荀 浩，聶衛(wèi)建，高建鋒

（濟(jì)南軌道交通第一運(yùn)營(yíng)有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

1 概述

濟(jì)南地鐵R1線大楊莊主變電所（以下簡(jiǎn)稱大楊莊主所）110kV/35kV 1#主變壓器因上級(jí)電網(wǎng)設(shè)備故障，開(kāi)通后尚未進(jìn)行送電，下級(jí)各站就通過(guò)2#主變進(jìn)行單電源供電，供電可靠性較低。上級(jí)電網(wǎng)設(shè)備修復(fù)后，計(jì)劃對(duì)1#主變壓器進(jìn)行送電，恢復(fù)主所雙路電源供電模式。

2 送電試驗(yàn)流程

大楊莊主所1#主變送電前在停電狀態(tài)下已完成絕緣電阻、吸收比、極化指數(shù)、直流電阻、介質(zhì)損耗正切、繞組泄漏電流以及35kV管母耐壓測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果正常。計(jì)劃對(duì)1#主變進(jìn)行5次沖擊試驗(yàn)，完成后進(jìn)行主變差動(dòng)保護(hù)極性校驗(yàn)及PT核相，成功后再進(jìn)行主所備自投測(cè)試及相關(guān)保護(hù)信號(hào)測(cè)試。

測(cè)試結(jié)束，將1#主變空載運(yùn)行24h，無(wú)異常后帶載投入運(yùn)行。主變絕緣電阻、直流電阻、介質(zhì)損耗角正切、繞組泄漏電流等試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1～表4所示。

表1 1#主變絕緣電阻及吸收比（2500V電壓下）

表2 1#主變直流電阻

表3 1#主變介質(zhì)損耗角正切（繞組及套管的tanδ）

表4 1#主變繞組泄漏電流

3 沖擊試驗(yàn)

為檢驗(yàn)變壓器絕緣性能、機(jī)械強(qiáng)度、極性及運(yùn)行狀態(tài)是否正常，按規(guī)程要求對(duì)1#主變進(jìn)線5次沖擊試驗(yàn)，其中前3次沖擊不帶低壓側(cè)母排，后2次沖擊帶母排進(jìn)行，以檢驗(yàn)變壓器、高低壓側(cè)開(kāi)關(guān)、母排在6～8倍額定電流沖擊下是否正常運(yùn)行。在沖擊試驗(yàn)前，仔細(xì)檢查變壓器、GIS各連接件緊固情況，進(jìn)行各開(kāi)關(guān)不帶負(fù)荷情況下的分合測(cè)試，確保沖擊試驗(yàn)順利進(jìn)行。經(jīng)5次沖擊試驗(yàn)，1#主變及高低壓側(cè)設(shè)備均運(yùn)行正常，接下來(lái)進(jìn)行變壓器差動(dòng)保護(hù)極性校驗(yàn)及PT核相。

4 極性校驗(yàn)及PT核相

4.1 變壓器差動(dòng)保護(hù)的作用及必要性

差動(dòng)保護(hù)作為變壓器的主保護(hù)，能夠準(zhǔn)確區(qū)分區(qū)內(nèi)、區(qū)外故障，動(dòng)作迅速，精度高。當(dāng)正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，流入差動(dòng)繼電器的電流為0，差動(dòng)保護(hù)不動(dòng)作；當(dāng)內(nèi)部故障時(shí)，差動(dòng)電流不為0，啟動(dòng)保護(hù)。但如果電流互感器接線錯(cuò)誤導(dǎo)致極性出現(xiàn)偏差，就有可能在負(fù)載變化時(shí)誤觸發(fā)差動(dòng)保護(hù)，造成變壓器退出運(yùn)行，直接影響地鐵運(yùn)營(yíng)。變壓器差動(dòng)保護(hù)原理圖如圖1所示。

圖1 變壓器差動(dòng)保護(hù)原理圖

4.2 校驗(yàn)方法

變壓器差動(dòng)保護(hù)校驗(yàn)一般有3種方法，分別為一次通電流校核法、帶負(fù)荷校驗(yàn)法及變壓器環(huán)流校驗(yàn)法。本次校驗(yàn)在夜間進(jìn)行，地鐵線路上無(wú)列車負(fù)載，僅保留少量站用電器感性負(fù)載。采用帶容性負(fù)荷校驗(yàn)法，退出大學(xué)城主所1#、2#主變及大楊莊主所2#主變，由大楊莊主所1#SVG、大學(xué)城主所1#SVG、2#SVG（合計(jì)19MVar）在全無(wú)功模式下輸出容性電流，為大楊莊1#主變提供容性負(fù)載。試驗(yàn)期間聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)303合閘，大學(xué)城主所300合閘，保留下級(jí)正常負(fù)荷，減小對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)造成的影響，由大楊莊主所帶三臺(tái)SVG及全線負(fù)荷。濟(jì)南地鐵1號(hào)線供電系統(tǒng)示意圖如圖2所示。

全線倒閘操作完成后，由試驗(yàn)人員啟動(dòng)3臺(tái)SVG，并將其工作模式改變?yōu)槿珶o(wú)功輸出，以主變低壓側(cè)約320A（變比1∶1200，二次側(cè)約為0.27A）的容性負(fù)荷電流檢驗(yàn)變壓器差動(dòng)保護(hù)極性。根據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)判斷主變壓器差動(dòng)保護(hù)CT極性是否正確。

圖2 供電系統(tǒng)示意圖

4.3 校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

（1）相序及對(duì)稱性：A相應(yīng)超前B相，B相超前C相，C相超前A相，各相電流幅值基本相等，相位差120°，相位偏差不超過(guò)10%。（2）兩側(cè)同名相的電流相位差不大于10%。（3）變壓器差流不應(yīng)大于勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的差流值。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)記錄的數(shù)據(jù)，相位差和電流幅值均在允許范圍內(nèi)，變壓器差流較小，1#主變差動(dòng)極性正確。1#主變CT極性數(shù)據(jù)記錄如表5、表6所示。

表5 1#主變保護(hù)裝置顯示電流 單位：A

表6 1#主變線電流相位角 單位：°

4.4 PT核相

PT核相是變壓器送電的重要步驟，如果PT二次回路接線錯(cuò)誤，很可能導(dǎo)致送電時(shí)PT爆炸，燒毀PT二次接線。PT核相主要分為異源核相和同源核相，異源核相在變壓器差動(dòng)保護(hù)極性校驗(yàn)前進(jìn)行，此時(shí)大楊莊2#主變承擔(dān)兩段母排負(fù)載，測(cè)量各段母排PT二次相電壓、線電壓、開(kāi)口三角零序電壓、試驗(yàn)電壓小母線對(duì)各相電壓，比較兩組PT間的各相電壓差。同源核相在備自投試驗(yàn)倒閘準(zhǔn)備結(jié)束后進(jìn)行，此時(shí)大楊莊主所1#、2#主變分別帶Ⅰ母、Ⅱ母運(yùn)行，試驗(yàn)方法與異源核相一致。另外，可采用核相儀對(duì)Ⅰ母、Ⅱ母的相同相進(jìn)行異源核相，對(duì)110kV 1# GIS的PT與Ⅰ母35kV PT的相同相進(jìn)行同源核相，以相位角偏差小于30°為合格。

5 備自投試驗(yàn)及相關(guān)保護(hù)校驗(yàn)

極性校驗(yàn)結(jié)束后，通過(guò)倒閘操作恢復(fù)大學(xué)城主所正常運(yùn)行模式，大楊莊主所切除所有負(fù)荷，1#、2#主變送電，進(jìn)行備自投試驗(yàn)，在101、102、301、302保護(hù)裝置上模擬差動(dòng)保護(hù)信號(hào)，300均自投成功，模擬101、102、301、302遙控分閘或其余故障跳閘信號(hào)，300閉鎖不自投。

6 倒閘操作

系統(tǒng)初始運(yùn)行模式為大學(xué)城主所兩路正常供電，大楊莊主所2#主變單路運(yùn)行。極性校驗(yàn)開(kāi)始前需倒切為大楊莊主所1#主變帶帶3臺(tái)SVG及全線負(fù)荷，倒閘期間全線400V負(fù)荷停送電切換兩次；極性校驗(yàn)后進(jìn)行備自投試驗(yàn)，倒切為大學(xué)城主所兩路正常供電，大楊莊主所下級(jí)負(fù)荷全部切除，1#、2#主變送電，全線400V負(fù)荷停送電切換兩次。備自投試驗(yàn)結(jié)束后，恢復(fù)2#主變進(jìn)行單電源供電方式，將1#主變空載運(yùn)行24h無(wú)異常后帶負(fù)荷投運(yùn)。

7 問(wèn)題及改進(jìn)

在測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)若干項(xiàng)問(wèn)題，可作為后期工作參考。（1）極性測(cè)試開(kāi)始，當(dāng)3臺(tái)SVG全功率啟動(dòng)無(wú)功模式時(shí)，聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)303過(guò)流保護(hù)跳閘，經(jīng)查看現(xiàn)場(chǎng)電流達(dá)到303過(guò)流保護(hù)定值390A，原因?yàn)镾VG同時(shí)投運(yùn)短時(shí)勵(lì)磁涌流過(guò)大導(dǎo)致跳閘，分批投運(yùn)后再次進(jìn)行試驗(yàn)未發(fā)生類似現(xiàn)象。建議支援供電時(shí)將聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)303、304均合閘，大學(xué)城主所300不合閘，使負(fù)荷電流平均分配，降低單個(gè)開(kāi)關(guān)承擔(dān)的電流值。另外，容性負(fù)荷不宜長(zhǎng)時(shí)間滿載投運(yùn)，故全無(wú)功模式開(kāi)啟后，應(yīng)盡快記錄變壓器相序、電流參數(shù)，判斷是否存在相序錯(cuò)誤，并將容性負(fù)荷切除。（2）停電開(kāi)始前將全線各變電所400V母聯(lián)自投開(kāi)關(guān)打至手投手復(fù)位，三級(jí)負(fù)荷切換開(kāi)關(guān)打至手動(dòng)位，退出下級(jí)各變電所及大學(xué)城主變電所35kV備自投功能，防止多次倒切損壞車站設(shè)備。（3）大楊莊主所備自投測(cè)試時(shí)，其下級(jí)各站均被切除，僅靠站內(nèi)蓄電池對(duì)重要設(shè)備供電，建議該測(cè)試前做好預(yù)想，盡可能在1h內(nèi)完成，防止蓄電池電能耗盡后影響車站應(yīng)急照明、消防系統(tǒng)及設(shè)備保護(hù)裝置供電。（4）在PT核相時(shí)，如果出現(xiàn)電壓異常畸變的情況，可將消諧裝置投入、電容負(fù)載投入或在零序PT回路并聯(lián)150W左右的燈泡，可緩解諧振現(xiàn)象。（5）極性校驗(yàn)時(shí)如發(fā)生設(shè)備故障使大楊莊主所1#主變退出運(yùn)行，造成全線失電，短時(shí)間內(nèi)故障無(wú)法處理則倒切至兩主所初始狀態(tài)，恢復(fù)全線供電，待故障處理完畢后再進(jìn)行測(cè)試。停送電倒閘過(guò)程中因全線變壓器存在大量勵(lì)磁涌流，可能會(huì)導(dǎo)致SVG上口斷路器跳閘，可待倒閘結(jié)束后再投入4臺(tái)SVG。（6）在主變投入運(yùn)行后，應(yīng)核對(duì)主所、各車站電壓進(jìn)行檢查，若主所電壓偏差較大，應(yīng)進(jìn)行有載調(diào)壓，確保線路牽引負(fù)載和動(dòng)力照明負(fù)載電壓正常。

8 結(jié)束語(yǔ)

變壓器初次送電試驗(yàn)應(yīng)盡量在下級(jí)負(fù)荷投運(yùn)前完成，否則校驗(yàn)時(shí)需多次進(jìn)行倒閘操作，影響全線各個(gè)站點(diǎn)。試驗(yàn)時(shí)正線各車站、各變電所均需安排專業(yè)人員保障，并需供電公司、施工方、運(yùn)營(yíng)方多方參與。試驗(yàn)時(shí)間緊、任務(wù)重，指揮人員必須對(duì)試驗(yàn)流程、各項(xiàng)數(shù)據(jù)有準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)，針對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中各種突發(fā)情況要做好預(yù)想，應(yīng)急保障人員和應(yīng)急物資提前準(zhǔn)備到位，才能確保送電圓滿成功。