張樹(shù)培，余多

(云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司保山供電局，云南 保山 678000)

0 前言

帶負(fù)荷測(cè)試相對(duì)常規(guī)，但系統(tǒng)內(nèi)還是發(fā)生過(guò)由于帶負(fù)荷測(cè)試不到位，未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)CT極性、變比存在問(wèn)題最終導(dǎo)致事故事件的發(fā)生。利用保信系統(tǒng)采集到的二次設(shè)備信息自動(dòng)完成帶負(fù)荷測(cè)試并輸出結(jié)果，將有利于提高負(fù)荷測(cè)試工作效率。

1 帶負(fù)荷測(cè)試的意義和方法

1.1 帶負(fù)荷測(cè)試的意義

常見(jiàn)的CT極性和變比檢查方法有CT本體試驗(yàn)、一次電流回路通流試驗(yàn)、交流電流系統(tǒng)檢驗(yàn)[2]和帶負(fù)荷測(cè)試。

CT本體試驗(yàn)在電流互感器安裝完成后開(kāi)展，主要包括保護(hù)級(jí)繞組的極性變比試驗(yàn)和測(cè)量級(jí)繞組的角比差試驗(yàn)，能從互感器本體的角度保障極性變比正確；一次電流回路通流試驗(yàn)在二次回路接入設(shè)備完畢后開(kāi)展，主要通過(guò)對(duì)CT一次繞組通流后檢查二次各繞組的電流情況，能從間隔的角度保障極性變比正確；交流系統(tǒng)檢驗(yàn)在前兩步完成后開(kāi)展，主要通過(guò)在一次設(shè)備上正確設(shè)置短路點(diǎn)和提供合理的電流電壓來(lái)模擬帶負(fù)荷測(cè)試，從全站的角度保障極性變比正確；帶負(fù)荷測(cè)試則是在二次設(shè)備驗(yàn)收投產(chǎn)時(shí)開(kāi)展，依據(jù)各二次繞組電壓電流的相位關(guān)系和一次潮流情況，判斷極性變比的正確性。

1.2 常規(guī)帶負(fù)荷測(cè)試方法

帶負(fù)荷測(cè)試通常運(yùn)用相位伏安表分別在電流互感器各保護(hù)繞組、測(cè)量繞組、計(jì)量繞組所接裝置的屏柜端子上進(jìn)行測(cè)量，以同一相母線(xiàn)電壓為參考，記錄各電流的大小和滯后電壓的角度，并繪制向量圖，通過(guò)與調(diào)度明確負(fù)荷性質(zhì)、一次電流值、有功功率和無(wú)功功率來(lái)判斷CT各繞組二次回路的極性、變比是否正確[12]。

2 帶負(fù)荷測(cè)試可行性和測(cè)試范圍

2.1 帶負(fù)荷測(cè)試的可行性分析

在帶負(fù)荷測(cè)試過(guò)程中為了保證測(cè)量精度、減小測(cè)量誤差，要求電流達(dá)到電流互感器額定電流的 10%，并在負(fù)荷穩(wěn)定時(shí)進(jìn)行[4]，參考文獻(xiàn)11中規(guī)定微機(jī)保護(hù)裝置交流電流的采樣在（0.05～20.00） ΙN， 或（0.1～40.00） ΙN 范 圍內(nèi)有誤差要求，所以利用保護(hù)裝置完成帶負(fù)荷測(cè)試可行；由于測(cè)控裝置和計(jì)量裝置對(duì)采樣精度的要求一般高于保護(hù)裝置，所以在上述二次設(shè)備完成出廠(chǎng)檢驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收后，通過(guò)讀取裝置內(nèi)部采樣來(lái)完成帶負(fù)荷測(cè)試是可行的，并且比采用儀表測(cè)試更加簡(jiǎn)單和實(shí)用。變電站現(xiàn)場(chǎng)的帶負(fù)荷測(cè)試大多是結(jié)合儀表測(cè)量結(jié)果和二次設(shè)備采樣結(jié)果來(lái)共同分析和驗(yàn)證CT極性與變比的正確性。

2.2 帶負(fù)荷測(cè)試數(shù)據(jù)與接入保信系統(tǒng)情況

以圖1所示的220 kV線(xiàn)路CT二次繞組典型配置為例進(jìn)行分析：

圖1 220 kV線(xiàn)路CT二次繞組典型配置

圖1共8個(gè)二次CT繞組，CT的第一至第四繞組接入保護(hù)裝置，開(kāi)展帶負(fù)荷測(cè)試時(shí)需要各臺(tái)保護(hù)裝置的模擬電流和模擬電壓的幅值與相位，由于保護(hù)裝置采集的模擬量[8]有要求，這些數(shù)據(jù)通過(guò)保信鏈路上傳保信系統(tǒng)，能從保信系統(tǒng)中獲得。對(duì)于專(zhuān)門(mén)接入安穩(wěn)裝置或故障錄波裝置的繞組，只能通過(guò)傳統(tǒng)的方法進(jìn)行帶負(fù)荷測(cè)試檢查。

CT的第七繞組接入測(cè)控裝置，開(kāi)展帶負(fù)荷測(cè)試需要裝置的電流、有功功率和無(wú)功功率，這些遙測(cè)量通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)鏈路傳入EMS，隨著調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)和二次安防系統(tǒng)的建設(shè)完善，使繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)和調(diào)度自動(dòng)化一體化建設(shè)具備了實(shí)施條件，目前已有供電局建立保信與EMS一體化系統(tǒng)部署在安全Ⅰ區(qū)[1]，基于這種系統(tǒng)模型，測(cè)控裝置在開(kāi)展帶負(fù)荷測(cè)試所需要的信息也能通過(guò)保信系統(tǒng)來(lái)取得。

CT的第八繞組接入計(jì)量設(shè)備，開(kāi)展帶負(fù)荷測(cè)試需要電能表的有功（+）、有功（-）、無(wú)功（+）和無(wú)功（-），目前這些數(shù)據(jù)已存在于廠(chǎng)站的采集終端中，通過(guò)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)上送至四合一計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)，系統(tǒng)部署在安全Ⅱ區(qū)，并未設(shè)計(jì)將其與保信系統(tǒng)相連，所以目前計(jì)量回路只能用傳統(tǒng)的方法進(jìn)行帶負(fù)荷測(cè)試。

綜上所述，在保信系統(tǒng)和自動(dòng)化系統(tǒng)一體化建設(shè)的背景下，可以運(yùn)用保信系統(tǒng)自動(dòng)完成CT保護(hù)繞組和測(cè)控繞組帶負(fù)荷測(cè)試檢查，對(duì)于獨(dú)立用于安穩(wěn)或故障錄波裝置的保護(hù)級(jí)繞組和計(jì)量繞組仍需人員現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。

3 帶負(fù)荷測(cè)試的方法和流程

3.1 帶負(fù)荷測(cè)試的方法

基于保信系統(tǒng)進(jìn)行帶負(fù)荷測(cè)試的主要方法是在保信系統(tǒng)能夠?qū)λ斜Ｗo(hù)裝置和測(cè)控裝置進(jìn)行監(jiān)測(cè)的前提下，通過(guò)提取待測(cè)間隔所在母線(xiàn)上所有單元的測(cè)控電流數(shù)據(jù)，用計(jì)算大差電流的方式初步判斷測(cè)控繞組極性變比正確；通過(guò)提取保護(hù)裝置內(nèi)部差流，經(jīng)計(jì)算初步判斷保護(hù)繞組的極性變比正確。最后系統(tǒng)提取一定周期的保護(hù)裝置模擬量進(jìn)行功率計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果與從測(cè)控裝置提取的功率量進(jìn)行比對(duì)，運(yùn)用類(lèi)似常規(guī)帶負(fù)荷測(cè)試的分析方法來(lái)判斷測(cè)量、保護(hù)繞組二次回路極性變比正確。

圖2 測(cè)試流程

3.2 基于保信系統(tǒng)進(jìn)行帶負(fù)荷測(cè)試的流程

基于保信系統(tǒng)進(jìn)行帶負(fù)荷測(cè)試的流程如圖2所示，在判斷保信系統(tǒng)獲得的采樣信息完整后，按照測(cè)試方法，先通過(guò)計(jì)算初步判斷測(cè)量繞組與保護(hù)繞組的二次回路是否存在問(wèn)題，在測(cè)控繞組和保護(hù)繞組無(wú)明顯錯(cuò)誤后再對(duì)保護(hù)裝置電流電壓采樣值進(jìn)行功率計(jì)算，將所得結(jié)果與測(cè)控裝置功率量進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)一步判斷CT二次保護(hù)繞組和測(cè)控繞組接線(xiàn)正確。

3.3 測(cè)量回路極性判別步驟說(shuō)明

測(cè)量回路極性判別邏輯是運(yùn)用正常情況下任意母線(xiàn)上流入和流出的一次電流之為零來(lái)設(shè)計(jì)的。因?yàn)橹髁鞯臏y(cè)控裝置自帶一次電流的遙測(cè)量（一次電流值=二次電流采樣值×基準(zhǔn)變比），同時(shí)裝置內(nèi)部電流采樣值是以母線(xiàn)電壓A相作為參考向量的，所以母線(xiàn)正常運(yùn)行時(shí)，利用式(1)所示的類(lèi)似母線(xiàn)保護(hù)大差電流的計(jì)算方法，將母線(xiàn)上的所有進(jìn)出間隔一次電流分相進(jìn)行矢量求和計(jì)算。

理論上差流為零，若待測(cè)間隔CT測(cè)量繞組的二次回路存在極性接反，則用母線(xiàn)所有間隔測(cè)控裝置計(jì)算的大差電流將不為零，該電流約等于2倍的待測(cè)間隔一次電流；若待測(cè)間隔CT測(cè)量繞組二次回路存在變比錯(cuò)誤（常見(jiàn)的是因CT抽頭引錯(cuò)或裝置參數(shù)設(shè)置導(dǎo)致變比擴(kuò)大1倍或縮小一倍），則用母線(xiàn)所有間隔測(cè)控裝置計(jì)算的大差電流也不為零，該電流約等于0.5至1倍的待測(cè)間隔一次電流?？紤]變比極性錯(cuò)誤造成的差流電流的影響和綜合誤差并留一定的可靠裕度，將測(cè)量回路極性初步判別邏輯設(shè)置為：

當(dāng)母線(xiàn)所有間隔的一次大差電流大于或等于0.4倍待測(cè)間隔的一次電流時(shí)，可初步判斷CT測(cè)量繞組的二次回路存在問(wèn)題。

3.4 保護(hù)裝置差流判別步驟

當(dāng)設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，線(xiàn)路保護(hù)的差動(dòng)電流和母線(xiàn)差動(dòng)保護(hù)的大差電流、小差電流很小，幾乎為零，所以運(yùn)用保護(hù)裝置差流初步判別保護(hù)繞組極性時(shí)，主要是通過(guò)調(diào)取線(xiàn)路保護(hù)差動(dòng)電流和母線(xiàn)保護(hù)裝置內(nèi)的大差電流、Ⅰ母小差電流和Ⅱ母小差電流，依據(jù)差流是否超過(guò)零漂值來(lái)判斷CT保護(hù)繞組的接線(xiàn)是否存在問(wèn)題，根據(jù)保護(hù)裝置說(shuō)明書(shū)內(nèi)差動(dòng)保護(hù)的技術(shù)參數(shù)，將判斷邏輯設(shè)置為：

在帶負(fù)荷測(cè)試過(guò)程中，當(dāng)線(xiàn)路保護(hù)裝置和母線(xiàn)保護(hù)裝置內(nèi)所有差流的計(jì)算值中任一相大于0.04A時(shí)，即可初步判定CT保護(hù)回路的極性或變比存在問(wèn)題，該判斷方法簡(jiǎn)單直接。但需要指出的是，由于現(xiàn)場(chǎng)母線(xiàn)保護(hù)裝置的基準(zhǔn)變比通常選所有支路的最大變比，這就導(dǎo)致在回路極性或變比出現(xiàn)問(wèn)題而負(fù)荷又較小的情況下差流變化不明顯，因此該步驟僅作為初步判據(jù)。

3.5 判斷保護(hù)回路與測(cè)量回路步驟

常規(guī)帶負(fù)荷測(cè)試方法最核心的步驟是將二次回路功率計(jì)算結(jié)果與實(shí)際潮流大小、方向作對(duì)比分析，因此在初步判斷CT的測(cè)控繞組和保護(hù)繞組無(wú)明顯問(wèn)題后，需利用保護(hù)裝置采集模擬量進(jìn)行功率計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果與測(cè)控裝置功率采樣對(duì)比后來(lái)進(jìn)一步判斷CT測(cè)量及保護(hù)繞組二次回路是否存在問(wèn)題。

調(diào)取保護(hù)裝置采集的N個(gè)周波的電流和電壓量，先計(jì)算出二次有功和無(wú)功功率，然后運(yùn)用式(4)計(jì)算測(cè)控裝置內(nèi)這N個(gè)周波的有功和無(wú)功功率平均值。：

由于測(cè)控裝置對(duì)功率的計(jì)量等級(jí)為0.5級(jí)，其精度高于保護(hù)裝置，保護(hù)裝置交流電流在0.1 ΙN至40 ΙN 范圍內(nèi)，相對(duì)誤差不大于2.5%、交流電壓在0.01 UN至1.5 UN 范圍內(nèi)，相對(duì)誤差不大于2.5%[11]，這里近似將測(cè)控裝置二次功率視為標(biāo)準(zhǔn)值，保護(hù)裝置經(jīng)矢量計(jì)算得到的二次功率相對(duì)誤差近似取交流電流、電壓相對(duì)誤差之和5%，設(shè)計(jì)功率判別邏輯為：

式(5)中，Pb和PC分別為保護(hù)裝置計(jì)算的有功功率和測(cè)控裝置采集的有功功率，Qb和QC分別為保護(hù)裝置計(jì)算的無(wú)功功率和測(cè)控裝置采集的無(wú)功功率。

通過(guò)將各臺(tái)將保護(hù)裝置計(jì)算得出的二次功率與測(cè)控裝置內(nèi)部的二次功率進(jìn)行對(duì)比，若誤差大于5%，則判定CT的保護(hù)回路和測(cè)控回路存在問(wèn)題，無(wú)論測(cè)試結(jié)果正確與否，系統(tǒng)都要輸出保護(hù)裝置功率的計(jì)算結(jié)果與六角圖，現(xiàn)場(chǎng)人員可以此為參考進(jìn)一步完善其他繞組的帶負(fù)荷測(cè)試工作。

4 結(jié)束語(yǔ)

采用本文提出的基于保信系統(tǒng)的帶負(fù)荷測(cè)試方法，可以得出CT保護(hù)繞組二次回路與測(cè)控繞組二次回路的帶負(fù)荷測(cè)試結(jié)果，保證設(shè)備投運(yùn)后保護(hù)正確動(dòng)作和潮流的正確顯示，有效管控住主要電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)自動(dòng)測(cè)試結(jié)果還有助于現(xiàn)場(chǎng)人員開(kāi)展進(jìn)一步檢查，如測(cè)試結(jié)果正確后，可以運(yùn)用六角圖與故障錄波裝置內(nèi)矢量圖進(jìn)行對(duì)比判斷接入故障錄波裝置的CT繞組是否正確，也可以運(yùn)用功率的計(jì)算結(jié)果對(duì)比電能表內(nèi)有功和無(wú)功功率的采集來(lái)判斷接入電能表的CT計(jì)量繞組是否正確，當(dāng)顯示自動(dòng)測(cè)試結(jié)果錯(cuò)誤時(shí)，還可根據(jù)該結(jié)果快速定位保護(hù)或測(cè)控回路故障位置，提高處理效率。