王文天 倪 炜 白 棣 南京供电局调度所 210008 南京
在新设备启动投运中,对保护进行“六角图”试验,以测定保护二次接线的正确性,使 保护正确动作,这已成为新保护投运启动工作中一项必不可免的程序。通常的做法是,调整 系统一次运行方式,使投运设备串接于负荷电流中,在二次回路中产生大于0.5 A的测试电 流,以进行“六角图”的测量。但由于系统一次接线的多样性、运行方式的多变性、负荷大 小的变动以及考虑到相应保护的配合等多种因素的制约,往往使实际操作并不简单。 以测量主变保护相量为例,常用方法是:调整运行方式,使主变低压侧带一条出线(该出线负荷 足够大)。需考虑的问题有:主变高压侧上级保护的调整,主变低压侧接线方式的调整,低 压侧出线负荷的调整等。实际工作中,常常因为出线负荷太小,需多次调整运行方式调动负 荷 ,以满足测试要求。随着南京电网的迅速发展,许多新变电站投运时,往往低压侧出线还没 有 负荷,为了主变的顺利投运,调度人员利用接在主变低压侧(通常是10 kV侧)的电容器作 负载,利用其在主变中产生的无功电流测量主变保护相量,该方法简单、可靠,但局限性 太大,在没有电容器的变电站无法实施。对于既无出线负荷又无低压侧电容器的变电站,其 主变“六角图”测量该如何进行呢? 我们结合现场特点,提出了“调整并列运行主变分压抽头产生环流,利用环流测量主变保护 相量”这一方法(以下简称“环流法”)。
1 原理
并列空载运行的两台变压器,在低压侧合环,调整两台主变电压抽头,产生电压差,从而在两 台变压器中产生可以测量的无功环流。为了方便,取两台有压差(即变比不同)的单 相变压器并联运行来分析,分析时忽略它们的励磁电流。 如图1(a)所示,两台单相变压器α和β的原边同接至一母线,副边也同接至另一母线 。设变比kα>kβ,即变压器α的副边电压比变压器β的高,其电压之差 为两副边的开路电压之差,即![42-02.gif (195 bytes)](/Article/UploadFiles/200809/200892410827488.gif) 。由于两变压 器空载,其副边回路产生的电流只能在两个副绕组中流通,称之为环流,分别用 和 表示。当然对应的原绕组也有类似性质的环流存在,为 。从图1( a)中给出的正方向,可得:
![42-07.gif (431 bytes)](/Article/UploadFiles/200809/200892410827747.gif)
![42.gif (3560 bytes)](/Article/UploadFiles/200809/200892410827539.gif)
图1 变化不等时变压器的并联运行 Fig.1 Parallel transformers with different ratio
因在副边并列,则 两端的电 压为:
![42-09.gif (340 bytes)](/Article/UploadFiles/200809/200892410827381.gif)
由图1(b)的简化等值电路可以写出:
![42-10.gif (1259 bytes)](/Article/UploadFiles/200809/200892410827509.gif)
式中 Zkα,Zkβ是α,β变压器折合到副边的 短路阻抗。 由上述公式可推出:
![42-11.gif (1009 bytes)](/Article/UploadFiles/200809/200892410827125.gif)
即:
![43-01.gif (718 bytes)](/Article/UploadFiles/200809/200892410827107.gif)
(1)
由式(1)可分析得:当变压器确定后,其作为分母的短路阻抗是一定的,并列运行的环 流大小主要 取决于副边的空载电压,而此电压是由主变调压抽头调节。另外由于变压器的漏阻抗比较小 ,即使变比相差不大,也能引起较大的环流。综上所述,通过调节并列运行主变的电压抽头 ,造成变比差,可以在变压器内部产生适当的环流。
2 应用
由于环流的产生不需要外界条件,只需调节主变变比即可,故可应用于对一些新投运的双变 压器变电站的主变测相量工作。 例如:在1998年9月28日220 kV板桥变投运启动中,当时板桥变为三绕组,3侧电压等级分别 为220 kV,110 kV及10 kV,出线均未带负荷,低压侧也没有电容器等无功负荷。我们用“环流法 ”顺利地解决了这一难题。 在实际操作前,对板桥变的110 kV,10 kV列出了周密的并列计算报告,见表1、表2。
表1 方案一潮流计算结果 Table 1 Power flow calculation result of project one
潮流
110 kV母线 电压/kV
10 kV母线 电压/kV
10 kV 母联110 功率/MVA
110 kV 母联710 功率/MVA
正母线
副母线
正母线
副母线
并列前
109.44
114.75
9.99
10.48
10 kV 并列后
110.95
113.24
10.23
10.23
0.19+j8.66
110 kV 并列后
112.08
112.08
10.25
10.22
0.50+j16.01
注:板桥变T1抽头置3挡,T2抽头置7挡。
表2 方案二潮流计算结果 Table 2 Power flow calculation results of project two
潮流
110 kV母线 电压/kV
10 kV母线 电压/kV
10 kV 母联110 功率/MVA
110 kV 母联710 功率/MVA
正母线
副母线
正母线
副母线
并列前
109.44
113.34
9.99
10.35
10 kV 并列后
110.95
112.24
10.17
10.17
0.14+j6.32
110 kV 并列后
111.38
111.38
10.18
10.16
0.36+j11.69
注:板桥变T1抽头置3挡,T2抽头置6挡。
实际操作选用了表2的方案,即T1主变抽头置3挡,T2主变抽头置6挡。现场顺利完成了主变 保 护带负荷测量相量工作。现场实际并列后潮流为:10 kV侧并列后,有功小,无功为6 Mv ar,电流为330 A;110 kV侧并列后,有功小,无功为11 Mvar~12 Mvar,电流为50 A 。现场结果完全印证了理论计算的正确性。
3 结论
“环流法”是一种值得推广的新设备带负荷测相量的方法。它具有以下优点: a.原理简单。该方法利用并列运行的两台有变比差的变压器的 环流作测试,原理简单,容易接受。 b.安全可靠。由于主变未带出线负荷,因此不影响对外正常供 电,对保护也无特别要求,因而较安全可靠,不像以往在测相量时还需考虑万一发生事故该 如何处理等。 c.操作较少。只需进行简单的并列操作,对有载调压的变压器 甚至可以并列后调节,在板桥变的测主变相量的操作中,仅只有两三项操作,而用以 往的方法测主变相量,通常都有几十项操作。 d.易于控制。由于测试的电流是主变自身的差流,通过调节变 压器分抽头就可以得到,因而以抽头 的变动为一变量,可以找到一条对应于不同差流的函数曲线,变压器的型号一经确定,此曲 线就 确定,通过此曲线反过来可以找到所需电流的电压抽头挡,从而对所需电流得到较好的控 制。 “环流法”的局限性也是显而易见的,对单独一台变压器测相量就无能为力,但现在 南京电网的绝大多数变电站都是两台变压器,因此应用还是较为广泛的。 “环流法”测主变保护相量对高压侧有联络开关的变电站自然简单可行,实际上对许多110 kV接线为线路变压器组的双变变电站也同样具有优势。另外,可考虑对所有的双变均建立“ 环流”曲线,这样,其应用就不仅局限于测主变相量,在其它方面也将有深远的意义。
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