干式降压变作为升压变运行的技术

南泽瑞

(广东省连州粤连电厂有限公司，广东 清远 513400)

1 概述

2013-06-20，某电厂220 kV升压站永久退出运行，并解开厂内升压站架构至围墙外耐张塔的引线。厂用电由附近110 kV岭山变电站单回专用10 kV线路供电。

升压站停电前全厂共有4台变压器运行，分别为0号高备变20B、2号低备变50B、2号补给水变68B、灰水回收变82B。全厂所有6 kV母线以及380/220 V母线均在运行。具体运行方式为：6 kV备用段通过0号高备变20B供电、厂用6 kV母线通过各自备用电源进线开关供电、6 kV脱硫段通过772A，772B供电；380/220 V母线(含脱硫、输煤系统)由2号低备变50B供电，380 V脱硫工作段由2号冲灰水泵动力电缆经脱硫循环泵房检修电源箱开关供电；输煤系统电源由380/220 V低压公用IB段通过2号检修空压机动力电缆、临时电缆供至1期碎煤机室专用屏母线，再通过专用屏进线电源经动力电缆供电至380/220 V输煤I段母线；紧急备用变30B为冷备用状态。

升压站停电后，通过投入紧急备用变30B运行，由紧急备用变30B向厂内各380/220 V母线供电(含脱硫、输煤系统380/220 V母线)。江边灰坝原来为6 kV电缆送达并经降压变压器后供电，升压站停运后采用通过1号低压公用变62B干式变低压侧开关462A→1号低压公用变62B→1号低压公用变高压侧开关662→6 kVIB段母线→1号补给水变67B、灰水回收变82B的方式进行供电。1号低压公用变62B由降压变压器变为升压变压器运行。

2 技术要求

(1)变压器不分功率流向，配电变压器正常时从高压向低压输送电能，非正常时从低压向高压输送电能。设计变压器时，适当地增加了副边绕组的匝数，以消除副边输出功率时的电压降。若用副边绕组作为输入的原边，则输出的电压会低于设计值，因而需要现场实测空载变压器高压侧电压值来确定是否可行。

(2)变压器一般都是初级线圈绕在里面，次级线圈绕在外面，以减少漏磁(极小功率的变压器例外)。当起着主激磁作用的初级线圈到外面时，将导致变压器发热增加、效率下降，因而需要控制变压器反充电运行的功率，实时监控变压器运行时的绕组温度。

(3)原来的变压器保护装置电气采集量取自安装于变压器高压侧的CT(电流互感器),改为升压变压器后，需要将保护采集的电气量调整到变压器的低压侧，使得在变压器故障时能快速地切除电源进线开关。

(4)由于系统结构的变化，反充电至高压母线时，可能会造成高压母线PT(电压互感器)谐振。需要综合考虑各种参数来确定谐振设备，然后通过增加消谐装置来处理。

3 实施过程

(1)将变压器保护装置电气采集量改接至变压器的低压侧，然后重新进行定值整定计算。

(2)由于采用1号低压公用变反充电至6 kV母线的供电方式运行，可能会导致电压不能维持在6 kV以上或发生PT谐振，不能满足380/220 V补给水Ⅰ，Ⅱ段上补给水泵运行。于4月30日进行1号低压公用变反充电试验。维持原来的供电方式，停运6 kV IB段母线，采用1号低压公用变62B低压侧开关462A→1号低压公用变62B→1号低压公用变高压侧开关662→6 kV IB段母线，当合上662开关时，6 kV IB母线电压表的读数摆动，6 kV IB母线绝缘监察装置告警。6 kV IB母线A相电压较低且波动，其余两相电压基本正常，6 kV IB母线PT开口三角电压为70 V。通过研究分析认为是虚幻接地产生零序电压，投入高压负荷后虚幻接地消失。

(3)按预定的供电方式，通过干式变反充电将各供电负荷恢复运行。

4 问题分析

6 kV系统为中性点不接地系统，正常运行时，母线接有线路或者其他设备，系统三相对地电容较大，抵消PT励磁电抗后对地电容仍较大，且总体上三相基本平衡。根据节点电位法计算，变压器中性点对地电压基本为0，此时PT一次线圈承受正常相电压，其二次也为正常值。当变压器给空母线充电时，此时母线对地电容本来很小，但由于PT励磁电抗的补偿作用，特别是低压侧充电过程中的冲击可能导致PT过励磁而使总导纳变为感性。这时就有可能产生基波谐振，使得零序电压U0明显变大，故空母线送电时，三相PT相对地电压差别一般较大，开口三角电压也会大大超过正常电压，其现象多为两相电压高，一相电压低；或两相电压偏低，一相电压偏高。

由于电压不平衡，某相电压瞬间升高或者空载合闸的激发因素，尤其当PT励磁特性较差时，极易产生PT与变压器中性点对地电容产生高频谐振，此处中性点对地电容也包括绕组对外壳的电容。对变压器6 kV三角形绕组来说，虽不存在中性点但可等效为星形接法，故也应认为系统有中性点。

其结果是两相或三相相电压大幅升高，并且二次线电压可大大超过100 V；或者三相相电压极不稳定，忽高忽低。此时的过电压还有可能对设备绝缘造成危害，应避免和及时处理。

5 应对措施

通过测量和分析，确认为属虚幻接地或PT谐振现象，然后迅速改变空母线小电容状态。

对空母线充电后，首先应检查确认PT二次线电压三相均在100 V左右。确认线电压正确后，若仅相电压和开口三角电压不正常，则先排除母线一次回路存在接地的可能性，最后可认为是出现了虚幻接地。此时投入了1台变压器和1条出线，即增加了母线系统电容量及三相平衡程度后，再测量PT 二次相电压及开口三角电压，各电压值正常。

6 结论

干式降压变作为升压变运行时，如需长时间运行应控制其负荷范围，在负荷不大、电压完全可以满足要求的情况下，可以改变原来的保护方式。但是变压器空载反充电时可能会发生PT虚幻接地，这时可以通过投入新的高压负荷来消除谐振。

1 操敦奎，许维宗，阮国方．变压器运行维护与故障分析处理[M]．北京：中国电力出版社，2008.

2 王淑芹．浅谈6 kV PT谐振原因及处理方法[J]．江西煤炭科技，2009(1).

3 黄 威，杨苏利．不接地系统抑制PT谐振措施的分析 [J].河北电力技术，1999(5).

4 蔡百凌，陈葛松．合空载变压器谐振过电压的探讨[J]．华中电力，2006(3).