CN103207344A - 一种基于主变短路试验检查变电站二次电流回路的方法 - Google Patents

Abstract

一种基于主变短路试验检查变电站二次电流回路的方法，本发明采用新型调压系统，利用变压器短路阻抗，将变压器其中一侧短路，从而获得一次短路电流。然后，通过采用新型高精三相智能钳型相位表，检查一次潮流所途径的电流互感器二次回路。本检查方法，不受变压器短路阻抗的大小、串并联情况和短路位置的影响；克服了不能检测出lmA或更高精度信号的困难。本发明具有简单、可靠、使用范围广的显著优点。

Description

一种基于主变短路试验检查变电站二次电流回路的方法

技术领域

本发明属于电力设备电气试验技术领域，适用于在设备停运状态下，对变电站、发电厂交流电流回路进行模拟带负荷试验，检查二次电流回路。

背景技术

近年来，随着新建变电站的增多及大量变电站的改扩建工程，保护装置及自动化设备越来越可靠，设备故障率不断减少，而二次回路缺陷已经成为电网安全供电的主要威胁。新上线路及轻负荷线路的继电保护方向校验问题越来越多，如设备二次回路存在缺陷，将对电网安全构成较大考验。在这种情况下，如果能够用一种新的检测手段，研究出一种新的交流回路检验办法，在投运前进行系统检验，利用高精度的检测仪器提前检测电流变比及回路是否正确，校验母线差动、变压器差动等重要方向保护，使这些重要保护在送电前就投入运行，保证回路及极性的正确性。

由于电力系统发展，导致原有的试验方法、现行的试验标准规范以及测试设备等存在诸多的问题，缺乏有关继电保护专业二次回路现场调试工作的标准，特别是在保护装置电流电压回路上的工作不规范，急需进一步完善和解决。因此，为了安全、准确和高效率地完成试验工作，指导电力建设，有必要对新建变电站试验新技术、试验方法规范性等方面进行全面、深入的研究。

可以看到本发明是基于实际的需求而提出的，针对目前变电站交流电流回路检测中存在的不足进行改进和提高，提出了一种新建变电站交流电流回路检测方法，此方法通过变电站主变短路阻抗数学模型计算，并实际模拟变电站一次电流，检测二次交流回路的正确性，保证了变电站交流回路检测正确性，实现了变电站安全稳定运行的目标。

发明内容

本发明的目的在于提出一种新型的模拟新建变电站交流电流回路的试验方法，克服现有对检查新建变电站交流电流回路试验方法的困难和不足。利用本发明方法能系统检查变电站全站交流电流的幅值、相位、极性和接线的正确性，可以在变电站带电投产前检查所有带方向的保护及其他所有二次交流电流回路，保障了电力系统重要保护的方向性和接线的正确性。鉴于已有技术，充分考虑到变压器短路阻抗的大小、串并联情况和短路位置的影响及设备因素的影响，提出一种简易的工程检查方法。其技术特征在于:采用主变短路电压百分数、额定容量、额定电压、额定电流、短路损耗检查变电站二次交流电流回路，其步骤如下:

步骤一：三绕组变压器两两做短路试验时测得的短路损耗，如果做高低、中低短路试验时，不是以高压侧额定容量为基准的短路损耗，注意进行归算，然后，对于变压器各侧的短路损耗，利用公式 $p_{K1}=\frac{P_{K(1-2)}+P_{K(1-3)}-P_{K(2-3)}}{2},$ $p_{K2}=\frac{P_{K(1-2)}+P_{K(2-3)}-P_{K(1-3)}}{2},$ $p_{K3}=\frac{P_{K(1-3)}+P_{K(2-3)}-P_{K(1-2)}}{2}$ 计算，式中P_K(1-2)、P_K(1-3)、P_K(2-3)分别为两两绕组间由短路试验测得的短路损耗，式中p_K1、p_K2、p_K3分别为变压器各绕组的短路损耗；

步骤二：在电力系统工程计算中，由于变压器两两绕组短路损耗接近于额定电流流过两两绕组间的总铜耗，利用公式R_T1=P_k1I² _N、R_T2=P_k2I² _N、R_T3=P_k3I² _N计算变压器各绕组电阻值，式中R_T1、R_T2、R_T3分别为变压器各侧绕组的电阻，p_K1、p_K2、p_K3分别为变压器各绕组的短路损耗，I_N为变压器高压侧额定相电流；

步骤三：在变压器名牌参数中，短路电压百分数通常以高压侧为基准，不需要规算，利用公式 $U_{K1}\%=\frac{U_{K(1-2)}\%+U_{K(1-3)}\%-U_{K(2-3)}\%}{2},$ $U_{K2}\%=\frac{U_{K(1-2)}\%+U_{K(2-3)}\%-U_{K(1-3)}\%}{2},$ $U_{K3}\%=\frac{U_{K(1-3)}\%+U_{K(2-3)}\%-U_{K(1-2)}\%}{2},$ 计算出三绕组变压器各侧的短路电压比，式中U_K1%、U_K2%、U_K3%分别为三绕组变压器各侧的短路电压比，U_K(1-2)%、U_K(1-3)%、U_K(2-3)%分别为三绕组变压器两两绕组间的短路电压比；

步骤四：由于大容量变压器中的漏电抗比电阻大很多倍，即变压器的阻抗近似等于电抗，依据公式 $X_{T1}\≈U_{K1}\%U_N^2/S_N\×100,$ $X_{T2}\≈U_{K2}\%U_N^2/S_N\×100,$ $X_{T3}\≈U_{K3}\%U_N^2/S_N\×100,$ 计算出主变各侧电抗值，式中U_K1%、U_K2%、U_K3%分别为三绕组变压器各侧的短路电压比，U_N为变压器高压侧额定相电压，S_N为变压器高压侧额定容量；

步骤五：根据计算出的变压器两两绕组间的阻抗值，由公式I_T=U_SZ_S，计算出主变两两绕组短路试验的一次电流值，从而获得主变各侧一次电流值，其中式中I_T为主变两两绕组短路试验的一次电流值，U_S为短路试验时注入主变各侧的电压值，Z_S为各侧的短路阻抗；

步骤六：由计算出的一次电流值，选择该从变压器哪一侧加量，在保证采用的三相智能钳型相位表能辨识到的最小二次电流幅值的基础上，确定变压器短路试验时，由新型调压系统提供多大的试验电压；

步骤七：通过变压器短路试验数学模型计算出一次短路电流值，然后先合上一次设备断路器及其相应刀闸，再合试验电源空开，通过新型调压系统输出电压，实现一次负荷潮流方向为:调压系统输出交流电源→变电站一次设备→变压器→变电站一次设备→设置短路点（如图2）；

步骤八：对一次潮流经过的所有电流互感器，用三相智能钳型相位表分别在保护装置以及相关的测量、计量屏柜上进行交流电流二次回路检查。

与现有技术相比，本发明的优点是：（1）考虑到了不受主变短路阻抗大小、串并联情况和短路位置的影响；（2）能可靠检查零序CT、封闭式套管CT电流回路；（3）克服了由电流幅值小,采用现行的钳形相位表无法识别出电流互感器二次电流幅值和相位角，进而影响二次回路的判断；（4）本发明简单易行，系统全面，检查结果真实可靠，具有很强的可操作性。

附图说明

图1是本发明的试验系统框图；

图2是本发明的某220变电站现场试验潮流图。

下面结合附图对本发明的内容作进一步详细说明。

具体实施方式

实施例

本实例中为某220kV变电站。

如图1所示为本发明的试验系统框图。需要收集的原始数据有：主变额定容量、额定电压、额定电流、短路损耗、短路电压百分数等。

如图2所示为本发明的某220变电站现场试验潮流图，其步骤为：

第一步：通过变压器短路试验数学模型，计算出某220kV变电站主变短路试验一次电流值；

第二步：选择变压器加量侧，在保证采用的智能钳型相位表能辨识到的最小二次电流幅值的基础上，确定变压器短路试验时，由新型调压系统提供多大的试验电压；

第三步：保证试验用交流电源相序正确(试验接线时应与变压器相序一致)，根据计算的短路电流数据，配置适当容量的三相交流空开；

第四步：现场接线完成后，先合上一次设备断路器及其相应刀闸，再合上试验电源空开，通过新型调压系统输出电压，实现一次负荷潮流方向为:调压系统输出交流电源→变电站一次设备→变压器→变电站一次设备→设置短路点（如图2）；

第五步：对一次潮流经过的所有电流互感器，用智能钳型相位表分别在保护装置以及相关的测量、计量屏柜上进行交流电流二次回路检查；

第六步：通过上述试验方法，变换不同的潮流方式(分、合相应断路器)，可以进行全站其它电流互感器二次电流回路检查。

按照上述步骤，可进行全站交流电流回路试验测试工作，根据电流互感器二次值测试，可分析出电流互感器极性、变比以及电流二次回路接线的正确性，为变电站的一次投运成功提供了可靠保障。

Claims (1)

1.一种基于主变短路试验检查变电站二次电流回路的方法，分别采用主变额定容量、主变额定电压、主变额定电流、主变短路电压百分数、主变短路损耗这些参数计算出主变短路试验一次电流值，进而对全站交流电流回路进行检查，其特征在于，步骤如下：

步骤一：三绕组变压器两两做短路试验时测得的短路损耗，如果做高低、中低短路试验时，不是以高压侧额定容量为基准的短路损耗，注意进行归算，然后，对于变压器各侧的短路损耗，利用公式 $p_{K1}=\frac{P_{K(1-2)}+P_{K(1-3)}-P_{K(2-3)}}{2},$ $p_{K2}=\frac{P_{K(1-2)}+P_{K(2-3)}-P_{K(1-3)}}{2},$ $p_{K3}=\frac{P_{K(1-3)}+P_{K(2-3)}-P_{K(1-2)}}{2}$ 计算，式中P_K(1-2)、P_K(1-3)、P_K(2-3)分别为两两绕组间由短路试验测得的短路损耗，式中p_K1、p_K2、p_K3分别为变压器各绕组的短路损耗；

步骤二：在电力系统工程计算中，由于变压器两两绕组短路损耗接近于额定电流流过两两绕组间的总铜耗，利用公式R_T1=P_k1I² _N、R_T2=P_k2I² _N、R_T3=P_k3I² _N计算变压器各绕组电阻值，式中R_T1、R_T2、R_T3分别为变压器各侧绕组的电阻，p_K1、p_K2、p_K3分别为变压器各绕组的短路损耗，I_N为变压器高压侧额定相电流；

步骤三：在变压器名牌参数中，短路电压百分数通常以高压侧为基准，不需要规算，利用公式 $U_{K1}\%=\frac{U_{K(1-2)}\%+U_{K(1-3)}\%-U_{K(2-3)}\%}{2},$ $U_{K2}\%=\frac{U_{K(1-2)}\%+U_{K(2-3)}\%-U_{K(1-3)}\%}{2},$ $U_{K3}\%=\frac{U_{K(1-3)}\%+U_{K(2-3)}\%-U_{K(1-2)}\%}{2},$ 计算出三绕组变压器各侧的短路电压比，式中U_K1%、U_K2%、U_K3%分别为三绕组变压器各侧的短路电压比，U_K(1-2)%、U_K(1-3)%、U_K(2-3)%分别为三绕组变压器两两绕组间的短路电压比；

步骤四：由于大容量变压器中的漏电抗比电阻大很多倍，即变压器的阻抗近似等于电抗，依据公式 $X_{T1}\≈U_{K1}\%U_N^2/S_N\×100,$ $X_{T2}\≈U_{K2}\%U_N^2/S_N\×100,$ $X_{T3}\≈U_{K3}\%U_N^2/S_N\×100,$ 计算出主变各侧电抗值，式中U_K1%、U_K2%、U_K3%分别为三绕组变压器各侧的短路电压比，U_N为变压器高压侧额定相电压，S_N为变压器高压侧额定容量；

步骤五：根据计算出的变压器两两绕组间的阻抗值，由公式I_T=U_SZ_S，计算出主变两两绕组短路试验的一次电流值，从而获得主变各侧一次电流值，其中式中I_T为主变两两绕组短路试验的一次电流值，U_S为短路试验时注入主变各侧的电压值，Z_S为各侧的短路阻抗；

步骤六：由计算出的一次电流值，选择该从变压器哪一侧加量，在保证采用的三相智能钳型相位表能辨识到的最小二次电流幅值的基础上，确定变压器短路试验时，由新型调压系统提供多大的试验电压；

步骤七：通过变压器短路试验数学模型计算出一次短路电流值，然后先合上一次设备断路器及其相应刀闸，再合试验电源空开，通过新型调压系统输出电压，实现一次负荷潮流方向为:调压系统输出交流电源→变电站一次设备→变压器→变电站一次设备→设置短路点；

步骤八：对一次潮流经过的所有电流互感器，用三相智能钳型相位表分别在保护装置以及相关的测量、计量屏柜上进行交流电流二次回路检查。

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