康雪萍

摘 ? 要：新建變電所投用送電階段，變電所往往沒有負荷或負荷很小，難以進行線路、主變、母線的差動帶負荷試驗。提出了通過調(diào)節(jié)有載調(diào)壓變壓器檔位產(chǎn)生環(huán)流完成差動帶負荷試驗的方法，介紹了浙化變、烷基配利用環(huán)流完成差動帶負荷試驗的方案。

關(guān)鍵詞：變壓器調(diào)檔;環(huán)流;并列運行;差動帶負荷試驗

DL/T 995—2016《繼電保護和電網(wǎng)安全自動裝置檢驗規(guī)程》明確規(guī)定：對于新安裝的或設(shè)備回路有較大變動的保護裝置，在投入運行以前，必須用一次電流及工作電壓加以檢驗，以判定電流差動保護接到保護回路中的各組電流回路的相對極性關(guān)系及變比是否正確。新建變電所投用送電階段，變電所往往沒有負荷或負荷很小，難以進行線路、主變、母線的差動帶負荷試驗。按常規(guī)的方法需要等變電所負荷增加后再完成差動帶負荷試驗，但這一過程持續(xù)時間較長，在這段時間內(nèi)，為防止設(shè)備無主保護會將差動保護投入。運行人員需要密切關(guān)注負荷變化情況，查看是否滿足差動帶負荷試驗條件。需要投入的人力較多，管理成本明顯增大，還可能發(fā)生帶負荷試驗時間點把握不當(dāng)出現(xiàn)差動保護誤動的情況。

為此，浙化變、烷基配通過調(diào)節(jié)有載調(diào)壓變壓器檔位產(chǎn)生環(huán)流進行差動帶負荷試驗，并取得了成功。

1 ? ?調(diào)檔產(chǎn)生環(huán)流原理

1.1 ?變壓器的并列運行

變壓器并列運行的理想條件是：空載時并列的各變壓器一次側(cè)間無環(huán)流，負載時各變壓器所負擔(dān)的負載電流按容量成比例分配。要達到上述理想條件，并列運行的各變壓器需滿足下列條件：（1）連接組號相同;（2）各變壓器一、二次額定電壓對應(yīng)相等;（3）短路阻抗標幺值Zk*相等。

在上述3個條件中，條件（1）必須嚴格滿足，條件（2）、（3）允許有一定誤差。

1.2  變比不等的變壓器并列運行

設(shè)兩臺變壓器的聯(lián)接組號相同，但變比不相等，將一次側(cè)各物理量折算到二次側(cè)，并忽略勵磁電流，兩變壓器繞組之間的環(huán)流為：

Ic ? ? ? ? ? ? ? （1）

公式（1）中，XTI、XTII分別是并列運行的兩臺變壓器折算到二次側(cè)的短路阻抗實際值。由于變壓器短路阻抗很小，所以即使變比值差很小，也能產(chǎn)生較大的環(huán)流。通過調(diào)節(jié)變壓器檔位，使兩臺變壓器檔位差增大到一定值就產(chǎn)生足夠大的環(huán)流，可進行差動帶負荷試驗。

2 ? ?有載調(diào)壓變壓器帶負荷試驗

2.1 ?帶負荷試驗一次系統(tǒng)示意圖

新建110 kV浙化變，兩臺110/35 kV有載調(diào)壓變壓器，送電后浙化變110 kV系統(tǒng)雙母線運行，1#、2#主變并列運行，下級無負荷。主變正常運行在9檔，通過將1#主變檔位調(diào)高，2#主變檔位調(diào)低，形成環(huán)流完成差動帶負荷試驗。主變差動帶負荷試驗一次系統(tǒng)如圖1所示，環(huán)流方向為逆時針方向。

2.2 ?環(huán)流計算

浙化變1#、2#主變?nèi)萘?00 MVA，額定電壓及分接范圍[（115±8）×1.25%]/37 kV，短路阻抗均為12.06%。采用標幺值計算，基準容量SB=100 MVA，基準電壓取各級平均額定電壓37 kV、115 kV，對應(yīng)基準電流為1 560.5 A、502.1 A，變壓器基準變比KB=115/37。

1#、2#主變阻抗標幺值為XTI*= XTII*=0.120 6，110 kV母線運行電壓U1=112 kV標幺值U1*=112/115，當(dāng)變壓器檔位在n檔時，變比標幺值K*=K/KB=1+（9-n）×0.012 5。當(dāng)1#主變在5檔，2#主變在14檔，環(huán)流計算如下：

Ic* =ΔU*/（XTI*+ XTII*）=U1*（1/KI*-1/KII*）/（XTI*+ XTII*）=112/115×[1/（1+（9-5）×0.012 5）-1/（1+（9-14）×0.012 5）]/（0.120 6+0.120 6） =0.465 6 ? ? ? ? （2）

35 kV側(cè)基準電流為1 560.5 A，環(huán)流換算到有名值為Ic=0.465 6×1 560.5=726.6 A

110 kV側(cè)基準電流為502.1 A，環(huán)流換算到有名值為Ic=0.465 6×502.1=233.8 A

浙化變1#、2#主變35 kV側(cè)電流互感器變比為2 000∶1，110 kV側(cè)電流互感器變比為1 000∶1，環(huán)流值在35 kV、110 kV側(cè)分別達到電流互感器額定的36.33%、23.38%，一次電流足夠大，滿足差動帶負荷試驗要求。一次電流的方向從110 kV母線流入檔位高的變壓器，從檔位低的變壓器流回110 kV母線。通過以上計算分析，判斷可采用調(diào)節(jié)變壓器檔位產(chǎn)生環(huán)流作為一次電流，檢測變壓器各側(cè)電流互感器變比、極性及二次回路接線的正確性。

2.3 ?理論計算值與實際值比較

采用上述計算方法，可計算兩臺變壓器在不同檔位的環(huán)流值，浙化變1#、2#主變差動帶負荷試驗的環(huán)流計算值與實際值如表1所示。

理論計算值與實際值基本吻合，理論計算值略大于實際值，主要是在計算時忽略了變壓器的電阻及變壓器調(diào)檔后引起的電抗變化。實際通過調(diào)節(jié)有載調(diào)壓變壓器檔位完成了浙化變1#、2#主變變壓器差動保護及母差保護帶負荷試驗，試驗結(jié)果正確。

3 ? ?無載調(diào)壓變壓器及線路帶負荷試驗

對于新建或改造的無載調(diào)壓變壓器或線路，可以通過合大環(huán)后調(diào)節(jié)上級變電所有載調(diào)壓變壓器檔位完成帶負荷試驗。

3.1 ?帶負荷試驗一次系統(tǒng)示意

石化110 kV變電所，新增兩臺110/35 kV有載調(diào)壓變壓器，35 kV母線配出兩臺35/6 kV無載調(diào)壓變壓器線變組形式接入6 kV變電所（新油變）帶二級6 kV配（烷基配）。送電后石化變110 kV系統(tǒng)雙母線運行，35 kV、6 kV變電所均分列運行，下級無負荷。

如圖2所示，進行烷基811線、烷化812線帶負荷試驗可將烷基配6 kV母分改運行，調(diào)節(jié)石化變3#、4#主變檔位形成環(huán)流完成。

3.2 ?環(huán)流計算

采用標幺值計算，基準容量SB=100 MVA，基準電壓取各級平均額定電壓6.3 kV、37.0 kV、115.0 kV，對應(yīng)基準電流為9.160 kA、1.560 kA、0.502 kA。

石化變3#、4#主變?nèi)萘?3 MVA，額定電壓及分接范圍[（115±8）×1.25%]/37 kV，短路阻抗均為10.5%，阻抗標幺值為XT1I*=XT1II*=0.166 7;新油1#、2#主變?nèi)萘?5 MVA，檔位36.75/6.30 kV，短路阻抗均為7.85%，阻抗標幺值為XT2I*=XT2II*=0.314;石化變到新油變35 kV電纜1.3 km，阻抗標幺值XL1I*=XL1II*=0.011 4;新油變到烷基配6 kV電纜雙拼1.325 km，阻抗標幺值XL2I*=XL2II*=0.133 5。110 kV母線運行電壓U1=112 kV，標幺值U1*=112/115;110 kV到6 kV基準變比KB=（115/37）×（36.75/6.30），當(dāng)變壓器檔位在n檔時，110 kV到6 kV的變比標幺值K*=K/KB=1+（9-n）×0.012 5。當(dāng)3#主變在11檔，4#主變在5檔，環(huán)流計算如下：

Ic*=ΔU*/（XT1I*+ XT1II*+ XT2I* +XT2II*+ XL1I* +XL1II*+ XL2I*+ XL2II*）=U1*（1/KI*-1/KII*）/（XT1I*+ XT1II*+ XT2I* +XT2II*+ XL1I* +XL1II*+ XL2I*+ XL2II*）=112/115×[1/（1+（9-5）×0.012 5）-1/（1+（9-14）×0.012 5）]/（0.166 7+0.166 7+ 0.314 0+0.314 0+0.011 4+0.011 4+0.133 5+0.133 5）=0.057（3）

6 kV側(cè)基準電流為9 160 A，環(huán)流換算到有名值為Ic=0.057×9 160=522.3 A。

烷基811線、烷化812線兩側(cè)電流互感器變比為1 200∶1，環(huán)流值達到電流互感器額定的43.5%，一次電流足夠大，滿足差動帶負荷試驗條件。

3.3 ?理論計算值與實際值比較

烷基811線、烷化812線差動帶負荷試驗的環(huán)流計算值與實際值如表2所示。

理論計算值與實際值基本吻合，理論計算值略大于實際值，主要是在計算時忽略了變壓器的電阻及變壓器調(diào)檔后引起的電抗的變化。實際通過調(diào)節(jié)有載調(diào)壓變壓器檔位完成了烷基811線、烷化812線、新油1#、2#主變變壓器差動保護帶負荷試驗，試驗結(jié)果正確。

4 ? ?注意事項

（1）需做帶負荷試驗的設(shè)備能與有載調(diào)壓變壓器形成環(huán)路即可采用調(diào)檔法完成差動帶負荷試驗。

（2）先合環(huán)再調(diào)檔，可有效控制下級母線電壓，并隨時監(jiān)控環(huán)流變化。

（3）根據(jù)電流互感器變比、保護裝置等情況確定差動帶負荷試驗的電流值，根據(jù)需要的電流值合理調(diào)節(jié)檔位差。

（4）每調(diào)一檔后應(yīng)查看母線電壓及電流情況，防止出現(xiàn)電壓越限或超設(shè)備額定電流的情況。

（5）試驗結(jié)束后應(yīng)盡快恢復(fù)正常運行方式，變壓器恢復(fù)到正常運行檔位。

5 ? ?結(jié)語

采用調(diào)節(jié)有載調(diào)壓變壓器檔位產(chǎn)生環(huán)流的方法有效解決了變電所無負荷情況下差動保護驗證的問題，使得設(shè)備在送電后可立即進行差動帶負荷試驗，減少了人力投入，提高了設(shè)備運行的安全性及可靠性，可廣泛應(yīng)用于新建變電所投運階段。

[參考文獻]

[1]DL/T 572—2010，電力變壓器運行規(guī)程[EB/OL].（2010-05-24）[2019-10-10].https：//wenku.baidu.com/view/6391f275844769eae009edb9.html.

[2]辜成林，陳喬夫，熊永前.電機學(xué)[M].3版.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2010.