在特高压电网中，特高压变压器/换流变是非常重要的一次设备，造价昂贵，交换功率巨大，在电力系统中占有举足轻重的地位，它的不正常运行将对系统带来严重影响，如何保证特高压变压器正常运行和对各种异常、故障的正确反映显得尤为重要，这对继电保护系统提出了更高的要求。
现今继电保护装置都是通过对电流互感器（CT）与电压互感器（PT）所传递的二次电流、电压进行采样、检测，当故障发生时经逻辑分析后保护动作出口跳闸。因此，无论大修技改、扩建还是新投产的工程，对二次交流电流、电压回路的校验都是非常重要的一环。对变压器保护而言，变压器CT二次回路是测量部分的重要组成。其接线复杂，涉及到变比、接线组别和接入方式等问题，如果存在的问题不能及时发现，则必将导致变压器的非正常运行。
《继电保护及电网安全自动装置检验条例》规定：新安装变压器、线路保护等要求检查其电流互感器（CT）的变比、极性、组别及二次接线回路的正确性；防止CT二次回路开路。对于交流电流、电压回路的校验过程大致可以分为几个部分：一、二次间的变比、二次接线的极性、绝缘、一点接地和回路的完整性等。根据继保工作人员长期经验和累积，“通流、升压”是校验过程中必不可少的步骤。一次通流就是通过恒流源将电流加到一次设备上模拟实际运行情况，这样一次电流通过CT感应成二次电流再送到各个保护、测控与计量装置，对二次电流进行测量，验证CT二次回路的正确性和完整性。一次通流甚至连一次电流所流经的高压开关、刀闸、地刀的导通性都可以作出检查，所以一次通流是工程施工校验中不可或缺的一个环节。采用在主变一次侧加入电源，从CT二次侧验证回路，具有操作简单，回路清晰，原理容易理解，回路验证全面的优点。但由于受变压器阻抗较大、接线复杂等影响，特别对于大型特高压变压器/换流变一次阻抗较大、三相分体等等特点，一次通流往往很难取得满意的效果。本研究结合江苏特高压交直流工程建设需求，开展大型变压器一次通流方法及原理分析和方案的建立，通过在安装调试或验收试验为变压器安全可靠运行带来保障。
1 变压器一次通流试验用途
主变压器的二次电流回路主要包括：主变差动保护回路、主变各侧后备保护回路、主变中性点保护回路、主变各侧故障录波器回路、主变各侧测量回路、主变各侧计量回路。为了检验主变各电压等级相关电流互感器的一次串并联接线的正确性，核对电流互感器二次变比、极性的接线是否满足相关通知的需要，避免电流互感器二次电流回路开路，核对一次系统的主接线方式，发现部分一次系统的接线错误，校验主变纵差保护平衡状况等；在工程建设后期，一般采用在主变压器各侧电流互感器一次注流的方式来校验其二次接线是否正确，即主变压器一次通流试验。
2 一次通流试验的主要方法简介
常规的一次通流方法，一是在主变中压侧施加三相380/220V交流电压，高压侧和低压侧分别短路，再通过站内方式的改变，将需要一次通流的流变回路依次带入进行校验；二是使用大电流发生装置，改变站内接线方式，将所有需通流的流变依次带入进行校验。
变压器一次通流试验中，将变压器视为纯感性负载，加入三相对称的交流电压。采用三相对称交流通压电源中某一相为参考相量（如以加压的A相电压作为参考），可验证变压器变流变反映出的极性。但表计接近测量范围下限、差动保护低于测量下限无法直观显示二次电流值。对于第二种方法，大电流发生装置能产生很大的一次电流，但是无法对主变、电抗器等套管进行校验。
针对变压器一次通流时流变二次电流太小，而导致试验结果不准确的情况，主要从提高二次小电流测量精度或增大一次通流电流两个方面提出改进措施。
2.1采用单相大电流发生器依次对各侧独立CT进行一次通流：此方法能够有效检查CT二次变比是否正确、电流回路是否开路，无法检查CT二次极性及回路接线错误，无法检查主变本体套管CT的二次回路，不能反映主变各侧二次回路的相关性。
2.2采用三相大电流发生器依次对各侧独立CT进行一次通流：此方法能够有效检查CT二次变比是否正确、三相极性是否相同、电流回路是否开路以及接线是否错误，无法检查主变本体套管CT的二次回路，不能反映主变各侧二次回路的相关性。
利用变压器短路特性对主变压器进行不同电压等级的穿越通流并配合二次电压参考的试验方法：此方法能够有效检查主变独立CT和本体套管CT二次变比是否正确、三相极性是否相同、回路是否开路、回路接线是否错误、能反映主变差动保护的平衡性、能反映主变各侧测量、计量二次回路的相关性。
3传统的主变短路特性一次通流试验：
我们可将变压器看作一个等效阻抗，因而在变压器一次侧加压、二次侧短路时，一次、二次侧均流过短路电流，当各侧电流折算到电流互感器二次侧时，其值达到相位测量表的精度（当二次电流大于等于20mA时，可精确测量电流和相位数值）要求时，就可采用此种方法进行主变通流试验。
传统做法通流方式均不能达到电流互感器二次电流大于20mA的要求，要继续使用此种方式，就必须使一次电流增加，而电流增加的方式就是提高试验电压，而随着试验电压的提高，试验设备需随之增加，对相应试验电源的要求也将进一步提升。
4与同类先进成果主要技术指标比对情况
1000kV南京站通过核算后，原有成熟且有效的主变一次通流方式在＃2主变上无法顺利应用，但从以往的通流经验上得出一个结论，在主变等效电路图中，实际的RT＜＜XT，主变通流时试验回路几乎为纯感性，试验电源提供的主要是感性无功功率。
因此，认为在提高试验电压进行主变一次通流时，试验电源也应主要提供的是感性无功功率。
通过电容器补偿方式：通过串联电容补偿电抗值降低一次回路阻抗提高一次通流电流，通过并联电容补偿一次电抗电流降低电源容量要求。是相对理想的一次通流试验方式。
5串并联电容综合补偿
考虑到上述两种补偿方式各自的作用后，将两种方式进行结合，等效电路图如下：
在主变试验回路中串联电容以补偿部分感抗，降低试验回路阻抗，提升试验电流的同时并不改变试验回路的感性效果，即补偿时只是欠补偿，然后在试验电源两端并联补偿电容，此时基本达到全补偿，即对试验电源来说，试验整个回路达到并联谐振状态。
此种补偿方式在提高试验电流的同时，又降低了电源的要求，只需要增加部分补偿电容就能够完成，效果较好。
自制通流器发生大电流、升压器升压模拟1000kV变电站运行工况，检测二次系统中的电流电压回路的正确性，确保试验过程中二次设备流入的电流、电压同频同步，以确保检测精度。在实施过程中实际模拟变电站在启动过程中难安排的运行方式，来考验各二次设备的动作行为，切实避免留下安全隐患。1000kV变电站投运前的系统一次通流、升压模拟试验，极大的提高了校验变压器电流回路的准确性。
论文作者:周健,刘大伟,邓福亮,张威
论文发表刊物:《电力设备》2017年第1期
论文发表时间:2017/3/9
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