摘要：为保证设备在正式运行后安全运行，防止CT、PT存在接线、极性等错误，需对新投运或改造后对设备进行带负荷测试。本文阐述了电容器、电抗器、线路以及变压器在正常情况下带负荷测试的功角关系，并对可能存在的异常情况进行了分析，总结了几点带负荷测试结果异常的几点可能原因。
关键词：带负荷测试；电压；电流；功角关系
1 引言
在变电站新设备投运或者改造后，可能会由于人员失误，导致电流互感器、电压互感器的一次侧发生接线错误或极性接反等问题，在正式运行后，可能会造成保护误动或拒动。因此对于新投运或者改造后的设备，必须进行带负荷测试。带负荷测试作为最后一道检验步骤，保证设备一次、二次系统接线正确性。
2 各设备带负荷测试的功角关系
2.1 电容器的带负荷测试
首先需要记录综合自动化系统上电容器的电流和电压的幅值、相位、有功功率以及无功功率的大小和流向，以检验CT极性及接线的正确性。再利用相位表在各保护屏后的端子排处测量电流回路各相电流的幅值和相位，以及电压回路的相电压和线电压的幅值、相位。电容器作为一种容性无功补偿装置，对于同相的电流会超前同相电压90°。根据这个关系，可以画出电容器带负荷测试功角关系如图1所示。
图1 电容器带负荷测试功角关系
2.2 电抗器的带负荷测试
为检验CT极性及接线的正确性，同样需要对综合自动化系统上电抗器的电流和电压的幅值、相位、有功功率以及无功功率的大小和流向进行记录。再利用相位表在各保护屏后的端子排处测量电流回路各相电流的幅值和相位，以及电压回路的相电压和线电压的幅值、相位。电容器作为一种感性无功补偿装置，对于同相的电流会滞后同相电压90°。根据这个关系，可以画出电容器带负荷测试功角关系如图2所示。
图2 电抗器带负荷测试功角关系
2.3 线路的带负荷测试
线路的带负荷测试方法与上述相同，先对综合自动化系统上的数据进行记录，然后利用相位表在保护屏后面实际测量，根据记录数据和实测数据的对比检验CT极性及接线的正确性。不同点在于线路的功率流向与电源点的位置有关，为了便于理解，以一条系统流向线路的单电源点线路为例，其有功功率大小与无功功率大小相等，方向相同，根据这一关系，画出线路带负荷测试功角关系如图3所示。
图3 线路带负荷测试功角关系
2.4 变压器差动保护带负荷测试
变压器的差动保护采集各侧CT二次电流计算差流进行工作。对于变压器差动保护，如果发生二次接线或变比错误等特殊情况，并不会出现明显的差流，另外差流的大小会随着电流的变化而变化，所以仅仅根据差流这一项数据难以对CT极性及接线的正确性进行正确判断。因此需要对变压器各侧电流的幅值和相位进行测量并记录。变压器带负荷测试的结果与其绕组的接线方式有关，本文以110kV YN/d11型双绕组变压器为例进行说明。变压器带负荷测试一般以电容器作为电源点，无功功率从电容器流向低压侧开关，经过变压器以及高压侧开关后流向系统。根据变压器的接线方式，低压侧电流应超前高压侧电流30°，变压器带负荷测试功角关系如图4所示。
图4 变压器带负荷测试功角关系
3 各设备带负荷测试结果数据分析
3.1 电容器带负荷测试结果数据分析
电容器的保护主要包括电流保护、低电压保护、过电压保护以及不平衡电压保护。在正常情况，电容器的三相电流为正序且幅值相等，各相电流相位互差120度，如果带负荷测试的结果与之不符，则包括以下两种可能：第一，电流互感器极性错误，导致电流相位与正常状态不同；第二，某一相电流的幅值与其他相不同，这可能是某一相存在分流或者ct变比接错；第三，测试时相位表接线错误。对于低电压保护、过电压保护，应当重视电压采样是否正确，通过带负荷测试检查相电压以及线电压幅值是否相等，且各相电压相序为正序。对于不平衡电压保护，在正常情况下其大小应当为零，如果发生PT电压极性接错或者变比接错，都会导致不平衡电压采样错误，可能导致保护误动。
3.2 电抗器带负荷测试结果数据分析
电抗器的保护为过流速断保护和限时过流保护，只与电流相关，因此在带负荷测试时重点检查电流回路是否正确。在正常情况下，电抗器的三相电流为正序且幅值相等，各相电流相位互差120度。如果测试结果与正常情况不符，早参考上述两种可能。
3.3 线路带负荷测试结果数据分析
线路可能带容性负荷，也可能带感性负荷。对于线路的带负荷测试，应先利用潮流的有功功率以及无功功率的数据计算出电流和电压之间的角度，然后用相位表测得实际数据，将实测值与计算值进行比较，若数据之间的偏差超过10%，则需检查线路CT的极性以及接线是否正确。
3.4 变压器带负荷测试结果数据分析
变压器的带负荷测试的数据可能由三种错误，包括相序错误、相位错误以及变比错误。正常情况下，变压器差动保护各侧电路的相序应当为正序，各相电流幅值基本相等，相位相差120°。如果相序不对，则检查电流互感器二次接线端子是否接线错误。如果幅值不等，则检查CT抽头接线是否正确，或某相电流回路有分流。如果某两相的相位偏差大于10%，则检查电流回路是否存在寄生导致分流。将流经变压器各侧一次电流与二次电流相除，得到CT实际变比，如果实测变比与整定变比相差超过10%，则要检查CT的二次绕组接线抽头以及CT一次绕组串、并联是否正确。
4 总结
通过带负荷测试测得电流、电压之间的功角关系，检查各新投运或改造后的CT、PT接线是否正确。通过对不正常状态进行分析，对可能的情况进行排查。带负荷测试数据结果错误主要包括以下几种可能：电流回路存在分流、CT变比错误、CT二次接线端子接线错误、CT极性错误、CT一次绕组串并联错误、PT极性错误、PT变比错误、相位表接线错误等。
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论文作者:龙徐
论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/26
标签：负荷论文; 测试论文; 相位论文; 电流论文; 接线论文; 变压器论文; 极性论文; 《电力设备》2017年第28期论文;