段章超

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主變低壓側(cè)新增線路CT回路的檢查

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變壓器差動(dòng)保護(hù)不僅與電流大小有關(guān)，更與接入的CT極性有關(guān)。如果CT極性接反了，在主變正常運(yùn)行時(shí)差流為兩側(cè)電流的疊加值，導(dǎo)致差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。因此，保證電流互感器二次極性接線正確尤為重要。

CT極性；CT并聯(lián)；差動(dòng)保護(hù)

0 引言

某電站一次接線方式為兩機(jī)兩變接線模式，機(jī)組出口母線電壓等級(jí)為6.3 kV；采用兩段式布置，兩段母線分別經(jīng)開(kāi)關(guān)連接于主變低壓側(cè)?，F(xiàn)在需在該電站1號(hào)主變低壓側(cè)，6.3 kV出口母線上外接一條出線，線路電壓等級(jí)為22 kV，經(jīng)1臺(tái)升壓變（編號(hào)為4 T）和1組開(kāi)關(guān)（編號(hào)F21）連接于機(jī)組出口母線上（本文中將該新增部稱為新增線路系統(tǒng)，如圖1中虛線框內(nèi)）。為了確保變壓器、機(jī)組等設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要將主變差動(dòng)保護(hù)回路進(jìn)行相關(guān)調(diào)整，防止該新增線路對(duì)電站的安全生產(chǎn)造成影響。因此，1號(hào)主變差動(dòng)保護(hù)需要增加對(duì)這一分支電流的測(cè)量，將其電流互感器22 CT二次電流接入保護(hù)裝置作為差動(dòng)保護(hù)電流，相應(yīng)增加出口跳閘回路。增加22 CT后，1號(hào)主變的差動(dòng)保護(hù)需要計(jì)算來(lái)自于10 CT、5 CT、12 CT和22 CT的4路電流。

1 CT并聯(lián)接入保護(hù)裝置

電流互感器二次繞組串聯(lián)后，其變比不變，但容量增加一倍，準(zhǔn)確度亦不變。電流互感器二次繞組并聯(lián)接線時(shí)，由于每個(gè)電流互感器的變比未變，因而二次回路內(nèi)的電流為兩個(gè)電流互感器的電流之和。據(jù)此，可根據(jù)繼電保護(hù)裝置或儀表的需要將電流互感器二次繞組串聯(lián)或并聯(lián)。

由于1號(hào)主變差動(dòng)保護(hù)裝置的接口已接滿，沒(méi)有多余的接口來(lái)接入22 CT的電流。所以將22 CT與6.3 kV線路電流互感器12 CT的二次電流并聯(lián)接入保護(hù)裝置。其接線方式如圖2和圖3所示。

圖1 主接線圖

圖2 CT并聯(lián)接入原理圖

圖3 CT并聯(lián)接入端子圖

2 CT極性的檢查

2.1 CT極性外觀核對(duì)

22 CT與12 CT并聯(lián)接入保護(hù)裝置，必須保證22 CT與12 CT接入極性相同。所以主要參照12 CT的接線方式來(lái)核對(duì)22 CT的極性。

12 CT的P1端接在6.3 kV母線側(cè)（電源側(cè)），接線極性端接在S1上。22 CT的P2端接在6.3 kV母線側(cè)（電源側(cè)），為保證22 CT與12 CT的接入極性相同，將接線極性端接在S2上。保證了22 CT與12 CT接入保護(hù)裝置的極性端和電流方向一致。

2.2 CT的加極性與減極性檢查

本次CT極性檢測(cè)采用直流法。將指針式電流表正、負(fù)極分別接在CT二次線圈的S1端和S2端上。用兩節(jié)1.5 V的干電池串聯(lián)后正極接在22 CT一次線圈端的P1側(cè)，用負(fù)極去觸碰一次線圈的P2側(cè)。當(dāng)電池負(fù)極與P2側(cè)觸碰的瞬間，儀表指針偏向右轉(zhuǎn)（正方向），電池?cái)嚅_(kāi)時(shí)，儀表指針則偏向左轉(zhuǎn)（反方向）。說(shuō)明當(dāng)一次線圈端的電流從P1流入時(shí)，二次線圈的電流從S1流出。測(cè)試接線方式如圖4所示。

圖4 直流法測(cè)CT極性接線圖

分別對(duì)22CT的A、B、C三相極性進(jìn)行檢測(cè)，電流表正極接在22CT二次側(cè)S1端，負(fù)極接在S2端。蓄電池正極接入22CT的一次側(cè)P1端，用蓄電池負(fù)極去觸碰22CT的一次側(cè)P2端，電流表表針正向旋轉(zhuǎn)。蓄電池正極接入22CT的一次側(cè)P2端，用蓄電池負(fù)極去觸碰22CT的一次側(cè)P1端，電流表表針?lè)聪蛐D(zhuǎn)。說(shuō)明P1對(duì)應(yīng)S1，P2對(duì)應(yīng)S2，22CT極性為同極性（減極性）。

同理檢查12CT的A、B、C三相極性為同極性（減極性）。

3 1號(hào)主變差動(dòng)保護(hù)裝置校驗(yàn)

分別對(duì)1號(hào)主變保護(hù)裝置的3個(gè)接口進(jìn)行差動(dòng)保護(hù)校驗(yàn)：

（1）第1個(gè)接口接入的是1號(hào)機(jī)組出口電流互感器5CT，試驗(yàn)接線是1X:16、1X:17、1X:18、1X:19，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 1號(hào)機(jī)組出口側(cè)差流動(dòng)作值

（2）第2個(gè)接口接入的是1號(hào)主變高壓側(cè)電流互感器10CT，試驗(yàn)接線是1X:21、1X:22、1X:23、1X:24，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 主變高壓側(cè)差流動(dòng)作值

（3）第3個(gè)接口并聯(lián)接入了6.3 kV母線F1側(cè)電流互感器12CT和新接入線路側(cè)電流互感器22CT，試驗(yàn)接線是1X:26、1X:27、1X:28、1X:29,試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 6.3 kV母線側(cè)差流動(dòng)作值

結(jié)論：主變差動(dòng)保護(hù)值取第2接口的動(dòng)作值0.72 A，滿足保護(hù)定值0.75 A的要求。

4 相量測(cè)試

在基建投產(chǎn)保護(hù)或是保護(hù)電流二次回路上進(jìn)行較大變動(dòng)后，都必須進(jìn)行相量測(cè)試，通過(guò)二次電壓回路的大小和相位的測(cè)量來(lái)判斷二次電壓回路是否正確，壓變比和極性使用是否正確。必須保證三相電流之間和三相電壓之間的角差均約為120°。

保護(hù)相量測(cè)試時(shí)，為了保證測(cè)試的精度，應(yīng)合理安排負(fù)荷，若負(fù)荷太小無(wú)法保證正確性。所以將兩臺(tái)機(jī)組開(kāi)至額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)進(jìn)行測(cè)量。

1號(hào)主變?nèi)嚯娏髦g和三相電壓之間的角差均約為120°，且與2號(hào)機(jī)的相量一至，說(shuō)明1號(hào)主變保護(hù)相量正確，測(cè)試相量數(shù)據(jù)如表4所示。

5 CT分流檢測(cè)

電流互感器二次電流不會(huì)隨所帶負(fù)荷而改變，只與一次側(cè)電流有關(guān)，也就是說(shuō)電流互感器二次側(cè)相當(dāng)于一個(gè)“電流源”，即CT二次側(cè)的電流只能來(lái)源于一次側(cè)線圈，二次側(cè)線圈接入的電流不會(huì)流入CT回路。兩個(gè)CT二次側(cè)線圈并聯(lián)后，為了確保不會(huì)相互影響，即其中一個(gè)CT的電流不會(huì)竄入另一個(gè)CT回路中。需對(duì)其進(jìn)行分流檢測(cè)。

表4 相位測(cè)試記錄表

讓1號(hào)機(jī)組發(fā)電運(yùn)行，拉開(kāi)F21，合上F1，讓12CT帶電，22CT不帶電，分別測(cè)量?jī)蓚€(gè)CT二次回路中的電流。12CT二次線圈電流為5 A，22CT二次線圈電流為0 A，說(shuō)明12CT中的電流不會(huì)流入22CT回路中。

再拉開(kāi)F1，合上F21，讓22CT帶電，12CT不帶電，分別測(cè)量?jī)蓚€(gè)CT二次回路中的電流。12CT二次線圈電流為0 A，22CT二次線圈電流為5 A，說(shuō)明22CT中的電流不會(huì)流入12CT回路中。

6 對(duì)新接入線路送電后,1號(hào)主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作原因進(jìn)行檢查

（1）對(duì)1號(hào)主變保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)校驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

（2）1號(hào)主變高壓試驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

（3）對(duì)新接線路系統(tǒng)進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

（4）根據(jù)監(jiān)控歷史顯示，當(dāng)時(shí)115 kV線路電流最大值為6.64 A，按100/5的CT變比換算成二次電流是0.332 A.換算到6.3 kV線路二次電流約為0.6 A。主變差動(dòng)保護(hù)的最小動(dòng)作值是0.72 A，只有在電流疊加的情況下才可能達(dá)到動(dòng)作值。預(yù)分析為CT極性接反。

（5）對(duì)1號(hào)主變差動(dòng)保護(hù)進(jìn)行檢驗(yàn)，模擬在主變高壓側(cè)和低壓側(cè)同時(shí)加入相同的電流，比較現(xiàn)接線方式下和與現(xiàn)接線方式反極性的接線方式下兩種情況的主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作值，來(lái)判斷正確的接線方式。若接線錯(cuò)誤，所加電流值小于差動(dòng)保護(hù)最小動(dòng)作值0.72 A；接線正確時(shí)，所加電流值遠(yuǎn)大于保護(hù)定值0.75 A或者保護(hù)不動(dòng)作。校驗(yàn)數(shù)值如表5所示。

表5 保護(hù)校驗(yàn)記錄表

通過(guò)以上數(shù)據(jù)分析可以確定現(xiàn)接線方式下22CT極性接反了，新接線路電流與主變高壓側(cè)電流在保護(hù)裝置內(nèi)是疊加的關(guān)系，導(dǎo)致主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。

（6）對(duì)1號(hào)主變高壓側(cè)電流互感器10CT、1號(hào)機(jī)出口開(kāi)關(guān)側(cè)電流互感器5CT、6.3 kV線路F1開(kāi)關(guān)側(cè)電流互感器12CT及新接線路電流互感器22CT接線進(jìn)行檢查。

1）10CT對(duì)于12CT和22CT來(lái)說(shuō)一次側(cè)線圈P2端為來(lái)電側(cè)，電流I1從P2流向P1,二次側(cè)線圈電流I2從S1流向S2。從S2端接入保護(hù)裝置，從保護(hù)裝置回到S1端，送入保護(hù)裝置的電流量為正。

2）10CT對(duì)于5CT來(lái)說(shuō)一次側(cè)線圈P1端為來(lái)電側(cè)，電流I1′從P1流向P2,二次側(cè)線圈電流I2′從S2流向S1。從S2端接入保護(hù)裝置，從保護(hù)裝置回到S1端，送入保護(hù)裝置的電流量為負(fù)。

3）22CT一次側(cè)線圈P2端為來(lái)電側(cè)，電流I1從P2流向P1,二次側(cè)線圈電流I2從S1流向S2。若從S2端進(jìn)入保護(hù)裝置，從保護(hù)裝置回到S1端，則給保護(hù)裝置送去一個(gè)正電流。因?yàn)楸Ｗo(hù)裝置的差流計(jì)算公式為Iop=|I1+I2|【Iop為差流，I1為高壓側(cè)（10CT）電流，I2為低壓側(cè)（22CT）電流】，若22CT與10CT電流的電流均為正，則差流為兩側(cè)電流疊加值，此為錯(cuò)誤的接法。若從S1端進(jìn)入保護(hù)裝置，從保護(hù)裝置回到S2端，則給保護(hù)裝置送去一個(gè)負(fù)電流。這樣才能計(jì)算出正確的差流。

4）同理，12CT一次側(cè)線圈P1端為來(lái)電側(cè)，電流I1從P1流向P2,二次側(cè)線圈電流I2從S2流向S1。若從S2端進(jìn)入保護(hù)裝置，從保護(hù)裝置回到S1端，則給保護(hù)裝置送去一個(gè)正電流，差流為兩側(cè)電流疊加值。應(yīng)從S1端進(jìn)入保護(hù)裝置，從保護(hù)裝置回到S2端，給保護(hù)裝置送去一個(gè)負(fù)電流。

5）只有當(dāng)1號(hào)機(jī)組發(fā)電運(yùn)行時(shí)5CT中才有電流，當(dāng)1號(hào)機(jī)組發(fā)電運(yùn)行時(shí)，10CT送入保護(hù)裝置的電流量為負(fù)，5CT一次側(cè)線圈P2端為來(lái)電側(cè)，電流I1從P2流向P1,二次側(cè)線圈電流I2從S1流向S2。從S2端接入保護(hù)裝置，從保護(hù)裝置回到S1端，送入保護(hù)裝置的電流量為正。符合差流計(jì)算公式。

①WFB-100微機(jī)型發(fā)變組成套保護(hù)裝置說(shuō)明書(shū)關(guān)于差流計(jì)算的比率差動(dòng)動(dòng)作方程如下：

Iop為差動(dòng)電流，Iop.0為差動(dòng)最小動(dòng)作電流整定值，Ires為制動(dòng)電流，Ires.0為最小制動(dòng)電流整定值，S為比率制動(dòng)系數(shù)整定值，各側(cè)電流的方向都以指向變壓器為正方向。

②對(duì)于兩側(cè)差動(dòng)：

I1，I2分別為變壓器高、低壓側(cè)電流互感器二次測(cè)的電流。

③對(duì)于三側(cè)及以上的差動(dòng)：

式中：I1，I2,…,Ik分別為變壓器各側(cè)電流互感器二次測(cè)的電流。

圖5 更正后的CT接線圖

（7）根據(jù)以上分析，22CT和12CT接入保護(hù)裝置的極性都接反了。而12CT的接入極性錯(cuò)誤未導(dǎo)致主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的原因是正常運(yùn)行中流經(jīng)12CT的電流很小，即使疊加也達(dá)不到保護(hù)動(dòng)作值。

（8）將22CT和12CT接入保護(hù)裝置的極性進(jìn)行更改后（如圖5所示），1號(hào)主變運(yùn)行正常。

7 結(jié)論

（1）前兩次檢查22CT極性未曾發(fā)現(xiàn)極性接反，原因有兩點(diǎn)：

1）22CT接入時(shí)對(duì)照6.3 kV母線F1開(kāi)關(guān)側(cè)12CT的接線方式，其接入極性與12CT極性一致。但是未曾檢查12CT極性接入是否錯(cuò)誤。

2）經(jīng)過(guò)驗(yàn)證22CT接入極性錯(cuò)誤，而22CT與12CT接入極性一致。說(shuō)明12CT接入極性也是錯(cuò)誤的，之所以投運(yùn)期間未曾導(dǎo)致主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作是因?yàn)閺S用負(fù)荷太小，12CT中的電流很小，即使疊加也無(wú)法達(dá)到主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作值。

（2）根據(jù)實(shí)際接線核查，主變低壓側(cè)5CT、12CT、22CT的接線極性都一致且與主變高壓側(cè)10CT接線極性相反。這種接線方式符合保護(hù)裝置說(shuō)明書(shū)中的接線方式。

（3）不可過(guò)分相信之前完成的工程的正確性，工作中應(yīng)該持懷疑的態(tài)度，多探究，每一步工作做到有理有據(jù)，方可保證萬(wàn)無(wú)一失。

[1]趙洪波，孫海燕.關(guān)于主變差動(dòng)保護(hù)CT極性的討論[J].水利水電工程，2014，4（19）.

[2]許繼集團(tuán)有限公司.WFB-100微機(jī)型發(fā)變組成套保護(hù)裝置技術(shù)說(shuō)明書(shū)[Z].

TM755

B

1672-5387（2017）12-0005-05

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.12.003

2017-11-01

段章超（1988-），男，助理工程師，從事水電廠運(yùn)維檢修工作。