电网新设备投运时相关试验方法与措施的探讨

赵 慧，钟宝骥

（国网江西省电力公司南昌供电分公司，江西 南昌 330006）

0 引言

电网新设备投运前，应进行线路参数绝缘检查等准备工作，此外需要对其进行必要的试验，以保证运行的安全。根据多年现场实际接触的投运经历，总结了新设备投运时应完成的主要工作及采取的一些措施方法。

1 新设备的冲击试验

电网新设备投运有别与已经投运后设备正常复电投运，有条件的情况下，在新设备投运前，相关变电站的一次设备为适应投运工作需要而应调整运行方式。如空出一段母线或一条线路，利用已经运行过母联开关或线路开关对新设备进行充电。避免新设备投运工作影响到电网设备的正常运行。为了检验新设备的绝缘和机械强度等特性，投运中一般都需要对新设备用全电压进行冲击。特别是变压器，在冲击合闸时在励磁涌流的作用下，可以对差动保护的接线、特性及定值进行检验。按照相关规程规定，对新线路、新开关、新母线冲击三次。对新主变冲击五次，对大修后主变冲击三次为宜。实际操作中，还应保证每次冲击试验正常结束后间隔一段时间再进行下一次冲击。

防止在操作过程中的过电压“影响”变压器绝缘，冲击期间应合上变压器的的各侧中性点刀闸。

2 新设备的冲击试验时继电保护及安全自动装置配置

在新设备投运中，考虑到新设备的不确定性和系统运行方式的临时变动，还要从继电保护方面保证新设备的安全和原有系统的安全。这些二次新设备同样也有不确定性，需要利用系统中已经运行过的开关和保护作为新设备的后备开关和后备保护。总之为保证相关设备承受短路电流的时间尽量短，新设备投运期间继电保护必须有足够的灵敏度，允许失去选择性。若是采用母联开关冲击新设备，母联开关是新设备的后备开关，母联保护作为新设备的后备保护，应临时投入母联断路器保护中的充电保护，如图1所示；若是采用线路开关冲击新设备，线路开关作为新设备的后备开关，线路保护作为新设备的后备保护，则需要退出该线路的重合闸，并调整该线路保护定值，如图2所示。

图1 用母联开关做后备开关送新设备

图2 用线路开关做后备开关送新设备

为了提高新设备投运期间相应设备继电保护的灵敏度，送电前，应对后备开关的保护做出调整：如退出保护的方向元件，退出保护的电压闭锁元件，降低动作电流值、增大阻抗定值、缩短动作时间等措施使后备开关的保护范围包含新设备。即后备开关的保护装置准确、快速切除新投设备范围内的所有故障。

举例说明，某变电站新投一台220/110/10 kV 180 MVA主变。主接线方式为双母线，可将正在运行的设备倒到一段母线上，另一段母线作为试验母线。此时可以把220 kV母联开关作为新主变送电的后备开关，即采用220 kV母联开关保护作为新主变投运期间的后备开关的保护。除了按照正常运行方式投入新主变的相关保护外，还宜投入220 kV母联开关保护——包含一段式相电流保护、零序过流保护。该保护的取值必须满足以下三个条件：1）躲过变压器空送时的励磁涌流；2）能保护到新投运主变的中压侧，并对其有足够灵敏度；3）能满足系统稳定要求。

相关设备参数及具体计算如下：

新投主变参数：额定电压：220/110/10 kV 伏；额定电流：451.8 A/903.7 A/4 948.7 A；阻抗电压：高-中13.31%/高-低23.94%/中-低8.15%；该变电站110 kV母线相间故障，220 kV 母联流过最小短路电流为2 500 A；该变电站110 kV 母线接地故障，220 kV 母联流过最小零序电流为1 500 A。

躲过变压器空送时的励磁涌流：Idz≥(2～3)×451.8＝（903.6～1 354）A

保护到新投运主变的中压侧相间故障，并对其有足够灵敏度：Idz≤2 500/1.5＝1667 A，

保护到新投运主变的中压侧接地故障，并对其有足够灵敏度：Idz0≤1 500/1.5＝1 000 A。

满足系统稳定要求，要求该变电站220 kV 母线相间故障切除时间为0.08 s，接地故障切除时间为0.8 s。

综合上述，220 kV 母联开关相电流一次动作值取1 400 A，动作时间取0.05 s；零序电流一次动作值取900 A，动作时间取0.5 s。

新投主变的保护定值也应改为临时送电定值。主要包括新投主变各侧复压方向过流保护、各侧零方向序保护及中压侧阻抗保护。

高压侧复压方向过流一段的动作电流及动作时间的取值方法是在与220 kV母联开关保护能配合的前提下，原则同220 kV母联开关。通过实际计算，相电流一次动作值取1 356 A，动作时间取0.03 s。

高压侧复压方向过流二段的动作电流及动作时间的取值必须满足以下两个条件：1）躲过变压器空送时的励磁涌流；2）能满足系统稳定要求。通过实际计算，相电流一次动作值取384 A，动作时间取0.5 s。

同时，高压侧复压方向过流保护中低电压定值、负序电压分别通过取最大值、最小值来达到开放电压闭锁元件的目的。复压方向过流保护中方向元件根据保护装置的不同做如下处理：能退出方向元件的装置退出方向元件；不能退出方向元件的装置方向元件取正常运行时的方向。

高压侧方向零流保护的动作电流及动作时间的取值必须满足以下两个条件：1）要求有一段能对高、中压侧有规定灵敏度；2）能保护到新投运主变的低压侧，通过实际计算，零流一次动作值取360 A（正常运行定值），零流动作时间取0.3 s。

中、低压侧后备保护的临时送电动作时间按照不大于高压侧后备保护动作时间进行调整。

若采用上级线路对新设备进行充电，上级线路对侧开关作为新设备的后备开关，上级线路对侧开关的保护做为新设备投运期间的后备开关的保护。一般采用降低电流动作值、增大阻抗动作值、缩短动作时间等方式来修改上级线路对侧开关临时送电定值。其目的依然是提高该条线路保护的灵敏度，使后备开关的保护范围的包含新设备，并对其有一定灵敏度。并且会退出该线路开关的重合闸，避免新设备有故障缺陷时再次受到故障电流的冲击。

3 新设备的核相

新设备的核相主要是核对新设备和电网对接处的一次和二次的相序是否一致，防止保护装置、同期装置、计量装置等需要二次电压的设备出现误差。特别对于可以合环运行的设备更需要核相位，因为电网合环点两侧相位若不一致，电压差、相位角都不符合允许规定范围，那这两侧相位或相序不同的交流电源合环将产生很大的相间直接短路故障电流，巨大的电流会造成电气设备损坏的危害性。为了使设备投运后能实现安全的合环操作，必须经过核相试验。在来自两个不同电源的开关及刀闸两侧对新投设备应进行一次核相且正确。一次核相正确后投上相关电压互感器，对相应回路中的电压互感器进行二次定相，然后再二次核相且正确。一、二次核相正确后进行并环、解环操作一次。

4 新设备带负荷试验

对新投设备的保护装置要进行带负荷试验。在进行带负荷试验时，差动保护按照正常投入。检验保护电流、电压回路的正确性。

5 新设备投运时其他相关注意事项

1）上述投运工作结束后，将新设备投运过程中继电保护临时修改的送电定值改回正常运行定值。系统运行方式调整为正常运行方式。

2）新投或大修后的变压器在冲击试验前将有载调压开关档位调至满档档位，在冲击试验结束空载运行期间，进行档位调节试验。

6 结论

总之，新设备启动必须严格按规程中启动原则实施，同时又要根据现场实际情况不断完善，真正保证接入系统的新设备正常可靠投运。

[1]刘富强.电网新保护设备投运的规范试验研究[J].黑龙江科技信息，2012，36：85.

[2]常凤然，张洪，高艳萍.新设备投运与继电保护运行方式[J].电力系统自动化，2003，27（21）：89-92.