隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，供電企業(yè)對電力系統(tǒng)保護、測量、計量遠程控制等二次系統(tǒng)回路驗收越來越嚴格。近年來由于二次系統(tǒng)出現(xiàn)問題引發(fā)的事故逐年升高。

當電流互感器CT二次側(cè)開路時，二次側(cè)在帶電的情況下會感應(yīng)出很高的開路電壓，極容易引起造成設(shè)備過電壓而損壞電氣設(shè)備，嚴重時可能造成人身傷亡事故，嚴重危及電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。所以，對電流互感器CT二次回路接線端子的正確性檢查是決定電力工程能否正常投運，正常穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。同時系統(tǒng)帶負荷測試也是設(shè)備正常投運另一關(guān)鍵因素。

為了提前預(yù)防接線錯誤的發(fā)生，避免二次系統(tǒng)帶負荷時出現(xiàn)問題。加強對電流互感器等二次系統(tǒng)回路的帶負荷測試工作是十分必要的。

問題提出

內(nèi)蒙古鄂爾多斯某站110kV烏松線間隔在進行更換電流互感器后，進行設(shè)備驗收時，修試管理處保護班對更換后設(shè)備進行帶負荷測試，一次側(cè)負荷結(jié)果如表1所示。隨后又對電流回路二次側(cè)進行帶負荷測試，保護、計量、測量數(shù)據(jù)顯示如表2所示。

其中，本次所測試中，電壓以110kV母線電壓為標準值，其中角度ω為電壓超前電流的數(shù)值，一次側(cè)P1極性端為靠母線側(cè)，二次側(cè)S1極性端為出線側(cè)。

表1 110kV烏松線一次負荷數(shù)據(jù)表

表2 110kV烏松線二次側(cè)帶負荷測試數(shù)據(jù)表

對上面表格數(shù)據(jù)進行分析，當處于理想情況下，三相負荷側(cè)電流在數(shù)值上應(yīng)該是大小相等的。在相位上，A相超前B相120°，B相超前C相120°，C相超前A相120°。

但在測試過程中，負荷變化也會對所測試數(shù)據(jù)有產(chǎn)生很大的影響。而每一相電流互感器的繞組是變比是固定的。所以二次側(cè)數(shù)據(jù)也會隨著發(fā)生變化。角度方面，由于一次側(cè)負荷有功、無功均為負，而且全部為受入端。因此在對保護功率六角圖的分析時，A相電流位于功率六角圖的第三象限。

通過上面分析，可以明顯看出測計量繞組的C451、N451回路及測量繞組的C441、N441回路電流二次值呈現(xiàn)異常，需要對這兩套系統(tǒng)的接線進行重新檢查分析。二次保護繞組二次電流值結(jié)果正常，如圖1所示。

圖1 保護繞組功率六角圖

理論分析

針對測量系統(tǒng)及計量系統(tǒng)，二次電流值及角度出現(xiàn)問題，目前主要包括以下幾種原因，即主要是回路接線問題方面的原因。造成這種情況的原因分別為二次回路短路、二次回路開路、極性接反等。下面通過對表1、表2中的數(shù)據(jù)進行詳細分析，來判斷測量繞組及計量繞組中電流及角度數(shù)據(jù)異常的原因。

1 測量組數(shù)據(jù)異常原因分析

通過對矢量圖分析，可以明顯看出110kV烏松線間隔開關(guān)電流互感器測量回路存在明顯問題。其中，一方面N441回路電流數(shù)值為105.2 mA，約為測量回路A441、B441回路二次電流數(shù)值的2倍多。另一方面測量繞組C441與N441回路角度相差大于180°。

圖2 C相2S1與2S2接線接反形成的二次電流矢量

通過對測量繞組繪制矢量圖，如圖2所示，若C441繞組極性接反，則會出現(xiàn)三相電流不對稱情況。而根據(jù)表1所示，A441、B441、C441三相電流幅值沒有明顯差距。顯然排除C441繞組極性接反情況。處于這種情況下中性線N441內(nèi)流過的電流為約為相電流的數(shù)值的2倍，其N441的角度與C441的角度相同，基本滿足帶負荷測試的結(jié)果要求。

圖3 C相2S1與2S2接線接反形成的測量繞組

在排除極性接反這種情況，可以初步判定為C相異常是由于測量繞組接線錯誤而引起的。在確認停電后，對工地測量組接線進行檢查，果然發(fā)現(xiàn)是由于端子接線接反而引起。C相電流互感器二次接線端子2S1與2S2接線接反?，F(xiàn)對繪制C相測量繞組接反后的二次電流回路圖，如圖3所示。

2 計量組數(shù)據(jù)異常原因分析

通過對計量繞組繪制帶負荷測試矢量圖，如圖4所示?？梢悦黠@看出計量繞組存在的明顯問題，即二次電流 A451與B451電流幅值基本相等，而且角度也符合一次負荷特性測試結(jié)果值。A、B相符合常規(guī)結(jié)果。

接下來對C相與N相進行分析。C451電流幅值為0，角度沒有結(jié)果。中性線N451回路的電流幅值及回路角度與A451及B451電流幅值及角度矢量和相同。由此可以斷定，計量組異常，原因為本回路中C相開路、CT本體側(cè)短路或接地等。

若出現(xiàn)C相本體側(cè)短路或者接地情況時，即會發(fā)生電流互感器與短路點并聯(lián)，從而產(chǎn)生并聯(lián)回路。此時C相電流數(shù)值大小僅為A相、B相數(shù)值的一半，這樣與表2中的測試結(jié)果明顯不符，可以排除這種情況。在排除以上兩種情況后，即基本可以判定為計量繞組發(fā)生了開路問題。

在對設(shè)備斷電后，經(jīng)過現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，確實出現(xiàn)開路現(xiàn)象。如圖5所示，計量裝置端子排處開路，因此，可以斷定為開路故障。但是在帶負荷測試時，負荷電流很小，未發(fā)現(xiàn)明顯開路現(xiàn)象，最后經(jīng)過接線處理后，重新進行帶負荷測試，結(jié)果顯示正常。

圖4 帶負荷測試二次電流矢量圖

圖5 電流互感器計量組二次回路簡圖

對新設(shè)備電流回路驗收的工作建議

通過上面兩組故障案例的分析，可以看出電流互感器二次回路接線的正確性始終是驗收前的一件重大事宜，是保證設(shè)備正常投運的關(guān)鍵，是基建、大修、技改工程驗收的重點。二次電流回路在設(shè)計、安裝、調(diào)試、驗收等每一個環(huán)節(jié)上都非常重要，絕不容許出現(xiàn)漏項。

為此內(nèi)蒙古電網(wǎng)公司根據(jù)目前出現(xiàn)的各種異?，F(xiàn)象，結(jié)合實際工作，制定了相應(yīng)的反事故技術(shù)措施。嚴格杜絕事故的發(fā)生，要求工作人員在工程現(xiàn)場必須按照反措要求逐項開展工作，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定。筆者針對二次回路驗收工作提出以下步驟建議。

（1）電流互感器接線極性檢查方面。二次回路接線端子非常龐雜，在接線過程中由于疏忽極易出現(xiàn)錯誤，要加強對電流互感器一次側(cè)極性及二次接線端子箱中接線端子的正確性，確保不發(fā)生接線錯誤。

（2）電流互感器接地情況檢查方面。電流互感器的二次回路有且只能有一個接地點。因此，對接地檢查可以與二次回路的絕緣檢查一并進行。

（3）電流互感器開路與短路檢查方面。針對目前出現(xiàn)較多的二次回路短路及開路現(xiàn)象。要求現(xiàn)場人員在接線完畢后必須要采用萬用表進行連通性檢查。也可以通過一次升流器升流，對短路與開路進行檢查。進行檢查。

（4）帶負荷測試方面。帶負荷測試為二次電流回路正確性檢查的最后一道關(guān)口，凡是二次回路驗收時，必須進行帶負荷測試。并要繪制相應(yīng)的矢量圖及回路圖，將測試的電流的幅值、相位、變比進行詳細分析。

上面通過四種方式對電流回路驗收進行各種測試與分析，所以為了防止電網(wǎng)事故的及人身事故的發(fā)生，建議各單位嚴格按照該步驟進行驗收，排除由于二次電流回路驗收不合格而導致已經(jīng)驗收過得項目因為驗收其他的項目而帶來新的隱患。

結(jié)論

隨著近年來電網(wǎng)建設(shè)的迅速發(fā)展，對于新建、擴建和改造完畢并需要投產(chǎn)運行的設(shè)備，首先應(yīng)通過各種停電檢查，對接線的正確性、短路、開路等情況認真檢查。

然后通過帶負荷測試來確保電流互感器的極性接入的正確性，防止由于設(shè)計、施工和驗收等任一過程中發(fā)生電流互感器一次側(cè)的串并聯(lián)錯誤、二次抽頭接線錯誤以及接線端子松動造成開路等事項的發(fā)生，通過完整驗收工作，大大地降低了因繼電保護、測量、計量等方面給電網(wǎng)運行帶來隱患甚至事故。

因此為了確保地區(qū)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，一定要加強電流二次回路工作的驗收，特別要加強設(shè)備投運前的帶負荷測試工作，帶負荷測試是檢驗繼電保護裝置是否正確的最后一道防線。

本文編自《電氣技術(shù)》，標題為“優(yōu)化變電站新型設(shè)備二次回路驗收的步驟”，作者為劉俊才。