优化变电站新型设备二次回路验收的步骤

刘俊才

（内蒙古鄂尔多斯市薛家湾镇薛家湾供电局，内蒙古 鄂尔多斯 010300）

随着电力系统的发展，供电企业对电力系统保护、测量、计量远程控制等二次系统回路验收越来越严格。近年来由于二次系统出现问题引发的事故逐年身高。当电流互感器 CT二次侧开路时，二次侧在带电的情况下会感应出很高的开路电压，及容易引起造成设备过电压而损坏电气设备，严重时可能造成人身伤亡事故，严重危及电网的安全稳定运行[1]。所以，对电流互感器 CT二次回路接线端子的正确性检查是决定电力工程能否正常投运，正常稳定运行的关键。同时系统带负荷测试也是设备正常投运另一关键因素[2]。为了提前预防接线错误的发生，避免二次系统带负荷时出现问题。加强对电流互感器等二次系统回路的带负荷测试工作是十分必要的。

1 问题提出

内蒙古鄂尔多斯某站110kV乌松线间隔在进行更换电流互感器后，进行设备验收时，修试管理处保护班对更换后设备进行带负荷测试，一次侧负荷结果如表1所示。随后又对电流回路二次侧进行带负荷测试，保护、计量、测量数据显示如表2所示。其中，本次所测试中，电压以110kV母线电压为标准值，其中角度ω为电压超前电流的数值，一次侧P1极性端为靠母线侧，二次侧S1极性端为出线侧。

表1 110kV乌松线一次负荷数据表

表2 110kV乌松线二次侧带负荷测试数据表

（续）

对上面表格数据进行分析，当处于理想情况下，三相负荷侧电流在数值上应该是大小相等的。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°。但在测试过程中，负荷变化也会对所测试数据有产生很大的影响。而每一相电流互感器的绕组是变比是固定的。所以二次侧数据也会随着发生变化。角度方面，由于一次侧负荷有功、无功均为负，而且全部为受入端。因此在对保护功率六角图的分析时，A相电流位于功率六角图的第三象限。通过上面分析，可以明显看出测计量绕组的C451、N451回路及测量绕组的C441、N441回路电流二次值呈现异常，需要对这两套系统的接线进行重新检查分析。二次保护绕组二次电流值结果正常，如图1所示。

图1 保护绕组功率六角图

2 理论分析

针对测量系统及计量系统，二次电流值及角度出现问题，目前主要包括以下几种原因，即主要是回路接线问题方面的原因。造成这种情况的原因分别为二次回路短路、二次回路开路、极性接反等。下面通过对表1、表2中的数据进行详细分析，来判断测量绕组及计量绕组中电流及角度数据异常的原因。

2.1 测量组数据异常原因分析

通过对矢量图分析，可以明显看出110kV乌松线间隔开关电流互感器测量回路存在明显问题。其中，一方面 N441回路电流数值为 105.2mA，约为测量回路A441、B441回路二次电流数值的2倍多。另一方面测量绕组C441与N441回路角度相差大于180°。

通过对测量绕组绘制矢量图，如图2所示，若C441绕组极性接反，则会出现三相电流不对称情况。而根据表1所示，A441、B441、C441三相电流幅值没有明显差距。显然排除 C441绕组极性接反情况。处于这种情况下中性线 N441内流过的电流为约为相电流的数值的2倍，其N441的角度与C441的角度相同，基本满足带负荷测试的结果要求。

图2 C相2S1与2S2接线接反形成的二次电流矢量

在排除极性接2反这种情况，可以初步判定为C相异常是由于测量绕组接线错误而引起的。在确认停电后，对工地测量组接线进行检查，果然发现是由于端子接线接反而引起。C相电流互感器二次接线端子2S1与2S2接线接反。现对绘制C相测量绕组接反后的二次电流回路图，如图3所示。

2.2 计量组数据异常原因分析

图3 C相2S1与2S2接线接反形成的测量绕组二次电流回路见图

通过对计量绕组绘制带负荷测试矢量图，如图4所示。可以明显看出计量绕组存在的明显问题，即二次电流 A451与B451电流幅值基本相等，而且角度也符合一次负荷特性测试结果值。A、B相符合常规结果。接下来对 C相与 N相进行分析。C451电流幅值为0，角度没有结果。中性线N451回路的电流幅值及回路角度与A451及B451电流幅值及角度矢量和相同。由此可以断定，计量组异常，原因为本回路中 C相开路、CT本体侧短路或接地等。若出现C相本体侧短路或者接地情况时，即会发生电流互感器与短路点并联，从而产生并联回路。此时C相电流数值大小仅为A相、B相数值的一半，这样与表2中的测试结果明显不符，可以排除这种情况。在排除以上两种情况后，即基本可以判定为计量绕组发生了开路问题。在对设备断电后，经过现场检查发现，确实出现开路现象。如图5所示，计量装置端子排处开路，因此，可以断定为开路故障。但是在带负荷测试时，负荷电流很小，未发现明显开路现象，最后经过接线处理后，重新进行带负荷测试，结果显示正常。

图4 带负荷测试二次电流矢量图

3 对新设备电流回路验收的工作建议

图5 电流互感器计量组二次回路简图

通过上面两组故障案例的分析，可以看出电流互感器二次回路接线的正确性始终是验收前的一件重大事宜，是保证设备正常投运的关键，是基建、大修、技改工程验收的重点。二次电流回路在设计、安装、调试、验收等每一个环节上都非常重要。绝不容许出现漏项，为此内蒙古电网公司根据目前出现的各种异常现象，结合实际工作，制定了相应的反事故技术措施。严格杜绝事故的发生，要求工作人员在工程现场必须按照反措要求逐项开展工作，确保电网安全稳定。笔者针对二次回路验收工作提出以下步骤建议。

1）电流互感器接线极性检查方面。二次回路接线端子非常庞杂，在接线过程中由于疏忽极易出现错误，要加强对电流互感器一次侧极性及二次接线端子箱中接线端子的正确性，确保不发生接线错误。

2）电流互感器接地情况检查方面。电流互感器的二次回路有且只能有一个接地点。因此，对接地检查可以与二次回路的绝缘检查一并进行。

3）电流互感器开路与短路检查方面。针对目前出现较多的二次回路短路及开路现象。要求现场人员在接线完毕后必须要采用万用表进行连通性检查。也可以通过一次升流器升流，对短路与开路进行检查。进行检查。

4）带负荷测试方面。带负荷测试为二次电流回路正确性检查的最后一道关口，凡是二次回路验收时，必须进行带负荷测试。并要绘制相应的矢量图及回路图，将测试的电流的幅值、相位、变比进行详细分析。

上面通过四种方式对电流回路验收进行各种测试与分析，所以为了防止电网事故的及人身事故的发生，建议各单位严格按照该步骤进行验收，排除由于二次电流回路验收不合格而导致已经验收过得项目因为验收其他的项目而带来新的隐患。

4 结论

随着近年来电网建设的迅速发展，对于新建、扩建和改造完毕并需要投产运行的设备，首先应通过各种停电检查，对接线的正确性、短路、开路等情况认真检查。然后通过带负荷测试来确保电流互感器的极性接入的正确性[4]，防止由于设计、施工和验收等任一过程中发生电流互感器一次侧的串并联错误、二次抽头接线错误以及接线端子松动造成开路等事项的发生，通过完整验收工作，大大地降低了因继电保护、测量、计量等方面给电网运行带来隐患甚至事故。因此为了确保地区电网的安全稳定运行，一定要加强电流二次回路工作的验收，特别要加强设备投运前的带负荷测试工作，带负荷测试是检验继电保护装置是否正确的最后一道防线。

[1]谈强.电流互感器二次侧开路的危险及对策[J].广东电力, 2009, 22(7)： 54-57.

[2]何丽平, 李春亮, 林楚斌.带负荷测试方法探讨[J].广东电力, 2010, 23(11)： 102-104.

[3]袁子康.带负荷测试时检验继电保护装置的最后一道防线[J].地方电力管理, 2004(4)： 47-48..