发电厂电气二次调试若干问题分析

洪梅子,张侃君，陈 堃

（国网湖北省电力公司电力科学研究院，湖北 武汉 430077）

0 引言

近年来，在不断总结经验教训和研究改进方法的基础上，发电厂电气调试已经逐渐形成了一套较为规范的流程。目前的调试方法的优点在于原理简单，操作简便[1]，但电气二次调试作为发电厂调试中的一个重要组成部分，仍然存在一些问题[2][3]，例如校验结果不够准确，在机组并网运行后因电流互感器（TA）极性错误导致机组非计划停机等，现有的调试方法已不能满足实际对调试结果的高准确性以及调试工作高效率的要求。因此，对发电厂电气二次调试中存在的若干问题进行研究具有非常重要的现实意义。

本文对二次系统调试的规范性、TA极性测量的改进以及TA选型优化等问题进行了分析，最后提出了相应的解决方案。

1 发电厂电气二次调试方法分析

目前，发电厂电气调试按顺序可分为交接试验和系统试验两个阶段，其中交接试验又可分为单体调试和分系统调试两部分。发电厂电气二次调试的内容主要包括二次回路检查、二次回路极性校验、二次设备及与二次设备相关的一次设备保护校验等。

1.1 二次回路检查

二次回路检查是电气二次调试的基础，目的是保证二次回路的正确性和完整性，该项工作的质量将对后续工作的有效开展起着关键作用。

目前，检查二次回路是否正确一般采用灯泡法或万用表法。其中灯泡法是指在电缆芯和大地构成的回路中间串联灯泡和电池，当灯泡点亮，说明回路正确。万用表法的原理与之相同，将万用表串联在回路中，万用表发出蜂鸣声，说明回路正确。

该方法有效地检查了二次回路硬接线的正确性，为后续的工作打下了基础。但由于现场硬接线数量太多，容易造成疏漏，并且该方法只能检查接线的正确性，不能保证二次回路原理上的正确性，因此还需要进行二次通流、保护校验等后续工作。

1.2 二次回路极性校验

在发电厂调试的交接试验和系统试验中，都需进行二次回路的极性校验。

以电流互感器（TA）的极性校验为例，在交接试验中，通常采用一次通流和二次通流的方法。二次通流是利用继电保护仪在TA根部加入二次电流，通过对保护装置测量结果的分析，判断保护极性是否正确。二次通流只能检测通流回路中的TA极性的正确性，而一次通流则可以检查调试范围内所有的TA极性。一次通流试验需要用一个大电流发生器，从一次侧TA绕组直接通入电流，或者将变压器低压侧短接，用升压变在变压器高压侧加压，用变压器的短路电流作为一次电流[4]。由于此方法中用到的短路电流远小于额定电流，最后还要在系统调试的过程中，校验TA极性，对交接试验的测试结果作进一步验证。

我这时意识到，在这个叫老四的人身边小心点是明智的，尽管他之前在平台上救我时满面和气，但这种平静的外表下好像暗藏危险。

由于变压器的变比太大，在进行通流试验时，二次侧的电流很小，只有毫安。而一般的钳型相位表的精度没有这么高，不能测出二次侧电流的大小，无法确定变压器高低压侧的相位，也无法校验差动保护的极性，只能等到带负荷试验时再进行校验。一旦极性反接，就需要停电进行改线，影响了调试的进度和系统的运行。所以需要改进试验方法，使小电流也可以被准确测量，这样就可以在带负荷前确定差动TA的接线是否正确。

1.3 二次设备及与其相关一次设备检验

主要通过对继电保护装置的调试来检查二次设备以及与二次设备相关的一次设备的性能是否合格。继电保护调试主要包括发变组保护调试、起备变保护调试、同期装置的调试和励磁装置的调试。

发电厂电气调试过程中，主要存在两个不规范问题：（1）继电保护调试需要模拟电气故障的实际过程，通过继电保护装置对故障的反应来对二次设备及与之相关的一次设备进行检测。但是，现有的继电保护校验模拟故障状态与实际情况并不相符，导致出现故障时，保护结果与实际不符。此时，应该用整组功能进行调试，因为整组功能可实际模拟故障情况。（2）在做某些功能试验时，由于原理复杂，常规的通流加压的方法无法达到要求，需要用继电保护仪的新功能来提高工作的准确性和效率，在下一节中，将以失磁保护为例，介绍调试复杂保护应用的规范方法。

2 电气二次调试改进措施

上文对现有的发电厂电气二次调试方法作了简要分析，虽然电气二次调试方法已经较为成熟，但依然存在调试不规范、TA极性测量困难、差动保护中TA选择不合适等问题，下面将对这些问题进行分析探讨。

2.1 调试规范化改进措施

以某电厂的失磁保护调试为例，传统的校验方法只能测出异步阻抗圆的上下端点，上端点阻抗为2.09Ω∠-90°，下端点阻抗为33.36Ω∠-90°。

该方法只能大致校验出阻抗圆的位置。改用继电保护仪的阻抗特性试验功能模块来进行试验，继电保护仪自动测出的特性图如图1所示。

图1 新方法测得的阻抗圆Fig.1 The impedance circle measuring with new method

通过比较，采用阻抗特性试验的方法比传统的测量上下端点的方法不仅效率高，而且结果准确直观。

2.2 TA极性测试优化方法

图2 多回绕线法测小电流Fig.2 Measuring small current with multi winding line method

在图2中，A、B是缠绕了N圈的导线两端，用钳形电流表测量A、B之间的电流，就是扩大了N倍的电流，这样就很容易测出小电流。

2.3 TA选型

在调试的过程中经常发现TA选型错误，例如，主变高压侧TA与中性点TA的容量差异过大，某侧TA的容量选择过小等。发生外部短路时，各侧TA的饱和程度明显不一致，导致差流增大，造成差动保护误动。某侧TA的容量选择过小，将导致发生外部短路时，TA出现严重饱和，导致差动保护误动。因此在调试的过程中，应该对TA的容量变比选择中发现的问题及时反馈并改正，避免运行时出现问题。

例如，在某电厂调试过程中，发现试验得出的高厂变差动的制动系数k与定值偏差较大。原因在于高厂变的高低压侧变比相差太大，高压侧的TA变比为1 600/1，低压侧的TA变比为1 000/5，这样导致高压侧的额定电流为0.33 A，低压侧的额定电流为5.725 A，计算出的平衡系数相差17倍，严重影响了试验结果。

差动保护中各TA的容量及变比的匹配十分重要，设计院在进行设计的时候应该充分考虑这一点。在进行电流互感器选择时，应遵循以下几个原则：（1）电流互感器额定一次电流应大于主变低压侧额定电流，根据工程经验建议在1.05倍至1.3倍之间[5-6]；（2）按电流互感器二次回路阻抗选择额定的二次容量；（3）高低压侧电流互感器的变比选择应与容量一起考虑，应使高低压侧的额定电流相差不要过大，以免引起差动保护误动或者拒动。

2.4 一些特殊设备的保护设计问题

发电厂的一些特殊设备与常规保护不同，设计的时候如果按常规保护的情况来考虑，会造成调试无法正常进行。

在某电厂改扩建工程中，存在燃机和汽机两个发电机。调试过程中，燃机保护会发一个保护节点信号来启动汽机保护，而汽机保护启动后，也会发一个保护节点信号启动燃机保护，导致保护进入死循环，一旦发生故障，不能复归。

通过增加控制屏上的一个节点，就可以阻止死循环。该方法简单易行，在工程实践中取得了良好的效果。

遇到特殊设备时，调试工作一定要全面而细致，发现问题要及时与设计院反馈并更正。

3 结语

针对目前发电厂电气二次调试方法依然存在的调试方法不规范、电流互感器（TA）变比不匹配、无法在小电流情况下确定保护极性以及二次回路设计不合理等问题，本文对现有发电厂电气二次调试内容和方法进行了分析，着重阐述了复杂保护调试的改进方法，对TA变比不匹配、无法在小电流情况下确定保护极性以及二次回路设计不合理等问题进行了研究，并提出了解决方案。

在现场调试中，可以改进的方法还有很多，也不断有新的问题出现，有待在后期的工作中不断研究和探讨。

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