CPR1000型核电厂辅助电源系统通流试验的方法研究

易宁，刘森，余良，柳强

（中广核工程有限公司，广东深圳 518031）

LGR系统通流试验作为LGR系统送电前的一个重要试验，目的在于检验升压站的CT变比和接线正确性，确保继电保护装置能够正确动作，对继电保护二次回路检查有重要作用[1]。常规的通流试验方法使用载流电缆和主回路导体相配合，穿过需要进行通流试验的各个CT，形成一个回路，然后接大电流发生器，在试验回路中产生大电流，验证CT功能[2]。使用常规方法在对LGR系统进行通流试验时，需要在GIS接地刀闸两侧加入电流，然后通过载流电缆的配合，使电流通过各个CT。但是受电气设备布置的影响较大，在试验过程中需要对GIS接地连片进行改动，对载流电缆进行端接等辅助工作。消耗较多的人力、物力，并且受设备容量的限制，常需要进行三相的分相通流试验，效率较低。

本文在分析LGR系统的运行方式的基础上，提出了一种通流试验的新方法。该新方法通过调节两台辅助变压器自身的有载调压开关，在主回路中调节出满足通流试验电流大小的环流，完成通流试验。经仿真计算分析和现场试验验证，结果表明该新方法实施简单便捷，减小了人力、物力等方面的消耗，是220 kV变电站通流试验的新方法。

1 阳江220 kV变电站简介

阳江220 kV变电站采用GIS设备，电气主接线采用双母线接线方式（如图1所示），设专用的母联断路器；总规划220 kV线路间隔2个，总规划配置6台34 MVA变压器，一期投产两台；6.6 kV主接线采用单母线分段接线方式，设专用的分段断路器。阳江220 kV变电站作为阳江核电厂的重要辅助电源，在反应堆冷却剂事故和主电网故障同时发生时的情况下，为厂区供电确保核安全。

图1 阳江220 kV变电站一期电气接线图Fig. 1 The wiring diagram of the 220 kV switch stationin the first phase

2 通流试验的新方法

2.1 原理简介

根据变压器并联运行的条件，要求两台变压器的变比、连接组别、阻抗等参数相同或相等，否则，如果变压器的变比、连接组别、阻抗等参数不同，将会导致两并联的变压器间产生环流。因此，改变两并联变压器的上述参数，并在其低压侧加交流电源使得回路中产生满足要求的环流，从而利用此环流进行通流试验。

阳江核电厂辅助开关站采用双母线接线方式，两台变压器并列运行，两台变压器容量、联接组别、额定电压、变比等参数完全一致，变压器采用恒磁通调压方式，低压侧绕组的分接电压恒定。根据现场情况，将两台变压器通过母联并列，然后调节变压器的有载开关档位，调节两台变压器变比，产生电压差，从而在两台变压器组成的环路中产生环路电流，流过各个CT，完成回路通流，如图2所示。

合上联络开关将1号、2号辅变的低压侧连接起来，合上母联断路器2021使1号、2号辅变高压侧连接起来，这样，1号、2号辅变高低压侧连接起来形成一个环路。在低压侧接入一个三相380 V交流电源，然后调节1号、2号辅变的有载调压开关，使得两台辅变的高压侧产生压差，最后使1号、2号辅变组成的环路中出现环流。环流在主回路中流动，达到通流试验的要求。

图2 通流试验电气单线图Fig. 2 The electrical diagram of the current flow test

2.2 理论计算

根据变压器并联的模型，简化得到变压器高压侧环流示意见图3。

图3 高压侧环流示意图Fig. 3 The schematic diagram of the loop current at the HV side

其中，Ud为电压差；ZT1、ZT2分别为1号、2号辅变折算到高压侧的阻抗；Ih为高压侧环路电流。

由于两台变压器变比的不同，在低压侧加入一个相同电压后，会在高压侧感应出不同的电压，继而产生了电压差，并且两台变压器高压侧通过母联断路器连接形成了一个完整回路，在电压差的驱动下，产生了环流[4]。

ZT1L、ZT2L分别为1号、2号辅变的低压侧短路阻抗；IhL为低压侧环流；K为档位差。查得1号、2号辅变额定短路阻抗电压：UT1%=7.99%、UT2%=7.96%；额定容量SN1=SN2=34 000 kV·A；额定高压侧电压UT1=UT2=220 kV；额定变比为220/6.9±8×1.25%。

求得折算到两台变压器高压侧的短路阻抗[5]：

根据不同档位得到高、低压侧电流结果，如表1所示。

表1 变压器高、低压侧环流计算值Tab.1 The loop current of transformer at the HV/LV side

根据表1，可以得到高压侧环流可高达6 A，可以满足通流试验条件。

3 试验

3.1 仿真试验

为了进一步验证此理论计算的正确性，使用电力系统常用分析软件ATP软件对此计算模型进行了仿真计算，以电压变比相差16档位为例。仿真模型如图4所示。

图4 通流试验模型Fig. 4 The model of the current flow test

得到仿真变压器高压侧环流电流波形如图5，电流有效值约为7 A。

得到仿真变压器低压侧环流电流波形如图6，两台变压器低压侧电流分别为为198 A和240 A。根据基尔霍夫电流定律：I1L=I2L+I源。而图2中变压器低压侧380 V交流电源电流约为40 A。

图5 变压器高压侧电流波形图Fig. 5 The current wave of transformer at the HV side

图6 变压器低压侧环流电流波形图Fig. 6 The loop current of transformer at the LV side

3.2 现场试验

根据理论计算，在现场进行了通流试验，档位调制16档，得到试验结果如表2所示。

表2 实测数据与理论计算值比较Tab. 2 The measured data and the theoretical value

3.3 结果分析

根据仿真计算与理论计算值相差较小，证明理论计算基本正确。实测数据与理论计算值误差见表3。

表3 实测数据与理论值的误差Tab. 3 The error between the measured and the theoretical values

由表3可见，实测数据与理论值间有一定误差，并且，变压器低压侧电流误差较小，变压器高压侧电流误差较大。此误差的主要来源为测量误差，因为高压侧电流较小，CT在测量较小电流时误差较大。低压侧由于电流较大，测量的电流误差较小。所以，根据现场试验结果分析，之前的理论计算基本正确。可以据此来指导试验。

4 结论

根据以上的分析可知，利用两变压器并联运行产生环流进行通流试验的方法正确可行。能较大地降低试验的人力物力，提高试验效率，具有推广意义。可以极大地降低通流试验的人力、物力消耗，提高试验效率。

[1] 张保会，尹项根. 电力系统继电保护[M]. 北京：中国电力出版社，2010.

[2] 兀鹏越.利用一次电流检验电流互感器二次回路的方法[J].电力建设，2011（12）：88-91.WU Pengyue. Test method for accuracy of second circuit using primary current[J]. Electric Power Construction，2011（12）：88-91（in Chinese）.

[3] 胡虔生. 电机学[M]. 北京：中国电力出版社，2009.

[4] 张良胜. 变压器变比误差对并联运行环流的影响[J]. 变压器，2010（10）：65-68.ZHANG Liangsheng. Influence of ratio errors to parallel operation transformer circular current[J]. Transformer，2010（10）：65-68（in Chinese）.

[5] 胡虔生. 电机学[M]. 北京：中国电力出版社，2009.