利用主变压器短路试验对电流互感器进行带负荷测试方法研究与应用论文_吴晓东

(中国能源建设集团广东火电工程有限公司 510735)

摘要:电能传输过程中,继电保护装置(包括安全自动装置)起着保护各种线路、变压器、开关等重要电气设备的作用。对系统的电压、电流进行采样,通过用电压互感器、电流互感器把高电压、大电流转变成低电压、小电流,才能够安全地完成电能测量、继电保护等功能。电压互感器、电流互感器的接线一旦有误,将会造成保护误动,而电流、电压接入的正确性,只有靠带负荷测试来保证。

关键词:变电站,继电保护装置,电压、电流互感器, 带负荷测试

前言

新建、扩建或改造后的电流互感器(current transformer CT)投运时,需要通过带负荷测试实验来验证电流互感器制造和安装的正确性。通过这种方法可以检查电流互感器的变比和电流互感器二次绕组回路的完整性。而电流互感器极性的检查一般采用电池法来检查,即将电池负极固定于电流互感器一次绕组非极性端,而电池正极触碰电流互感器一次绕组极性端,电流互感器二次绕组接一个微安电流表,通过微安电流表指针的偏转方向来判断电流互感器的极性正确性。

也就是说此种方法只能检查到主变升高座CT至端子箱这部分二次回路,并且也不能作为投产前电流互感器二次绕组回路完整性检查。

正文

通过短路试验测试,对全站电流回路进行核查,最基本的原理在于让主变真实的流过负荷,用相位伏安表测量电流互感器的二次回路以验证电流互感器安装及二次回路接线的正确性及完整性。上述方法的专业术语为带负荷测试。带负荷测试主要就是为了测试所安装电流互感器的正确性,包括两方面:变比和极性。这里主要介绍测试所得的角度结合潮流流向来判断电流互感器极性是否正确。我们知道直流电一般都是在电源外是正极流向负极,电源内是负极流向正极。而交流电不像直流那样直观。

1、电流相量的方向性分析(极性)

首先介绍有功的正方向概念,如果我们以母线为观测点,对于纯电阻性负荷,对于负载侧来讲,电压与电流应该是同方向的,也就是电压与电流的相角差为0度;对于电源侧来讲,电压与电流的相角差为180度,如下图1.1.1所示。其实整个回路电压与电流是同相位的,只不过站在同一个观测点向两边看,一个是流出,另一个是流入。以致于一个是0度,一个是180度。这里有一点,就是规定对于观测点(母线)两侧元件电流互感器一次绕组的极性端靠母线,也就是规定流出母线功率为正功率,于是就有所谓流入与流出之分。并规定电流与电压的相量积为正,就是正有功;反之为负有功。即P=UIcosФ,当-90°﹤Ф﹤90°时,有功为正;当Ф﹤-90°或Ф﹥90°时,有功为负。

图1.1.1 有功功率方向示意图

其次,对于无功来讲,对于纯电感性负载,就是当电压加于感性负载其电流必滞后于电压90度;对于纯电容性负载,就是当电压加于容性负载其电流将超前电压90度。对于大部分负载来讲,都是电感性负载。与有功相似,将负载(消耗)侧规定为正的。即Q=UIsinФ,当0°﹤Ф﹤180°时,无功为正;当180°﹤Ф﹤360°时,无功为负。

如下图1.1.2对于电源或电容侧其向母线提供无功为负(-);对负载侧其向母线索取无功为正(+)。对于整个回路来讲,其实电流必是滞后(感性负载)或超前(容性负载)电压,只不过是对于同一个观测点有流入与流出之分。

在待测试220kV线路CT靠线路侧三相短接,在待测试110kV线路三相通入正序380V工频交流电,并使功率从110kV线路经#1主变流向220kV线路。测量各测试间隔所有CT二次绕组电流大小及与Ua相角并对测试结果进行综合分析。

结束语

电气设备及继电保护装置的安全稳定的运行,是保证电力系统安全稳定运行的重要因素。电流、电压是反映电力系统运行是否良好的一个重参数,继电保护装置、安全自动装置、以及监控装置能否正确动作电流、电压起到致关重要的作用;因此,电流、电压回路的正常、可靠是确保变电站生产安全的重要环节。我们经常在新站、扩、改建站启动时出现电流开路,电压回路短路等事件,除了设备质量因素外,还有很大程度上取决设计、安装、调试和运行维护人员的技术水平和敬业精神。因此如何才能保证调试人员在工作中,不造成电流回路开路,电压回路短路等故障,除了提高我们调试人员素质和技术水平外,还需要对以前工作中发生过的事件、案例进行分析吸取教训,同时在工作中想方设法通过相关的试验对设备、回路等进行验证确保不出现人为的失误造成故障,以确保在启动过程中的各项工作顺利进行。

参考文献:

1.何仰赞,温增银.《电力系统分析》[M]武汉:华中科技大学出版社,2002.3

2.熊信银,张步涵.《电力系统工程基础》[M]武汉:华中科技大学出版社,2003.2

3.贺家李,宋从矩.《继电保护原理》[M]北京:中国电力出版社,2004

4.姚春球.《发电厂电气部分》[M]北京:中国电力出版社,2004

5.方大千.《实用继电保护技术》[M]北京:人民邮电出版社,2003.10

论文作者:吴晓东

论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期

论文发表时间:2017/12/20

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利用主变压器短路试验对电流互感器进行带负荷测试方法研究与应用论文_吴晓东
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