电容器模拟负载保护带负荷试验的方案及实施

俞立凡

(杭州华电下沙热电有限公司，浙江 杭州 310018)



电容器模拟负载保护带负荷试验的方案及实施

俞立凡

(杭州华电下沙热电有限公司，浙江 杭州 310018)

〔摘 要〕新建电厂倒送电阶段因运行方式或设备、安装等因素影响，难以进行线路、母线、主变、高压厂变等保护的带负荷试验。根据电厂实际情况，提出了利用电容器模拟负载提前进行有关保护带负荷试验的方案，介绍了该方案及成功实施的结果，以供电厂同行参考。

〔关键词〕倒送电；电容器；模拟负载；带负荷试验

0　引言

新建电厂在投产前倒送电时，传统的保护带负荷试验方案为：升压站受电成功后，采用电网双回线路，通过改变系统的运行方式，即改变电网的潮流进行线路、母线的保护带负荷试验(方向性校验)；待机组启动后，再做发电机、主变、高厂变的保护带负荷试验。但当电厂只有单线路时，就无法采用上述方法进行投产前的带负荷试验；或因电厂处于新建阶段，受设备、安装等因素影响，倒送电时无法组织足够的厂用负荷对相关保护进行带负荷试验。而线路、母线等保护未通过带负荷试验，不可投入运行；厂用电系统未通过带负荷试验，同样也不能投入运行。

为此，某新建电厂利用电容器作模拟负载，在线路倒充电时，进行线路、母线、母联、主变、高压厂变等设备的保护带负荷试验(发电机保护试验除外)，并取得了成功。

1　新建电厂主接线简介

某新建电厂的电气主接线如图1所示，具有220 kV双回路、双母线，可采用电网潮流进行线路、母线保护的带负荷试验。但在实际应用中，存在以下3个技术难点。

(1)电网配合工作量大。

(2)因电厂设备未正式投产，无法保证潮流负荷穿越电厂设备运行的安全性，对电网有一定威胁。

(3)电厂厂用负荷处于安装调试中，厂用负荷不够，无法满足试验条件。但厂用电母线急需通电运行，以供机组调试、启动用电。

图1　电气主接线

DL/T995—2006《继电保护和电网安全自动装置检验规程》明确规定：对于新安装的保护装置，在投运前必须用一次电流和工作电压加以检验，以判定接到电流差动保护等对电流极性有严格要求的各组电流回路的相对极性关系及变比是否正确，每组电流互感器接线是否正确，回路连接是否牢靠等，即采用带负荷测量电压、电流相量的值及相位关系，并对其进行分析，确保接线的正确性。

为此，该厂考虑利用电容器作模拟负载(接6 kV馈线间隔)进行带负荷试验。此举虽会增加一些设备费用，但可加快试验过程，减少电网操作，缩短后期机组启动后的保护带负荷试验时间，为机组提前投产创造条件。

2　电容器模拟负载试验方案及实施

2.1电容器容量的选择

保护带负荷试验时，负荷电流越大，各种错误在差流中就越明显，即越容易判断。但由于选用电容器作模拟负载，电流越大，设备费用就越高。为了降低试验费用，在减小电流的同时应满足所用测试仪器精度的需要及差流和负荷电流的可比性要求。根据经验，在二次电流为5 A的系统中，当电流达到50 mA时，可满足保护校验的要求。

该新建电厂220 kV所选CT变比均为2 000/5，二次50 mA电流，对应一次电流为20 A，即需模拟负载电容器容量Q=1.732×220 kV×20 A= 7 620.8 kVA。

由于电容器接在6 kV系统中，需要经过高压厂变再到主变220 kV系统，变压器为感性负载，将抵消部分电容器功率。再根据电容器厂家系列产品，选择了A，B 2组电容器：A为集合式电容器，BAMH6.6/ 3 -5 000-1×3 W；B为集合式电容器，BAMH6.6/ 3-5 000(2 000+3 000)-1×3 W。2组电容器的总容量：2×6.6 kV/5 000 kVA。当6 kV母线电压在额定6.3 kV时，电容器容量折算为：2×6.3 kV/4 550 kVA，2组电容器容量合计为：9 100 kVA＞7 620.8 kVA，满足试验容量要求。

2.2电容器组接线

电容器组主要器件有：油浸串联铁芯电抗器CKSQ-50/10-1、全封闭干式放电线圈FDGE-6.6/ 3-5 000 -1×3W和BAMH6.6/ 3

由于电容器组在额定电压6.3 kV下的额定电流为417.5 A(单组)，而厂用6 kV母线的所有馈线开关型号为VEP12/31.5kA/630 A(容量能满足电容器组要求)，最大负荷间隔为SFC隔离变压器容量3 200 kVA，电流307 A，CT变比400/5，电缆ZRYJV-6/6-3×1×240，此间隔的电缆容量能满足试验工作要求。故将模拟负载电容器组放置在SFC隔离变就地边上，利用SFC隔离变电缆翻头连接至电容器组。因SFC间隔本柜CT超电流容量，故需将其一次短接，本柜原保护停用，断路器当隔离开关使用。

另外，电容器装置自带开口三角电压保护(出口跳6 kV I/II进线开关)，并要求设置过流、速断、过压、失压保护，故保护定值根据厂家参数设置在6 kV I/II段进线开关(型号EP12，31.5 kA，1 250 A)，电容器的投、退操作也用6 kV I/II段进线开关进行。具体接线如图2所示。

图2　电容器组模拟负载试验接线

2.3试验过程

按常规方法进行线路、母线、主变、高压厂变、6 kV母线冲击、核相等试验，完毕后进行带负荷试验。

带负荷试验路径1：线路1→220 kV正母线→220 kV母联→220 kV副母线→11号主变→11号高压厂变→6 kV I段母线→1SFC开关→A组电容器；此外，B组电容器经6 kV联络开关→6 kVⅡ段母线→2SFC开关供电。

带负荷试验路径2：线路2→220 kV副母线→220 kV母联→220 kV正母线→12号主变→12号高压厂变→6 kVⅡ段母线→2SFC开关→B组电容器；此外，A组电容器经6 kV联络开关→6 kV I段母线→1SFC开关供电。

11，12号主变分接头档位在第4档，高压厂变档位在9B位置。带1组电容器后，6 kV母线电压由6.3 kV升至6.5 kV，故将高压厂变档位调至1档位置；空载时，6 kV母线电压5.9 kV，合1组电容器电压升至6.1 kV，再合1组母线电压升至6.3 kV。高压厂变型号SZ11-12000/11.5，电压组合(11.5±8×1.25 %)/6.3 kV，各档位电压如表1所示。

表1　高压厂变各档位电压 V

2.4试验结果

(1)按路径1试验时，2组电容器同时接入后，测试线路1、母联、母线保护、11号主变、11号高压厂变等设备的二次电流大小、相位、差动保护差流等。线路1及母差的主要试验数据如表2所示。

线路1光纤电流差动差流实测数据如下：A-2 mA；B-1 mA；C-2 mA。母差差流实测正常，其他被试设备如母联、11号主变、11号高压厂变等的测试数据也正常。

结论：线路1光纤电流差动、母线保护以及11号主变、母联、11号高压厂变等设备的二次电流极性正确。

(2)按路径2试验时，线路2光纤电流差动保护、母差保护以及12号主变、12号高压厂变等设备的二次电流、相位及差流数据均正常，二次电流极性正确。

这样，通过电容器模拟负载试验，在倒送电阶段一次性完成了线路、母线、母联、主变、高压厂变的带负荷试验。

表2　线路1及母差试验数据

3　 结论

新安装设备在投入运行前，必须用一次电流和工作电压加以检验。由于新建电厂缺乏足够的厂用负荷，在倒送电时利用电容器组模拟负载可提前完成有关保护的带负荷试验。这不仅减少了电网的配合操作，也在倒送电阶段完成了机组启动后的部分带负荷试验。因此，该新建电厂利用电容器模拟负载试验方案的成功应用，具有较好的推广价值。

参考文献：

1 汪卫东，顾水平.继电保护带负荷投产试验的优化研究[J].浙江电力，2009，18(1)：54-56.

2 中华人民共和国国家发展和改革委员会.DL/T995—2006，继电保护和电网安全自动装置检验规程[S].北京：中国电力出版社，2006.

俞立凡(1965-)，男，高级工程师，主要从事发电厂技术管理工作，email：hzylf163@163.com。

作者简介：

收稿日期：2015-09-25；修回日期：2015-10-11。