摘要：社会经济体系的完善推动了我国电力相关事业的改革，在电力系统的各个领域中均会用到高压电气设备，其可应用在电能的传输过程中和对电能进行转换的过程中。故此，高压电器设备需要经过严密的试验并通过相关部门对其的安全性检测之后才可投放到电力系统中使用，如此可保障输出产品的质量以及保证电力系统的安全运行。
关键词：高压电气；试验方案；改进与检测
引言
随着我国经济的发展，科学技术水平得到了显著提升，带动了电力行业快速发展。使得电力行业电力供应技术资源应用方面得到了进一步的完善，包括电力传输、资源分布等。此外，社会也将关注的焦点放在了电力供应安全方面，本文以常规的高压电气试验技术为对象，对目前电力资源结构进行深入探究。
1高压电气试验技术中存在的问题
1.1接地问题
接地不良问题也是高压电气试验中的常见问题，以耦合电容器为代表的电容性电气设备很容易会发生这样的问题，接地不良现象的出现，会在短时间内破坏介质，且难以恢复，当通过线路连接的方法解决这一问题时，可以有效减少对介质的损伤，但导线与电压互感器串联后，如果出现接触不良的情况，将在电压互感器中形成巨大的电阻，严重时会破坏整个电气系统。因此对于高压电气试验技术中的接地问题，要进一步的研究和整理其解决策略。
1.2引线问题
高压电气试验中，常遇到的引线问题有两种，一种为避雷针引线问题，避雷针引线可以降低被雷电击中的风险，但如果在试验过程中忽略避雷针引线的接地问题，造成引线与接头无法连接，将有可能导致漏电问题的出现，这时，如果将引线强行拆除，将会引发再次漏电的事故，对线路造成二次损害，因此，要特别注意高压电气试验时对避雷针引线的处理。另一种为高压电气中的绝缘带问题。当引线与绝缘带的距离较近时，会影响试验结果的准确性，因此，在高压电气试验中，要考虑引线与绝缘线之间相互干扰带来的电流与电阻不平衡的现象对试验结果的影响。
2电力系统中高压短路试验原理
短路试验是高压电气试验的一种，采用制动设备短接发变机组，使转子固定不变。短路状态下，将三相调压器的输出电压由零逐渐升高，并实时记录测试性能，之后与原始性能数据对比分析，检验其故障状态。短路电压过高或过低代表漏抗过大或过小。通常，短路试验中，三相变压器在A、B、C相分别进行三次短路试验。在不同相短路试验中，A相、B相、C相有载分接开关分别置于最大分接、额定分接、最小分接处。以A相短路试验的接线为例，原理如图1所示，B、C相与之类似。
图1短路试验接线原理
从继电保护视角分析，发变机组短路试验实质是利用一次设备加电流方法检验设备保护性能，同时通过检验二次回路接线正确性及完整性完成试验。以往发电机组保护装置多为电磁型、晶体管及集成电路型，短路试验是在电流或电压二次回路中并接电流表或电压表，以钳形相位表测试相位，但该试验方案操作繁琐、
耗时耗力，经济效益和安全性能不高，导致CT二次开路、PT二次短路的概率较大。随着信息技术、现代软硬件技术的发展，微型保护装置得以应用，具有自检性、软件可扩充性和自适应性等特质。另外，统计分析短路试验调试数据，可获取保护二次回路接线的性能，从而判定是否存在短路问题。
3试验改进方案
3.1安置在发变机组的出口开关处或TA处
结合上述短路排设置问题，可将短路排安装在发变机组的出口开关处或TA处。改进的试验方案可使电流互感器的两端同时带电，等同于发变机组常态下的负载运行，回路的二次流幅值一致且相互之间的相位差为180°。此时，制动电流等同于一次电流值，并大幅度高于差电流，因此可一次验证保护回路方向的正确性。同时，差动保护中性点带电，可使主变压器高压侧电流互感器产生电流，且流经上述两处的电流值近似于负载电流值。但是，鉴于TA变比的差异性，各TA的接线方法各不相同，造成变压器两侧电流值保持特定比例关系的同时产生了些许差异。如果中性点电流的相位高于主变高压侧电流150°，此时完全忽略上述误差，系统的制动电流将等于发变机组某一侧的电流幅值，可验证保护回路方向的正确性。
3.2采用接地刀闸取代短路排
GIS技术具有高度集成性，已经应用于大部分电力系统。因为电力系统投建安装中，隔离开关处无法安装短路排，所以可将短路排替换为接地刀闸，安装在隔离开关处实现三险短路。试验过程中，首先需绘制发变机组短路特性曲线，其次验证差动保护方向的正确性。
4改进试验方案的应用检测
为验证改进试验方案的效用性，可将三组设定为编号200517、200157、200146的接地刀闸（型号为JWGR-252，常规运行电流及耐受电流各为2500A、40000A），分别接入三相点的各个电相，之后接入隔离及主开关。验证回路的正确性后，关闭接地刀闸、隔离及主开关，使其进入短路状态，同时将发变机组的电流升为10210A的额定电流，且要检验接地刀闸承受的最大电流，测得主变压器高压侧电流极值为930A。对于这一数值，理论上可以承受，但因电流动态性，引入了分流方法，即将接地刀闸、隔离及主开关构成完整的支路，将三组组合接入分解电流，而流经各条支路的分流将控制在额定电流范围内。实验测定的第2、3组刀闸进入了幅值不同的电流分流，相关数据如表1所示。
表1发变机组出口与主变高压侧TA处的电流检验数据
由表1可知，三组接地刀闸可分解流经主变压器的电流。流经第一组接地刀闸的电流是最大的，流经第三路的电流比额定电流低很多。因此，采用三组接地刀闸替代短路排进行短路试验，可更好地确保系统检验安全性。同时，为验证差动保护方向的正确性，可分别断开、关闭第一、第三支路，测定主变两侧差动保护TA二次电流幅值及相位。对比结果发现，传统试验采用钳子、钳形电流表测量，但要达到测量精度。流经差动保护电流互感器TA的二次电流值需限定在20mA之上，主变差动保护TA和发变机组保护TA的变比应为１:1250，符合试验要求的流经差动保护电流互感器TA的一次电流应高于250A，即第三组刀闸中流经的电流幅值应在250A之上。此外，为规避三相电流的分流，需关闭第三支路，且为了试验安全，可将电流幅值设置在300～400A。如果设定为350A，则经电流互感器DE1的二次电流约为28mA，达到了钳形电流表的需求。综合评定后，改进后的试验方案可确保安全性，同时完成了各项测试指标，省略了短路排拆卸、安装的工序，省时省力，降低了试验成本，优化了检测精度和可靠性，其优势显而易见。
结语
发变机组作为电力系统的核心，承载着电力生产、电压升降转换的任务。但是，短路问题是一直困扰其运行性能的瓶颈，通常会采用短路试验验证其抗短路性。然而，传统短路试验尚无法在开关或TA处安装短路排，不能验证所有保护方向的正确性。本文针对此问题，提出了有效解决方案，优化了实验方案，并通过反推理方法验证了改进实验方案的高精准和效益性。
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论文作者:曾会师,孙士强,徐子舜,吕艺
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/17
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