牵引变电所全所全真模拟运行试验技术方案探讨

唐良兵

摘 要 本文提出一種全新技术方案，设计一种标准试验源，该标准试验源加试牵引变电所一次电源进线侧，牵引变电所馈线侧直接短路接地，全真模拟牵引变电所正常运行方式，全所模拟量实时在线，快速实现牵引变电所全所一次至二次保护、测量、计量模拟量回路正确性、可靠性判定，如保护模拟量值、测量模拟量值、计量模拟量值、主变差动保护极性、馈线阻抗保护阻抗角正确性判定。适用于新建牵引变电所、大修更新牵引变电所送电前试验，可靠保障新建牵引变电所、大修更新牵引变电所一次送电成功。

关键词 牵引变电所;标准试验源;全真;模拟;试验;模拟量值;极性;阻抗角

引言

牵引变电所模拟量包括电流、电压，是全所继电保护、计量采集源，正确与否，直接关系全所继电保护可靠性和计量正确，是实现牵引变电所供电可靠性的基石。继电保护及计量表计，对模拟量的测量值、极性、相序均有严格要求，常规的二次试验方式，无法快速、模拟检验牵引变电所全所正常运行时，全所一次至二次保护、测量、计量模拟量回路正确性、可靠性判定，如保护模拟量值、测量模拟量值、计量模拟量值、主变差动保护极性、馈线阻抗保护阻抗角正确性判定。

1背景技术

标准牵引变电所主接线图（高铁AT供电）如下图所示：

如上图所示，全所模拟量采集单元共35个单元（其中电流单元29个，电压单元6个），模拟量采集回路为104（其中电流回路92个，电压回路12个），采用常规的试验方案，回路试验（测量值）应行104次，且不能判定电流互感器、电压互感器一次接线是否正确，电流互感器极性试验应进行92次，且不能同时判定电压与对应电流的角度是否正确，也不能同时判定主变差动回路极性是否正确。因此，常规试验方案，无法快速、系统检验全所模拟量值、极性是否正确[1]。

2总体技术方案

设计一台标准试验源，该标准试验源输入电源采用三相电源AC400V。

配置一台三相同相升压变压器，升压变电压器的输出对应接牵引变电所进线电源侧，全真模拟牵引变电所进线电源。

配置一台三相同相降压变压器，输出为三相AC100（线电压），接牵引变电所（220/110kV侧）电压小母线，全真模拟牵引变电所（220/110kV侧）高压侧电压互感器母线电压源。

配置一台可变接线组别三相降压变压器（实际试验时，与该牵引变电所主变接线组别相同），输出为三相AC100（线电压），接牵引变电所（27.5kV侧）电压小母线，全真模拟牵引变电所（27.5kV侧）低压侧电压互感器母线电压源[2]。

试验回路接线图如下图所示：

如上图所示：

标准试验源1YYMb、1YYMa、1YYMc对应接至牵引变电所（220/110kV侧）电压小母线。

标准试验源201TVT、201TVF、202TVT、202TVF对应接至牵引变电所（27.5kV侧）电压小母线。

试验步骤如下。

（1）步骤一

标准试验源B、A、C接至1号主变高压侧进线隔离开关内侧。1号主变系统内的所有断路器、隔离开关全部合上，所有馈线支路断路器、隔离开关（联络隔离开关不合）全部合上，如图所示的“1”组全部短封接地，加试工作电源，通过所内对应保护测控装置及计量表计，实现下列试验结果：

1号主变系统差动回路极性是否正确，如极性相反，改接回路，实现差动回路极性正确;

1号主变系统高低压侧测量电流、保护电流是否正确，高压侧测量电流、保护电流对应相等，低压侧测量电流、保护电流对应相等，同时主变高、低压电流，可判定主变变比是否正确;

1号主变计量表计计量是否正确;

211、212馈线阻抗角是否正确，每回馈线的测量电流、保护电流对应相等。

（2）步骤二

断开试验电源，拆除如图所示的“1”组全部短封接地，“2”组全部短封接地，加试工作电源，通过所内对应保护测控装置及计量表计，实现下列试验结果：

同样可观察1号变系统相关参数，该参数原则上与步骤一相同，如果差值过大，可判定系统内的一、二次电气回路故障。

213、214馈线阻抗角是否正确，每回馈线的测量电流、保护电流对应相等。

（3）步骤三

标准试验源B、A、C接至2号主变高压侧进线隔离开关内侧。2号主变系统内的所有断路器、隔离开关全部合上，所有馈线支路断路器、隔离开关（联络隔离开关不合）全部合上，如图所示的“1”组全部短封接地，加试工作电源，通过所内对应保护测控装置及计量表计，实现下列试验结果：

2号主变系统差动回路极性是否正确，如极性相反，改接回路，实现差动回路极性正确;

2号主变系统高低压侧测量电流、保护电流是否正确，高压侧测量电流、保护电流对应相等，低压侧测量电流、保护电流对应相等，同时主变高、低压电流，可判定主变变比是否正确;

2号主变计量表计计量是否正确;

211、212馈线阻抗角是否正确，每回馈线的测量电流、保护电流对应相等。

（4）步骤四

断开试验电源，拆除如图所示的“1”组全部短封接地，“2”组全部短封接地，加试工作电源，通过所内对应保护测控装置及计量表计，实现下列试验结果：

同样可观察2号变系统相关参数，该参数原则上与步骤三相同，如果差值过大，可判定系统内的一、二次电气回路故障。

213、214馈线阻抗角是否正确，每回馈线的测量电流、保护电流对应相等。

3标准试验源技术描述

3.1 标准试验源构成

标准试验源由模拟进线电源、模拟主变高压侧PT电压变换器、模拟主变低压测PT电压变换器组成。

3.2 模拟进线电源

电路图：

采用接线组别为Yy0升压变压器，电路图如上图所示。

高铁牵引电所V/V主变系统为例，其基本参数及计算参数如下表：

依据《牵引变电所运行检修规程》，变压器在过载200%条件下运行时间2min（能够满足试验时间），依据上述计算表，模拟进线电源变压器技术参数确定如下表：

3.3 模拟主变高压侧PT电压变换器

电路图及参数如下图所示：

3.4 模拟主变低压测PT电压变换器

Y/△-11主变低压测PT电压变换器电路图及参数如下图所示：

V/V主变低压测PT电压变换器电路图及参数如下图所示：

平衡变低压测PT电压变换器电路图及参数如下图所示：

4结束语

本文设计的标准试验源是一种全新技术方案，与既有常规试验比较，该技术方案具备下列优势：

快速、精准;

可快速、精准判定主变差动回路极性是否正确、馈线阻抗保护接线是否正确;

每一支路的测量、保护、计量模拟量差值大小，快速判定测量回路、保护回路、计量回路接线是否正确;

快速判定变压器变比、流互变比是否正确;

依据全所各级测量电流、保护电流参数，可判定系统一、二次接线是否正确。

该技术方案适用于新建牵引变电所、大修更新牵引变电所送电前试验，可靠保障新建牵引变电所、大修更新牵引变电所一次送电成功。

参考文献

[1] 铁路电力牵引供电设计规范：TB 10009-2016[S].北京：中国铁道出版社，2014.

[2] 水力电力部西北电力设计院.电力工程电气设计手册（电气一次部分）[M].北京：中国电力出版社，2009：79.