(tǒng)全面健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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