朱玉林

摘? ?要：變壓器一次注流試驗是檢驗電流互感器二次回路、極性和變比的有效方法，普通變壓器可取施工電源作為試驗電壓，但是對于特高壓變壓器，復(fù)雜的一次結(jié)構(gòu)加上電壓等級高、短路阻抗大、電流互感器變比大等特點，直接使用施工電源加壓得到的二次電流值太小，無法準確測量，達不到試驗?zāi)康?。針對此問題研制了特高壓變壓器一次注流校驗裝置，裝置除了能輸出滿足試驗要求的電壓，還具備電流電壓監(jiān)測、過壓保護、功率因數(shù)分析等功能，現(xiàn)場應(yīng)用表明，使用該裝置能有效完成特高壓變壓器一次注流試驗。

關(guān)鍵詞：特高壓變壓器? 一次注流? 電流互感器? 校驗裝置

作為特高壓變電站核心設(shè)備之一，特高壓主變壓器通常都被設(shè)計成單相自耦結(jié)構(gòu)，調(diào)壓補償變采用外置的方式，通過管路母線與主變壓器相連[1-3]，特殊的結(jié)構(gòu)使得變壓器電流回路尤為復(fù)雜，僅雙套差動保護就配置了本體差動、調(diào)壓變差動、補償變差動、零序差動等[4]。為了驗證變壓器各電流互感器二次電流回路、極性及變比的正確性，確保變壓器以更好的狀態(tài)進入系統(tǒng)調(diào)試，調(diào)試單位通常會在系統(tǒng)調(diào)試前對變壓器進行一次注流試驗，試驗方法與常規(guī)變電站類似，即在變壓器低壓側(cè)施加電壓，通過不同接地點的選擇，實現(xiàn)對變壓器電流回路的核驗，不同的是試驗電壓選擇，普通變壓器直接用站內(nèi)施工電源作為試驗電壓即可完成試驗，特高壓變壓器電壓等級高、容量大、電流互感器變比大，如果直接使用施工電源，得到的二次電流太小，無法準確測量，達不到試驗?zāi)康?。受此影響，特高壓變壓器一次注流試驗很難開展，電流互感器二次回路、極性和變比的正確性無法得到驗證，直接進行系統(tǒng)調(diào)試存在安全隱患。

針對現(xiàn)有特高壓變壓器一次注流試驗存在的問題，本文設(shè)計了一種校驗裝置，該裝置不僅能提供穩(wěn)定可靠的輸出電壓，還配置了電壓電流監(jiān)測、功率分析、多檔位調(diào)壓、智能化電容補償、計算機控制等功能，切實有效滿足現(xiàn)場試驗需求，提高試驗效率。

1? 校驗裝置設(shè)計原理

特高壓變電站一次注流校驗裝置的結(jié)構(gòu)見圖1。

調(diào)壓器入口和出口加裝開關(guān)，入口開關(guān)控制外接電源通斷，出口開關(guān)與升壓變相連。試驗時，取站內(nèi)施工電源為外接電源，被試品出線側(cè)短接接地，電容補償投入，調(diào)壓器調(diào)壓直到電流互感器二次值滿足準確測量的要求。

電容器組的配置是考慮無功補償，由于變壓器阻抗以電抗為主，試驗時，變壓器除了消耗有功功率外，還要消耗大量的無功功率，如果電壓直接經(jīng)升壓裝置加在變壓器低壓側(cè)，變壓器功率因數(shù)極低，站內(nèi)施工電源無法提供足夠大的容量，造成升壓裝置過載、電源跳閘。配置無功補償裝置，不僅可以提高輸入電壓利用率，還可以減小調(diào)壓器、升壓變的容量配置，降低成本，縮小體積，易于裝置后期的集成化。

2? 校驗裝置智能化設(shè)計

特高壓變電站一次注流校驗裝置的智能化設(shè)計主要包括兩部分：智能電容補償和可控多檔位投切升壓變。

2.1 智能電容補償裝置

單一的補償電容器組容量固定，為了使變壓器的功率因數(shù)達到目標值，電容器投入量需要通過人工計算，不同工況投入量不同，計算過程繁瑣容易出錯，而且電容器組的投切需要通過人工接線或拆線來完成，電容器可能殘存的電荷給試驗人員帶來危險。基于上述問題，設(shè)計了智能電容補償裝置，它包括計算機及控制軟件、信號采集及補償控制裝置、補償電容器投切開關(guān)、成套補償電容器組，裝置結(jié)構(gòu)如圖2所示。

智能補償裝置工作流程如圖3所示。

主電源合閘之前，調(diào)壓裝置處于零位，檢查調(diào)壓器有無電壓輸出，若仍舊有電壓輸出，發(fā)出報警信號，若無電壓輸出，繼續(xù)下一步操作。調(diào)壓器輸出電壓檢查無誤后，開啟計算機，進入?yún)?shù)設(shè)置界面，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，設(shè)置被校驗設(shè)備相關(guān)銘牌參數(shù)、電流互感器變比、預(yù)升電流目標值。參數(shù)設(shè)置并確認后，計算機程序自動計算校驗時需投入的補償電容器容量，并將計算結(jié)果發(fā)送給信號采集及控制裝置，信號采集及控制裝置接受指令發(fā)出對應(yīng)投切開關(guān)合閘信號，相應(yīng)的投切開關(guān)合閘，將補償電容器組投入補償。

電容補償完畢后，主電源合閘送電，為核驗投入補償?shù)娜萘渴欠裾_，設(shè)定在輸出電壓達到額定輸出電壓10%時進行功率因數(shù)核驗，當核驗功率因數(shù)滿足試驗要求時，允許調(diào)壓升壓裝置繼續(xù)升壓操作，否則發(fā)出閉鎖升壓信號，調(diào)壓裝置自動降壓到零并切斷主電源。此時只能通過手動選擇補償容量進行校驗工作。設(shè)計10%額定輸出電壓下功率因數(shù)核驗，主要是考慮核驗程序計算結(jié)果及電容器實際投入容量的正確性，并防止因電容器有損壞情況下雖然投入組數(shù)正確，但實際投入電容器容量不足而影響系統(tǒng)的正常運行。

2.2 可控多檔位投切升壓變

可控多檔位投切升壓變結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。

升壓變各檔位電壓是根據(jù)目前特高壓變電站常用的變壓器、互感器參數(shù)確定。試驗時，電控接觸器陣列單元接受來自計算機的控制命令，選擇一次繞組、二次繞組抽頭確定電壓檔位。電壓電流監(jiān)控單元I用于監(jiān)控升壓變輸入端的電壓電流，電壓電流監(jiān)控單元II用于監(jiān)控升壓變輸出端的電壓電流。兩個電壓電流監(jiān)控單元都預(yù)置了保護閾值，實時監(jiān)控升壓變的工作狀態(tài)，一旦檢測到過壓和過流，會根據(jù)預(yù)置程序進行系統(tǒng)的保護動作。

為了減小后期特高壓變電站模擬投運智能校驗系統(tǒng)的體積，可控多檔位投切升壓變采用了集成化設(shè)計，升壓變、陣列式電控接觸器以及電壓電流監(jiān)控單位集成為一個整體裝置，裝置接收外部電控信號后，切換電壓檔位，為試驗提供穩(wěn)定可靠的電源。

3? 裝置參數(shù)選擇

特高壓變電站一次注流校驗裝置參數(shù)的選擇主要考慮兩個方面：（1）滿足特高壓一次注流試驗要求，二次電流值能夠準確測量;（2）出于對裝置移動性的考慮，裝置不宜過大過重。

通過計算，確定裝置主要參數(shù)如下：

（1）調(diào)壓器

調(diào)壓器主要技術(shù)參數(shù)見表1：

調(diào)壓器成品圖見圖5。

（2）升壓變

升壓變成品圖見圖6。

（3）補償電容器

補償電容器成品圖見圖7。

4? 現(xiàn)場應(yīng)用

使用該校驗裝置在1000kV泰州變電站進行試驗驗證裝置性能。先用施工電源在變壓器低壓側(cè)加壓，高壓側(cè)接地，試驗結(jié)果見表4：

使用特高壓變壓器一次注流校驗裝置，將試驗電壓提高至1600V，各電流互感器二次值均可以測量，試驗結(jié)果見表5：

5? 結(jié)語

本文針對當前特高壓變壓器一次注流試驗存在的不足，提出了一種校驗裝置的設(shè)計方法，該校驗裝置除了升壓、電容補償?shù)然竟δ芡?，還配置了電流電壓監(jiān)測、功率因數(shù)分析、10%額定輸出電壓下功率因數(shù)核驗、補償量自動計算、過流過壓保護、升壓變可控多檔位投切、電容器自動投切等功能，最大化提升裝置安全性、可靠性、智能性?，F(xiàn)場試驗表明，使用該校驗裝置能夠解決原有特高壓變壓器一次注流試驗方法存在的不足，試驗效率顯著提高，同時，該裝置還可以用來校驗電壓互感器變比及二次回路，具有較大的應(yīng)用前景。

參考文獻

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