静态电气短路试验方法

郭 轶，周 明，池哲浩，刘环宇，董一凡

(1.华电集团哈尔滨第三发电厂，黑龙江哈尔滨150020;2.哈尔滨电业局，黑龙江哈尔滨150016; 3.七台河电业局，黑龙江七台河154600;4.依兰农电局，黑龙江依兰154800; 5.黑龙江省电力科学研究院，黑龙江哈尔滨150030)

1 短路试验的不足

新建机组整套启动期间需要进行电气动态试验。在电气动态试验中，需要进行短路试验来检查发电机中性点TA、发电机出口TA、高厂变高低压侧TA、励磁变高低压侧TA极性和回路完整性。根据短路试验需要，在电气短路试验一次系统中，需要设立K1、K2、K3、K4共4个短路点，如图1所示。

由于短路点比较多，短路试验的时间、安装单位配合的时间很长，不仅加重了试验人员疲劳程度，而且耗费了大量的燃油，很不经济。

以K1、K2两点短路试验为例，总共的短路试验时间大约为3 h。在整套启动试验期间，以3 h消耗36 t柴油计算，大约耗费36万元(柴油1万元/t);同时以300 MW机组厂用电率5%计算，3 h消耗4.5×104kW·h电能，大约耗费3.6万元(电价0.8元/kW· h);此外加上水、人力等成本，这3 h还不包括在试验过程中发现问题的处理时间。因此，为缩短短路试验的时间，节省大量能源和整套启动成本，需要在机组整套启动前进行静态短路试验。

图1 电气短路试验一次系统图

2 静态短路试验

根据GB 50150-2006《电气设备交接试验标准》的规定，对于发电机变压器组，当发电机本身的短路特性有制造厂出厂试验报告时，可只录取发电机变压器组的短路特性，其短路点应设在变压器高压侧。因此，除特殊要求外，在短路试验时可以只录取K4短路试验曲线，K3可以不录取曲线。K1、K2点短路试验，可以在机组整套启动前进行，同样能够满足检查TA极性和回路完整性的要求。

2.1 试验方法

电气静态短路试验一次系统接线如图2所示，从三相400 V母线室备用间隔取一路临时试验电源，加到发电机中性点一次母线上，分别在发电机出口、高厂变6 kVA/B段、励磁变低压侧处设三相短路点，发电机与主变的连接点断开。

图2 电气静态短路试验一次系统图

2.2 短路试验参数计算

2.2.1 主设备参数

某电厂2台300 MW机组，高厂变、励磁变、发电机、主变参数如表1、表2、表3、表4所示。

表1 高厂变参数

表2 励磁变参数

表3 主变参数

表4 发电机参数

2.2.2 主设备参数归算

取SB=100 MVA，UB=6.3 kV，IB=9 164.56A

发电机参数:X*g=X″d% ×SB/SN=0.1 674× 100/(330/0.9)=0.045 65

主变参数:X*zt=Uk% ×SB/SN=0.168×100/ 720=0.023 333

高厂变参数:X*ct=Uk% ×SB/SN=0.0717× 100/50=0.143 4

励磁变参数:X*lb=Uk% ×SB/SN=0.0745× 100/6.3=1.182 5

2.2.3 各侧短路电流计算

高厂变低压侧一次短路电流:(400/UB)× IB/(X*g+X*ct)=969.28 A

高厂变高压侧、发电机中性点、发电机机端一次短路电流:969.28×6.3/20=305.5 A

高厂变低压侧 A、B分支一次短路电流: 969.28/2=484.92 A

2.2.4 各侧短路电流简便计算

高厂变高压侧一次短路电流:400×Ih/(Ud× Uhe)=402.6 A

其中，Ih为高厂变高压侧电流，1443.4A;Ud为高厂变短路电压标幺值，0.071 7(高厂变低压侧两分支同时短路时阻抗);Uhe为高厂变高压侧额定电压，20 kV。

高厂变低压侧一次电流:402.6×(20/6.3)= 1 278.1 A

高厂变低压侧每一分支一次电流:1 278.1/2= 639.1 A

2.3 高厂变短路试验K1、K2点

根据上述计算可知，400 V电源容量通过电流要求大于306 A，加至发电机中性点一次母线上，高厂变低压侧一侧短路点容量通过电流要求大于485 A。发电机TA变比为15 000/5，高厂变高压侧TA变比为3 000/1，高厂变低压侧TA变比为4 000/1。由此可知，在发电机中性点一次母线通入三相400 V交流电压时，发电机TA二次电流为102 mA;高厂变高压侧TA二次电流为102 mA，高厂变低压侧TA二次电流为121 mA，上述二次电流值满足保护装置和测量仪表的测量精度的要求。

实践证明，在机组整套启动前进行静态短路试验，不仅能够检查发电机中性点TA、发电机出口TA、高厂变高低压侧TA、励磁变高低压侧TA极性和回路完整性，而且节省了大量能源和整套启动成本。无论是从经济性，还是保证试验数据的准确性、缩短整套启动时间，都是可行的。

3 结束语

在机组整套启动前进行电气静态短路试验时，高厂变、励磁变及发电机各侧二次电流大小完全能满足差动保护装置和测量仪表的测量精度和范围要求，发电机整套启动试验时，高厂变短路试验完全可以取消。

电气静态短路试验能检查发电机侧的主变差动、发电机差动、高厂变差动等保护和测量电流回路的正确性，确保机组整套启动短路试验时，除主变高压侧以外的所有TA回路全部正确，节约试验时间，节省大量能源，缩短整套启动试验时间。

［1］ 孟祥萍.电力系统分析［M］.北京:高等教育出版社，2004.

［2］ 冯秋良.质量、投资、进度控制［M］.北京:中国电力出版社，2008.