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专利名称：变电站零序电流回路检验方法
技术领域：
本发明属于电工技术，特别是用于变电站在投产前，通过进行模拟不对称穿越式故障试验，保证零序电流回路接线正确性的检验方法技术领域。
背景技术：
变电站是电力输送的重要环节，其零序电流回路是否正确性，将会影响到电网的安全稳定，影响电力的正常提供和人们的正常生活。零序电流回路的错误会影响电网继电保护的正确动作等不良后果。在2011年8月12日，云南镇雄电厂1#机在线路故障情况下，1#联络变压器零序差动保护动作，造成停机事故，检查发现事故原因是联络变压器公共绕组的零序CT极性接反，这是一直困扰电力系统的难题，用常规的电池刮极性法根本无法刮出极性。在2000年10月18日，云南220kV元谋变电站# I主变LEP — 973G公共绕组零序过流保护动作三侧开关跳闸，元谋变除220kV进线外，全站失压。导致220kV元谋变电站所供的元谋、羊白河、甸心及大湾子共四个电铁牵引变失电达68分钟，造成昆铁13列货车I列旅客列车停运。造成了较大的经济损失和不良的社会影响。事故发生后经检查发现 # I主变零序回路串入B相电流，这在投产验收和运行过程中都没有发现这一重大的事故隐患。单相接地故障是电网最为常见的故障类型，不对称故障引起系统产生零序电流， 运行中曾多次出现由于发生不对称接地引故障，导致继电保护失去选择性的案例。在实际运行过程中，逐步加强了对系统零序电流回路的研究。零序电流回路是电网电力系统中的一个重要组成部分，主要包括零序电流互感器二次绕组及接线柱、就地端子箱、室内二次屏柜和连接设备及屏柜间的电缆接线组成。在变电站带电投产前，现有技术是采用电流互感器就地端子箱升二次电流的检验方法，如图2，在变电站回路连接好以后，断开电流互感器侧回路，用升压设备，在就地端子箱向屏柜侧二次回路，加上二次电流。在控制室保护屏柜端子，用表测量屏柜零序端子电流。在变电站带电以后，主变正常情况下是对称三相电流，不会有零序电流，故检测较为困难，云南镇雄电厂1#机就是由于没有有效的检查出零序电流互感器CT极性接错问题， 导致机组误动跳闸停机。这种检验方法只能检查从就地端子箱到控制室屏柜的零序电流回路。从零序二次绕组接线柱到端子箱回路不能检查得到，存在明显检查死角和质量隐患。如果在二次零序绕组接线柱有开路，产生零序过电压可能会造成保护误动、电流互感器匝间击穿，严重的造成设备烧毁。通常，在电流互感器二次接线中虽特别小心，也难免不发生接线错误或开路。会引起产生过电压，将危及二次设备安全。或影响保护正确动作，尤其是影响带方向的零序电流保护。
零序电流互感器绕组投运后，正常运行不产生零序电流，无法对零序电流接线极性等进行确认，当电网系统系统发生故障时，提供不正确的零序电流，会导致电网继电保护误动事故。因此，如何在变电站带电投产前，应通过检验，发现和解决零序电流回路接线错误问题，确保安装质量，对电网的安全稳定运行有重要的意义。

发明内容
本发明正是为了克服上述现有技术存在的缺陷和问题，而提供一种能对变电站零序电流~■次回路进行检验，发现漏、错连接、开路的零序电流回路接线；对零序电流~■次回路的检查更为全面；简单方便，工作量少；检查的有效性、可靠性高的模拟不对称穿越式故障检测零序电流回路的方法。本发明是通过如下技术方案来实现的。变电站零序电流回路检验方法，本发明特征在于，在变电站带电投产前，采用下列步骤
第一步，见图1，虚线部分为试验电源，实线为变电站一次接线，试验电源为可调单相交流220V电压。在220kV变电站合上主变220kV侧的中性点隔离隔离开关5G，合上IlOkV侧的中性点隔离隔离开关4G，合上主变220kV侧的隔离开关1G，合上接地隔离开关2G ；
第二步，见图1，在主变IlOkV侧位置I处的A相(或B或C)加单相可调电源，合上试验空气开关调升试验电压到220V。IlOkV侧电流流过中压侧A相独立CT、套管CT，流过主变IlOkV侧的A相绕组，流过IlOkV中性点电流互感器C T I,流过5G开关到接地线，通过接线流回到试验电源的接地线,形成完整的电流回路。在2 2 0 kV侧绕组中感应出电流，流出主变220kV侧的A相绕组，流到高压侧套管CT、高压侧独立CT、I G、2G流到接地线，通过接地线流过220kV中性点隔离开关4 G，流过电流互感器C T 2，流到220kV侧的中性点，流回A相绕组，形成完整电流回路。220kV和IlOkV的中性点电流互感器一次流过零序电流，见图2，零序电路互感器二次绕组感应产生二次零序电流，采用误差小于等于O. 5%、电压分辨率为O. 001V、电流分辨率为O. 0001A、在电流为O. 0003A可进行相位角测量的高分辨率、高精度钳形测量仪表， 以试验电压Ua为参考向量，在保护屏柜柜，检测的IlOkV侧中性点零序电流互感器I CT 二次回路的电流幅值和相位，检测的220kV侧中性点零序电流互感器2CT 二次回路的电流幅值和相位，220kV侧零序电流回路的幅值和相位；
第三步，对检测到的零序电流幅值和相位数据进行分析，应用理论计算出电流和相位角，通过实测数据与计算值比较，如果相近则可判断正确，如果差别大，则可判断存在问题；
通过以上的步骤，可确保变电站全部零序电压回路的正确。本发明与现有的相比，该方法有以下优点
(一)本检验方法的有效性、可靠性更高。假如存在零序电流二次发生开路等错误接线问题，也不会造成设备损坏，可及时发现错漏接线后，有充裕的时间查找和处理问题。(二)对零序电流二次回路的检查更为全面。零序二次绕组，绕组接线柱，二次接线柱到就地端子箱的接线，就地端子箱到二次屏柜端子接线，全部都能检查得到。
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(三)本方法所用设备材料，简单方便，工作量少。下面结合图I、图2和具体实施方式
对本发明做进一步说明。


图I零序电流回路检验一次接线不意图2零序电流回路二次接线示意图。
具体实施例方式变电站零序电流回路检验方法，本发明特征在于，在变电站带电投产前，步骤为 第一步，参考图1，在220kV变电站合上主变220kV侧的中性点隔离隔离开关4 G，合
上IlOkV侧的中性点隔离隔离开关5 G，合上主变220kV侧隔离开关I G和接地隔离开关 2 G。第二步，在主变IlOkV侧A相(或B或C )加单相可调电源，调升试验电压到220V， 220kV和IlOkV的中性点电流互感器一次流过零序电流，零序电路互感器二次绕组感应产生二次零序电流，用高分辨率、高精度钳形相位表，检测保护屏柜零序电流出线L的零序电流幅值和相位。第三步，对检测到的零序电流幅值和相位数据进行分析，应用理论计算出电流和相位角，通过实测数据与计算值比较，如果相近则可判断正确，如果差别大，则可判断存在问题；
现以某220kV变电站为示例，以下简述实施过程。变电站的简要情况为主变压器有三个电压等级为220kV/110kV/35kV，IlOkV侧零序电流互感器的变比为k1; IlOkV侧零序电流互感器的变比为k2。I.理论分析
见图2，零序电流回路由零序电流互感器二次绕组、接线绕组接线柱、就地端子箱、保护屏柜通过连接电缆有序连接而成，零序电流回路L、N线，其中N在控制室接地。见图I，变电站在一次1101^侧加单相对称22(^电压，零序电流互感器流过电流为Iy 二次线圈产生电流IJ，通过钳形相位表在保护屏柜测量其二次零序电流幅值和相位。进行检验所需主要设备材料有单相升压设备一台，测量电压的高精度数字万用表一块，试验电源线若干根，控制电源的三相空气开关一个。2.试验具体步骤
步骤一，见图1，合上试验空气开关，调节升高电压到约220V，使A相零序电流互感器一次通过电流，用高精度、高准确度的电压表进行测量，测量一次试验电压幅值为Ua和试验电流幅值为I:。步骤二，在保护屏柜以试验电压Ua为参考向量，测量IlOkV侧二次零序电流的相位角为φ/，及幅值为I1 ’ ；测量220kV侧二次零序电流的相位角为φ2’，及幅值为12’。步骤三，对检测数据进行判断。IlOkV侧零序电流回路的判断，若I1= I/ Xk1JJ 可判断零序电流互感器的变比正确，如果O1，为O -90以内的角度，则可判断零序电流互感器的二次接线为靠中性点侧引出线，如果ΦρΦ/ +180度，则可判断零序电流互感器的二次接线为靠接地侧引出线，根据设计施工图的要求判断对错。220kV侧零序电流回路的判断，若I1与12’ Xk2 X 2计算值接近，不超过电流互感器的误差要求，则可判断零序电流互感器的变比正确，如果Φ2’为180-270度角，则可判断零序电流互感器的二次接线为靠中性点侧引出线，如果Φ/为0-90度，则可判断零序电流互感器的二次接线靠接地侧引出线，然后根据设计要求得出极性正确与否的结论。例1，在某2 2 O k V变电站进行的零序电流回路试验，检测到一次所加试验电压为223. 5V，电流为21. 1A，IlOkV侧中性零序C T I变比为中压侧变比500/1，理论计算值应为O. 0442 A，实际测量为O. 044 A，可判断零序电流互感器的的变比抽头接线正确。见图2，设计图要求的零序互感器一次P I极性接到中性，二次异名端S 2引出线，理论相位角应在180-270度。实测相位角为266度，可判断极性正确。同理可判断220k V的中性点零序电流回路的正确性，由于一次电流的流向与110 k V侧相反，应相差180度，理论应在0-90度，故所实测得零序电流相位角角度为86度，故接线满足设计要求，极性正确。例2，在某IlOkV变电站进行的零序电流回路试验，是在IlOkV高压侧A相加单相电压，35kV侧短路接地。检测到所加一次试验电压为220V电流为6. 44A, IlOkV侧中性零序电流互感器变比为300/5，理论计算值应为O. 107 A，实际测量为O. 1073 A，可判断零序电流互感器的的变比抽头接线正确。设计图要求的零序互感器一次P I极性接到中性，二次同名端S 2引出线，相位角应在180-270度之间。实测相位角为22. 4度，不在180-270 度之间，可判断极性不正确；经过更换极性处理后测得相位角为202. 7度，在180-270度之间，可判断出零序电流互感器二次极性连接正确。通过以上的步骤，可确保零序电流回路的正确。
权利要求
1.变电站零序电流回路检验方法，其特征在于，在变电站带电投产前，步骤为第一步，试验电源为可调单相交流220V电压，在220kV变电站合上主变220kV侧的中性点隔离隔离开关5G，合上IlOkV侧的中性点隔离隔离开关4G，合上主变220kV侧的隔离开关1G，合上接地隔离开关2G ；第二步，在主变IIOkV侧位置I处的A相或B相或C相加单相可调电源，合上试验空气开关调升试验电压到220V;IlOkV侧电流流过中压侧A相独立CT、套管CT，流过主变IlOkV侧的A相绕组，流过 IlOkV中性点电流互感器CT1，流过5 G开关到接地线，通过接线流回到试验电源的接地线， 形成完整的电流回路；在220 kV侧绕组中感应出电流，流出主变220kV侧的A相绕组，流到高压侧套管CT、高压侧独立CT、I G、2G流到接地线，通过接地线流过220kV中性点隔离开关4 G，流过电流互感器C T 2，流到220kV侧的中性点，流回A相绕组，形成完整电流回路；220kV和IlOkV的中性点电流互感器一次流过零序电流，零序电路互感器二次绕组感应产生二次零序电流，采用误差小于等于O. 5%、电压分辨率为O. 001V、电流分辨率为O.0001A、在电流为O. 0003A可进行相位角测量的高分辨率、高精度钳形测量仪表，以试验电压Ua为参考向量，在保护屏柜柜，检测的IlOkV侧中性点零序电流互感器ICT 二次回路的电流幅值和相位，检测的220kV侧中性点零序电流互感器2CT 二次回路的电流幅值和相位，220kV侧零序电流回路的幅值和相位；第三步，对检测到的零序电流幅值和相位数据进行分析，应用理论计算出电流和相位角，通过实测数据与计算值比较，如果相同且满足设计要求可判断正确，如果差别大，则可判断存在问题。
全文摘要
变电站零序电流回路检验方法，本发明在变电站带电投产前，步骤为第一步，在220kV变电站合上主变220kV侧的中性点隔离隔离开关5G等；第二步，在主变110kV侧位置１处的A相或B相或Ｃ相加单相可调电源；在220kV侧绕组中感应出电流，流出主变220kV侧的Ａ相绕组，形成完整电流回路等；第三步，对检测到的零序电流幅值和相位数据进行分析，应用理论计算出电流和相位角，通过实测数据与计算值比较，如果相同且满足设计要求可判断正确，如果差别大，则可判断存在问题。本发明与现有的相比，该方法有以下优点(一)本检验方法的有效性、可靠性更高。(二)对零序电流二次回路的检查更为全面。(三)本方法所用设备材料，简单方便，工作量少。
文档编号G01R19/00GK102608485SQ201210079729
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月23日 优先权日2012年3月23日
发明者陈勇 申请人:云南电网公司