特高压换流站换流变套管CT极性校验

计划对换流站全站24台换流变网侧和阀侧套管CT进行极性试验，同是验证一次回路载流能力，以保证换流变保护、控制系统功率数据以及差动保护极性的正确性及一次回路的正确性。换流变套管CT为换流变差动保护提供差动电流，分布在换流变压器套管中，主要用来保护换流变绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以用来保护换流变单相匝间短路故障，当被保护的电缆发生故障时迅速断开换流变网侧断路器开关，会导致单极停运，所以差动保护能否正确动作，事关运行设备安全的重要问题。其中，差动保护的极性是影响它能否正确动作的主要因素，差动保护上任一支路电流互感器极性接线错误，都会影响差动保护的正确动作。因此，有必要在差动保护投入之前对差动保护用CT绕组引出极性进行校验。

1.工作前准备

为保证试验顺利进行，做换流站短路试验前，需确认被试系统满足下述条件：1）完成与试验有关的换流变压器、有载开关、网侧套管、阀侧套管及换流变本体安装，抽真空，注油等工作。2）二次系统接线正确、连接可靠，监理单位确认设备单体试验和分系统试验项目齐全、试验合格。3）试验人员做好了试验前期的技术准备。试验使用的设备处于有效期内，仪器、仪表检验合格。4）换流变已调整到额定电压档位。5）现场配备满足要求的消防设备，配备满足试验所需的交流电源。

2.试验方法

2.1方法一：采用指针式毫安电流表进行极性测量

2.1.1所需设备与材料

2.1.2极性测试接线方法

如图1，将电池的正极端经过拨片开关后用试验线夹子连接至CT一次线圈的P1（L1）端，电池的负极端直接直接连至CT一次线圈的P2（L2）端。再将指针式电流表的+接线端子用试验线连接至CT二次线圈被测试绕组的K1（S1）端，—接线端子用试验线连接至CT二次线圈被测试绕组的K2（S2）端。注意，极性测试时，CT二次非测试绕组不可开路。

2.1.3试验原理

拨片开关闭合和断开一次，电池向CT一次绕组注入0-峰值-0-谷值-0的一个周波电流，再电磁感应原理和减极性法则作用下，二次绕组会向测试仪器输出0-峰值-0-谷值-0的单周波电流。

2.1.4试验方法

1）检查变压器套管CT或开关CT一次绕组的P1（L1）朝向，并正确接线。2）如果测试变压器套管CT，则必须将变压器另一侧短接并接地，例如测试变压器高压侧套管CT时，需将变压器中压测或低压侧套管短路并接地。3）测试时，先用大量程电流档测试，再根据电流量大小调整至适当量程，防止过大电流烧坏电流表。4）接线完成后，接通拨片开关，查看电流表指针有无偏转，接通时间保持1S左右，然后断开5）当接通开关时，指针表的指针向正数值方向偏转，断开开关时，指针向负数值方向偏转，则证明被测试CT一次绕组和二次绕组尾减极性，反之，当接通开关时，指针表的指针向负数值方向偏转，断开开关时，指针向正数值方向偏转，则证明被测试CT一次绕组和二次绕组尾加极性。6）每一组二次绕组测量三次为宜，指针偏转幅度大小以能够清晰分辨为准。

2.2方法一：采用指针式毫安电流表进行极性测量

2.2.1所需设备与材料

2.2.2测试仪接线面板说明

1）为测试CT时电压输出端，连接CT二次侧，红色接线端子连接至CT二次绕组S1（K1）端子，黑色端子连接至CT二次绕组S2（K2）端子或S3（K3）端子；2）为测试CT时二次侧电压测量端；3）为测试CT时一次侧电压测量端，连接CT一次侧，红色接线端子连接至CT一次绕组S1（K1）端子，黑色端子连接至CT一次绕组S2（K2）端子或S3（K3）端子；4）为测试PT时电压输出端，连接PT一次侧；5）为测试PT时二次侧电压测量端；6）运行指示灯：输出时闪烁；7）滚轮鼠标：菜单选择、设置参数；8）运行、停止键；9）键盘；10）USB口；11）液晶屏显示区

2.2.3测试仪接线方法（如图3）

接线说明：互感器测试仪的输出端S1和测量端S1接入被测CT二次侧的一端。互感器测试仪的输出端S2和测量端S2接入被测CT二次侧的另一端。互感器测试仪的一次侧测量端P1接入被测CT一次侧的一端。互感器测试仪的一次侧测量端P2接入被测CT一次侧的另一端。注意：接线前首先将仪器接地、CT一次侧一端接地

2.3方法一：采用指针式毫安电流表进行极性测量

2.3.1将换流变网侧三相短路，阀侧接入试验电源，使之在换流变CT二次侧产生电流。

2.3.1试验接线

2.3.2容量计算

电源容量计算

Y-Y变：额定分接时短路阻抗有名值（折算到阀侧）：R=Uz×（Ut）2/S=0.183×（159.8/√3）2/376.6=4.136（Ω）；当试验电源为20A时，调压器输出功率为P=3I2R=3×202×4.136=4963.2（W）

Y-Δ变：额定分接时短路阻抗有名值（折算到阀侧）：R=Uz×（Ut）2/S=0.2×（159.8）2/376.6=12.408Ω）；当试验电源为20A时，调压器输出功率为P=3I2R=3×202×14.58=14889.6（W）考虑1.2倍裕量，所以，试验电源容量需要20KVA。

2.3.3试验步骤

（1）按照试验接线连接试验线，并检查确认；（2）检查确认电流互感器二次回路完整接入，无开路现象；（3）检查确认调压器在“0”位；（4）合上试验电源开关。（5）缓慢升高调压器输出电压至输出电流为20A。（6）检查换流变无异常，检查被试设备无异常。（7）使用高灵敏的双钳形表，检查换流变保护屏A、换流变保护屏B、换流变保护屏C、换流变测量屏A、换流变测量屏B、换流变测量屏C等处电流回路电流的幅值、相位，并确认各差动保护极性的正确性，将试验结果记入试验记录中。（8）测量工作结束后，将调压器输出电压降至0V，断开试验电源开关。并悬挂“有人工作，禁止合闸”标示牌。（9）断开试验电源开关，拆除试验线。将试验线改接到Y-Δ变压器，重复上述过程试验

3.试验结论

通过试验方法、试验步骤与试验结果的比较见表1，我们可以发现：1）第一种方法，校验极性简单，人工成本及设备成本低，但该方法需要人工根据指针万用表指针偏转方向判定极性，不能验证一次回路载流能力。2）第二种方法，该方法为在一次侧加入5伏直流方波，方法简单，但设备成本较高，退磁不彻底容易产生剩磁，造成保护误动，且该方法不能验证一次回路载流能力。3）第三种方法，将换流变网侧三相短路，阀侧接入试验电源，使之在换流变CT二次侧产生电流。可准确验证套管CT极性、二次回路极性及一次回路载流能力。

试验结果可准确验证套管CT极性、二次回路极性，不能验证一次回路载流能力，但受操作人员经验限制，容易误判可准确验证套管CT极性、二次回路极性，不能验证一次回路载流能力，但受操作人员经验及设备可靠性限制，容易误判可准确验证套管CT极性、二次回路极性及一次回路载流能力，操作简单可靠容易实施。

由此看来，方案三方法简单、费用较低，对操作人人要求较低。在结果上更准确的同时也更加全面的验证了换流变套管CT的特性，满足对策目标，最终现场套管极性校验方案选用方案三。

4.结束语

将换流变网侧三相短路，阀侧接入试验电源，使之在换流变CT二次侧产生电流的通流法可在特高压直流换流站调试过程中有效的检查了二次回路接线的正确性和完整性。本文中主要介绍了采用指针式毫安电流表进行极性测量、采用电流互感器综合测试仪进行变极性测试和将换流变网侧三相短路，阀侧接入试验电源，使之在换流变CT二次侧产生电流法三种方法进行换流变套管极性检查的原理、方法和最终实现方案。通过±800kV特高压换流站工程的调试应用，证明了第三种方法的可行性和有效性。