南澤瑞

(廣東省連州粵連電廠有限公司，廣東 清遠(yuǎn) 513400)

1 概述

2013-06-20，某電廠220 kV升壓站永久退出運(yùn)行，并解開(kāi)廠內(nèi)升壓站架構(gòu)至圍墻外耐張塔的引線。廠用電由附近110 kV嶺山變電站單回專用10 kV線路供電。

升壓站停電前全廠共有4臺(tái)變壓器運(yùn)行，分別為0號(hào)高備變20B、2號(hào)低備變50B、2號(hào)補(bǔ)給水變68B、灰水回收變82B。全廠所有6 kV母線以及380/220 V母線均在運(yùn)行。具體運(yùn)行方式為：6 kV備用段通過(guò)0號(hào)高備變20B供電、廠用6 kV母線通過(guò)各自備用電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)供電、6 kV脫硫段通過(guò)772A，772B供電；380/220 V母線(含脫硫、輸煤系統(tǒng))由2號(hào)低備變50B供電，380 V脫硫工作段由2號(hào)沖灰水泵動(dòng)力電纜經(jīng)脫硫循環(huán)泵房檢修電源箱開(kāi)關(guān)供電；輸煤系統(tǒng)電源由380/220 V低壓公用IB段通過(guò)2號(hào)檢修空壓機(jī)動(dòng)力電纜、臨時(shí)電纜供至1期碎煤機(jī)室專用屏母線，再通過(guò)專用屏進(jìn)線電源經(jīng)動(dòng)力電纜供電至380/220 V輸煤I段母線；緊急備用變30B為冷備用狀態(tài)。

升壓站停電后，通過(guò)投入緊急備用變30B運(yùn)行，由緊急備用變30B向廠內(nèi)各380/220 V母線供電(含脫硫、輸煤系統(tǒng)380/220 V母線)。江邊灰壩原來(lái)為6 kV電纜送達(dá)并經(jīng)降壓變壓器后供電，升壓站停運(yùn)后采用通過(guò)1號(hào)低壓公用變62B干式變低壓側(cè)開(kāi)關(guān)462A→1號(hào)低壓公用變62B→1號(hào)低壓公用變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)662→6 kVIB段母線→1號(hào)補(bǔ)給水變67B、灰水回收變82B的方式進(jìn)行供電。1號(hào)低壓公用變62B由降壓變壓器變?yōu)樯龎鹤儔浩鬟\(yùn)行。

2 技術(shù)要求

(1)變壓器不分功率流向，配電變壓器正常時(shí)從高壓向低壓輸送電能，非正常時(shí)從低壓向高壓輸送電能。設(shè)計(jì)變壓器時(shí)，適當(dāng)?shù)卦黾恿烁边吚@組的匝數(shù)，以消除副邊輸出功率時(shí)的電壓降。若用副邊繞組作為輸入的原邊，則輸出的電壓會(huì)低于設(shè)計(jì)值，因而需要現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)空載變壓器高壓側(cè)電壓值來(lái)確定是否可行。

(2)變壓器一般都是初級(jí)線圈繞在里面，次級(jí)線圈繞在外面，以減少漏磁(極小功率的變壓器例外)。當(dāng)起著主激磁作用的初級(jí)線圈到外面時(shí)，將導(dǎo)致變壓器發(fā)熱增加、效率下降，因而需要控制變壓器反充電運(yùn)行的功率，實(shí)時(shí)監(jiān)控變壓器運(yùn)行時(shí)的繞組溫度。

(3)原來(lái)的變壓器保護(hù)裝置電氣采集量取自安裝于變壓器高壓側(cè)的CT(電流互感器),改為升壓變壓器后，需要將保護(hù)采集的電氣量調(diào)整到變壓器的低壓側(cè)，使得在變壓器故障時(shí)能快速地切除電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)。

(4)由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變化，反充電至高壓母線時(shí)，可能會(huì)造成高壓母線PT(電壓互感器)諧振。需要綜合考慮各種參數(shù)來(lái)確定諧振設(shè)備，然后通過(guò)增加消諧裝置來(lái)處理。

3 實(shí)施過(guò)程

(1)將變壓器保護(hù)裝置電氣采集量改接至變壓器的低壓側(cè)，然后重新進(jìn)行定值整定計(jì)算。

(2)由于采用1號(hào)低壓公用變反充電至6 kV母線的供電方式運(yùn)行，可能會(huì)導(dǎo)致電壓不能維持在6 kV以上或發(fā)生PT諧振，不能滿足380/220 V補(bǔ)給水Ⅰ，Ⅱ段上補(bǔ)給水泵運(yùn)行。于4月30日進(jìn)行1號(hào)低壓公用變反充電試驗(yàn)。維持原來(lái)的供電方式，停運(yùn)6 kV IB段母線，采用1號(hào)低壓公用變62B低壓側(cè)開(kāi)關(guān)462A→1號(hào)低壓公用變62B→1號(hào)低壓公用變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)662→6 kV IB段母線，當(dāng)合上662開(kāi)關(guān)時(shí)，6 kV IB母線電壓表的讀數(shù)擺動(dòng)，6 kV IB母線絕緣監(jiān)察裝置告警。6 kV IB母線A相電壓較低且波動(dòng)，其余兩相電壓基本正常，6 kV IB母線PT開(kāi)口三角電壓為70 V。通過(guò)研究分析認(rèn)為是虛幻接地產(chǎn)生零序電壓，投入高壓負(fù)荷后虛幻接地消失。

(3)按預(yù)定的供電方式，通過(guò)干式變反充電將各供電負(fù)荷恢復(fù)運(yùn)行。

4 問(wèn)題分析

6 kV系統(tǒng)為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，正常運(yùn)行時(shí)，母線接有線路或者其他設(shè)備，系統(tǒng)三相對(duì)地電容較大，抵消PT勵(lì)磁電抗后對(duì)地電容仍較大，且總體上三相基本平衡。根據(jù)節(jié)點(diǎn)電位法計(jì)算，變壓器中性點(diǎn)對(duì)地電壓基本為0，此時(shí)PT一次線圈承受正常相電壓，其二次也為正常值。當(dāng)變壓器給空母線充電時(shí)，此時(shí)母線對(duì)地電容本來(lái)很小，但由于PT勵(lì)磁電抗的補(bǔ)償作用，特別是低壓側(cè)充電過(guò)程中的沖擊可能導(dǎo)致PT過(guò)勵(lì)磁而使總導(dǎo)納變?yōu)楦行?。這時(shí)就有可能產(chǎn)生基波諧振，使得零序電壓U0明顯變大，故空母線送電時(shí)，三相PT相對(duì)地電壓差別一般較大，開(kāi)口三角電壓也會(huì)大大超過(guò)正常電壓，其現(xiàn)象多為兩相電壓高，一相電壓低；或兩相電壓偏低，一相電壓偏高。

由于電壓不平衡，某相電壓瞬間升高或者空載合閘的激發(fā)因素，尤其當(dāng)PT勵(lì)磁特性較差時(shí)，極易產(chǎn)生PT與變壓器中性點(diǎn)對(duì)地電容產(chǎn)生高頻諧振，此處中性點(diǎn)對(duì)地電容也包括繞組對(duì)外殼的電容。對(duì)變壓器6 kV三角形繞組來(lái)說(shuō)，雖不存在中性點(diǎn)但可等效為星形接法，故也應(yīng)認(rèn)為系統(tǒng)有中性點(diǎn)。

其結(jié)果是兩相或三相相電壓大幅升高，并且二次線電壓可大大超過(guò)100 V；或者三相相電壓極不穩(wěn)定，忽高忽低。此時(shí)的過(guò)電壓還有可能對(duì)設(shè)備絕緣造成危害，應(yīng)避免和及時(shí)處理。

5 應(yīng)對(duì)措施

通過(guò)測(cè)量和分析，確認(rèn)為屬虛幻接地或PT諧振現(xiàn)象，然后迅速改變空母線小電容狀態(tài)。

對(duì)空母線充電后，首先應(yīng)檢查確認(rèn)PT二次線電壓三相均在100 V左右。確認(rèn)線電壓正確后，若僅相電壓和開(kāi)口三角電壓不正常，則先排除母線一次回路存在接地的可能性，最后可認(rèn)為是出現(xiàn)了虛幻接地。此時(shí)投入了1臺(tái)變壓器和1條出線，即增加了母線系統(tǒng)電容量及三相平衡程度后，再測(cè)量PT 二次相電壓及開(kāi)口三角電壓，各電壓值正常。

6 結(jié)論

干式降壓變作為升壓變運(yùn)行時(shí)，如需長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行應(yīng)控制其負(fù)荷范圍，在負(fù)荷不大、電壓完全可以滿足要求的情況下，可以改變?cè)瓉?lái)的保護(hù)方式。但是變壓器空載反充電時(shí)可能會(huì)發(fā)生PT虛幻接地，這時(shí)可以通過(guò)投入新的高壓負(fù)荷來(lái)消除諧振。

1 操敦奎，許維宗，阮國(guó)方．變壓器運(yùn)行維護(hù)與故障分析處理[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2008.

2 王淑芹．淺談6 kV PT諧振原因及處理方法[J]．江西煤炭科技，2009(1).

3 黃 威，楊蘇利．不接地系統(tǒng)抑制PT諧振措施的分析 [J].河北電力技術(shù)，1999(5).

4 蔡百凌，陳葛松．合空載變壓器諧振過(guò)電壓的探討[J]．華中電力，2006(3).