隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，供電企業(yè)對(duì)電力系統(tǒng)保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量遠(yuǎn)程控制等二次系統(tǒng)回路驗(yàn)收越來越嚴(yán)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(dāng)電流互感器CT二次側(cè)開路時(shí)，二次側(cè)在帶電的情況下會(huì)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(yán)重時(shí)可能造成人身傷亡事故，嚴(yán)重危及電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。所以，對(duì)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(yùn)，正常穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。同時(shí)系統(tǒng)帶負(fù)荷測(cè)試也是設(shè)備正常投運(yùn)另一關(guān)鍵因素。

為了提前預(yù)防接線錯(cuò)誤的發(fā)生，避免二次系統(tǒng)帶負(fù)荷時(shí)出現(xiàn)問題。加強(qiáng)對(duì)電流互感器等二次系統(tǒng)回路的帶負(fù)荷測(cè)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(jìn)行更換電流互感器后，進(jìn)行設(shè)備驗(yàn)收時(shí)，修試管理處保護(hù)班對(duì)更換后設(shè)備進(jìn)行帶負(fù)荷測(cè)試，一次側(cè)負(fù)荷結(jié)果如表1所示。隨后又對(duì)電流回路二次側(cè)進(jìn)行帶負(fù)荷測(cè)試，保護(hù)、計(jì)量、測(cè)量數(shù)據(jù)顯示如表2所示。

其中，本次所測(cè)試中，電壓以110kV母線電壓為標(biāo)準(zhǔn)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(fù)荷數(shù)據(jù)表

表2 110kV烏松線二次側(cè)帶負(fù)荷測(cè)試數(shù)據(jù)表

對(duì)上面表格數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)處于理想情況下，三相負(fù)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(cè)試過程中，負(fù)荷變化也會(huì)對(duì)所測(cè)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(huì)隨著發(fā)生變化。角度方面，由于一次側(cè)負(fù)荷有功、無功均為負(fù)，而且全部為受入端。因此在對(duì)保護(hù)功率六角圖的分析時(shí)，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(cè)計(jì)量繞組的C451、N451回路及測(cè)量繞組的C441、N441回路電流二次值呈現(xiàn)異常，需要對(duì)這兩套系統(tǒng)的接線進(jìn)行重新檢查分析。二次保護(hù)繞組二次電流值結(jié)果正常，如圖1所示。

圖1 保護(hù)繞組功率六角圖

理論分析

針對(duì)測(cè)量系統(tǒng)及計(jì)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(duì)表1、表2中的數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析，來判斷測(cè)量繞組及計(jì)量繞組中電流及角度數(shù)據(jù)異常的原因。

1 測(cè)量組數(shù)據(jù)異常原因分析

通過對(duì)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(cè)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(cè)量回路A441、B441回路二次電流數(shù)值的2倍多。另一方面測(cè)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(duì)測(cè)量繞組繪制矢量圖，如圖2所示，若C441繞組極性接反，則會(huì)出現(xiàn)三相電流不對(duì)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(fù)荷測(cè)試的結(jié)果要求。

圖3 C相2S1與2S2接線接反形成的測(cè)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(cè)量繞組接線錯(cuò)誤而引起的。在確認(rèn)停電后，對(duì)工地測(cè)量組接線進(jìn)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(duì)繪制C相測(cè)量繞組接反后的二次電流回路圖，如圖3所示。

2 計(jì)量組數(shù)據(jù)異常原因分析

通過對(duì)計(jì)量繞組繪制帶負(fù)荷測(cè)試矢量圖，如圖4所示。可以明顯看出計(jì)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(fù)荷特性測(cè)試結(jié)果值。A、B相符合常規(guī)結(jié)果。

接下來對(duì)C相與N相進(jìn)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(jì)量組異常，原因?yàn)楸净芈分蠧相開路、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(shí)，即會(huì)發(fā)生電流互感器與短路點(diǎn)并聯(lián)，從而產(chǎn)生并聯(lián)回路。此時(shí)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(cè)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(jì)量繞組發(fā)生了開路問題。

在對(duì)設(shè)備斷電后，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，確實(shí)出現(xiàn)開路現(xiàn)象。如圖5所示，計(jì)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(fù)荷測(cè)試時(shí)，負(fù)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(jìn)行帶負(fù)荷測(cè)試，結(jié)果顯示正常。

圖4 帶負(fù)荷測(cè)試二次電流矢量圖

圖5 電流互感器計(jì)量組二次回路簡(jiǎn)圖

對(duì)新設(shè)備電流回路驗(yàn)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(yàn)收前的一件重大事宜，是保證設(shè)備正常投運(yùn)的關(guān)鍵，是基建、大修、技改工程驗(yàn)收的重點(diǎn)。二次電流回路在設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、驗(yàn)收等每一個(gè)環(huán)節(jié)上都非常重要，絕不容許出現(xiàn)漏項(xiàng)。

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(shí)際工作，制定了相應(yīng)的反事故技術(shù)措施。嚴(yán)格杜絕事故的發(fā)生，要求工作人員在工程現(xiàn)場(chǎng)必須按照反措要求逐項(xiàng)開展工作，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定。筆者針對(duì)二次回路驗(yàn)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(cuò)誤，要加強(qiáng)對(duì)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(cuò)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(gè)接地點(diǎn)。因此，對(duì)接地檢查可以與二次回路的絕緣檢查一并進(jìn)行。

（3）電流互感器開路與短路檢查方面。針對(duì)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(chǎng)人員在接線完畢后必須要采用萬用表進(jìn)行連通性檢查。也可以通過一次升流器升流，對(duì)短路與開路進(jìn)行檢查。進(jìn)行檢查。

（4）帶負(fù)荷測(cè)試方面。帶負(fù)荷測(cè)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(yàn)收時(shí)，必須進(jìn)行帶負(fù)荷測(cè)試。并要繪制相應(yīng)的矢量圖及回路圖，將測(cè)試的電流的幅值、相位、變比進(jìn)行詳細(xì)分析。

上面通過四種方式對(duì)電流回路驗(yàn)收進(jìn)行各種測(cè)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(yán)格按照該步驟進(jìn)行驗(yàn)收，排除由于二次電流回路驗(yàn)收不合格而導(dǎo)致已經(jīng)驗(yàn)收過得項(xiàng)目因?yàn)轵?yàn)收其他的項(xiàng)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(duì)于新建、擴(kuò)建和改造完畢并需要投產(chǎn)運(yùn)行的設(shè)備，首先應(yīng)通過各種停電檢查，對(duì)接線的正確性、短路、開路等情況認(rèn)真檢查。

然后通過帶負(fù)荷測(cè)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(jì)、施工和驗(yàn)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(cuò)誤、二次抽頭接線錯(cuò)誤以及接線端子松動(dòng)造成開路等事項(xiàng)的發(fā)生，通過完整驗(yàn)收工作，大大地降低了因繼電保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量等方面給電網(wǎng)運(yùn)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(yùn)行，一定要加強(qiáng)電流二次回路工作的驗(yàn)收，特別要加強(qiáng)設(shè)備投運(yùn)前的帶負(fù)荷測(cè)試工作，帶負(fù)荷測(cè)試是檢驗(yàn)繼電保護(hù)裝置是否正確的最后一道防線。

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