陳 更，劉春暉，齊英偉，許 才

(國網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司電力科學研究院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010)

國內(nèi)電力技術(shù)水平日益精進，高壓設(shè)備制造工藝不斷提升，極大地推動了現(xiàn)代電網(wǎng)建設(shè)。通流升壓試驗和保護聯(lián)調(diào)試驗作為電力工程現(xiàn)場入網(wǎng)設(shè)備檢驗的最后一道防線，是調(diào)試單位在基建階段開展的覆蓋面積最廣、涉及設(shè)備最多的試驗[1]。由于通流升壓試驗和保護聯(lián)調(diào)試驗工作周期長、準備工作繁瑣、操作難度高，因此對工程建設(shè)進度和試驗人員的專業(yè)素質(zhì)均提出較高要求[2]。本文提出一種通流升壓試驗方法，通過調(diào)節(jié)輸出電流、電壓角度與幅值，模擬電網(wǎng)不同潮流流動方式及故障模式，將通流升壓試驗與保護聯(lián)調(diào)試驗結(jié)合，能夠大幅提高試驗工作效率。試驗人員利用操作臺按鈕調(diào)節(jié)輸出電壓、電流，實時監(jiān)測試驗回路工況，操作流程簡單，工作效率突出，極大降低安全風險。

1 常規(guī)試驗方法概述

1.1 通流升壓試驗

通流升壓試驗是現(xiàn)場試驗人員利用特定試驗設(shè)備向變電站一次設(shè)備回路施加電壓、電流，模擬變電站帶電運行的試驗，目的為檢查變電站互感器極性變比、電壓電流回路以及二次設(shè)備采樣的正確性[3]。

通流升壓試驗分為升壓試驗和通流試驗。升壓試驗由試驗人員通過小型試驗變壓器將檢修電源電壓升至較高電壓，接在電壓互感器TV一次側(cè)，并在二次回路測試電壓相序，觀察數(shù)據(jù)采樣[4]。通流試驗有兩種方式，一種為利用大電流發(fā)生器，將檢修電源電流轉(zhuǎn)換為數(shù)值恰當?shù)碾娏魍ㄈ胍淮位芈罚⒃诙位芈窚y試電流相序，觀察數(shù)據(jù)采樣，受大電流發(fā)生器輸出功率限制，應用于斷路器電流互感器TA、母線TV、線路TV等設(shè)備及相關(guān)回路校驗，此方式單次試驗范圍小，試驗對象少，需要反復操作斷路器、隔離開關(guān)配合試驗，增加現(xiàn)場工作難度與工作周期[5]；另一種為直接將檢修電源接入通流回路，利用回路短路電流檢查TA極性變比，應用于短路阻抗較小的一次回路相關(guān)TA(斷路器TA、母線TA、線路TA)校驗時，會產(chǎn)生較大短路電流，容易導致電源保護動作。應用于短路阻抗較大的一次回路相關(guān)TA(變壓器TA、電動機TA)校驗時，需計算回路短路電流值，大部分現(xiàn)場試驗人員不具有計算短路電流的能力和經(jīng)驗，因此現(xiàn)場使用頻率很低[6]。

1.2 保護聯(lián)調(diào)試驗

保護聯(lián)調(diào)試驗是全面檢查保護設(shè)備性能的試驗。試驗人員使用繼電保護測試儀向多臺保護裝置施加電壓、電流開入信號，模擬直接型故障及發(fā)展型故障，檢查保護裝置動作邏輯、動作時序，驗證保護裝置之間配合關(guān)系與相關(guān)回路的正確性[7]。保護聯(lián)調(diào)試驗是模擬變電站帶電運行時突然發(fā)生故障，此時保護裝置同步采集相關(guān)故障量，因此試驗對多臺保護裝置故障量同步采集要求極高，現(xiàn)場經(jīng)常使用1臺繼電保護測試儀連接多臺繼電保護裝置[8]。目前優(yōu)質(zhì)模擬型繼電保護測試儀受自身硬件限制最多只能同時輸出2路模擬電壓信號和2路模擬電流信號，有些類型只能同時輸出2路模擬電壓信號和1路模擬電流信號，因此很多現(xiàn)場試驗采用電壓試驗線并接、電流試驗線串接的接線方式，增加可連接保護裝置的數(shù)量。但此種方式一方面受場地空間限制，僅能完成相鄰屏柜間的保護聯(lián)動，對于距離遠以及不在相同房間內(nèi)的保護裝置，不具備開展保護聯(lián)動試驗的條件；另一方面，僅適用于部分原理簡單的保護，如過電流保護、過電壓保護，不適用于動作判據(jù)復雜、采樣回路繁多的保護，如發(fā)變組保護、變壓器保護。因此本項試驗受空間場地、保護類型限制較大。

2 試驗方法研究

2.1 設(shè)備組成

A站為500 kV變電站，500 kV側(cè)為3/2接線方式，取一串間隔為例；220 kV側(cè)采用雙母線接線方式，取一個間隔為例；主變壓器為雙繞組型變壓器，高壓側(cè)額定電壓500 kV，低壓側(cè)額定電壓220 kV。通流升壓試驗設(shè)備主要由試驗電源、操作臺、通流設(shè)備、升壓設(shè)備、接地回路監(jiān)視報警裝置5部分組成，如圖1所示。試驗電源為檢修電源，通過接線將電源引至通流設(shè)備與升壓設(shè)備；操作臺通過網(wǎng)線與通流設(shè)備、升壓設(shè)備相連；通流設(shè)備流出回路接至500 kV接地開關(guān)分位狀態(tài)非接地側(cè)，流入回路接至500 kV接地開關(guān)分位狀態(tài)接地側(cè)；升壓設(shè)備接在相關(guān)保護對應TV一次側(cè)；接地回路監(jiān)視報警裝置實時監(jiān)測接地回路電阻值，當試驗設(shè)備接地回路出現(xiàn)異常時，向操作臺發(fā)送告警信息。

2.2 試驗流程

現(xiàn)場具備試驗條件后，通過通流升壓設(shè)備向變電站主回路送電。圖1中接地開關(guān)501227在分位，接地開關(guān)220267在合位，主變壓器兩側(cè)TA短接，斷開TA與主變壓器之間引線，圖1中紅色斷路器、隔離開關(guān)均為合位帶電狀態(tài)，黑色為不帶電狀態(tài)。通流設(shè)備輸出電流通過501227非接地側(cè)流入變電站主回路，電流由通流點開始，經(jīng)斷路器5012、主變壓器短接線、斷路器2201、220 kVⅠ母母線、母聯(lián)斷路器2203、220 kVⅡ母母線、斷路器2202、220267流入地網(wǎng)，最后通過501227接地側(cè)流回通流設(shè)備，構(gòu)成通流試驗回路。升壓設(shè)備試驗線接在TV一次側(cè)，TV所有二次回路均能測量電壓。試驗人員在操控臺固定輸出電壓、電流的幅值和相位，根據(jù)給定值測量電壓、電流二次回路的幅值與相位，驗證互感器極性與相關(guān)回路的正確性；然后試驗人員根據(jù)保護聯(lián)調(diào)試驗內(nèi)容，調(diào)節(jié)電流、電壓的幅值和相位，使一次電流、電壓值達到保護動作條件，配合完成不同類型的保護聯(lián)調(diào)試驗。

2.3 試驗原理

新的通流升壓試驗方法可配合保護聯(lián)調(diào)試驗，是因為輸出的電流、電壓幅值相位可控[9]。試驗工作原理如圖2所示，利用分壓電路將電源轉(zhuǎn)為小電壓正弦波，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬正弦波轉(zhuǎn)換為數(shù)字正弦波，試驗人員在操作臺根據(jù)相位調(diào)節(jié)信息將數(shù)字正弦波重新排序形成目標數(shù)字正弦波信號，再利用SPWM技術(shù)將工頻交流電源轉(zhuǎn)為目標輸出電源[10]。

3 實際驗證

以A站為例對試驗設(shè)備及輸出精度進行現(xiàn)場驗證。A站為500 kV新建變電站，試驗人員以新方法開展通流升壓試驗，下面以其中單次試驗為例對試驗內(nèi)容進行說明。

利用通流升壓試驗設(shè)備施加三相正序電壓與三相正序電流，電壓初始角度為0°，控制Ua與Ia輸出夾角為30°。500 kV側(cè)電壓互感器變比為5300/1[11]，試驗設(shè)備單相電壓輸出一次值5.3 kV，單相電壓輸出二次值為1 V；500 kV電流互感器變比為4000/1[12-13]，試驗設(shè)備單相電流輸出一次值為400 A，單相電流輸出二次值為0.1 A。試驗測試波形如圖3所示，試驗測試數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 試驗測試數(shù)據(jù)

由表1可以看出，試驗測試幅值與輸出幅值最大誤差率為0.6%，試驗測試角度與輸出角度最大誤差為6.133°，輸出電流、電壓、功率的精度滿足通流升壓試驗與保護聯(lián)調(diào)試驗要求。

4 結(jié)論

a.新方法廣泛應用于通流升壓試驗與保護聯(lián)調(diào)試驗，能夠滿足絕大部分保護裝置跳閘功能驗證，集中完成工程現(xiàn)場的大型保護試驗。

b.新方法節(jié)省人力、物力，簡化試驗操作流程，極大提高試驗效率與安全系數(shù)，可行性高，對電網(wǎng)工程建設(shè)有積極的意義。