[科普中国]-电力系统现场试验

简介

电力系统现场试验是指利用一些相关的电力系统元件、装置或设备组成具有一定运行功能的单元，与运行中的电力系统相连，进行整体功能试验或利用独立电源试验后再并入电力系统进行的试验。

在确定电力系统现场试验项目时，应注意下列几点:

(1)用模拟试验或计算分析可达到考核和研究设备(系统)目的者。

(2)不进行现场试验;现场试验风险很大。而又必须试验考核的项目，可采用分段试验或用替代的间接试验方法处理;

(3)凡必须进行系统现场试验，且经采取安全措施,既可保证系统和人身安全，又能满足试验对量测情度要求的。应编制周密的试验方案，在调度、运行操作人员和试验人员相互配合下.进行试验。通常有校核系统性能的试验和校对电力设备性能的试验，此外还应考虑到试验准备.试验注意事项和试验总结等1。

校核系统性能的试验(1)系统频率特性试验。中、小型电力系统中在锁住其他发电厂原动机调速机构的条件下。指定某发电厂按预定的变动幅度和时间间隔分阶段逐步压低出力，在每一阶段间隔内稳定出力不变，各发电厂及变电所同时测录有功、无功功率和颇率。重复上述操作。直至系统频率允许的最低点。然后逐步增加出力，重复上述试验，从而可获得系统有功、无功出力和频率的关系曲线。大型系统可解列成几部分，分别进行上述试验，然后复合成全系统的静态频率特性。在系统频率正常时，还可同时切除部分机组，并测录功率和频率的变化.以求取动态频率特性

试验的关键在于:

①事先估算颇率下降至最低点时对系统安全的影响，并采取相应的预防事故措施;

②调速系统的锁定，要求既牢靠又便于撤除;

③测录设备的精度和测录的同时性。

试验获得的频率特性是在一定运行条件下的试验值，但用以估算系统功率不平衡所引起的频率变化，仍不失为，一个依据。从调查负荷构成入手。依据各类负荷的频率特性，能复合成系统颇率特性，可与测试结果相互印证。

(2)系统电压特性试验。系统电压不能像频率那样等幅全系统同起同落，因此只能在系统的某一局部。例如一个变电所供电范围内试验。电压一般在1.1~0.7额定电压范围内调整变化幅度不可能很大。因为这受到调压手段和负荷所能承受最低电压的制约。通常在切断被试变电所二次侧和系统的联系且频率稳定的条件下，调节变电所变压器的带负荷调节分接头。或解列一地区系统，利用发电机及调相机等调整。以求取负荷的电压特性曲线。即在分阶段逐步降、升电压的过程中测录频率、电源和负荷的有功、无功功率和电压值、并通过调研获取被试负荷的行业类别资料。从而获得该行业负荷的电压特性曲线。

(3)静态稳定输送极限试验。在联络线多于一回时，以不少于一回线为热备用，送受端电压调节装置均投运的条件下，逐步增加送端出力或减小受端电深出力，分阶段测录联络线潮流、调压器输出、送受端有关节点的有功、无功功率和电压。待线路功率即将抵达事先计算的极限值(具有15天左右储备)时。调度和运行人员作好热备用线路及时投运、增加受端电洲出力和切除部分受端负荷的准备，减缓线路输送功率增大的速率.连续不断地测录数据。在系统失步的瞬间，立即投运热备用线路，增加受端出力，将系统拉入同步。若预计事故难以抑制，应按事先安排的拉闸顺序果断切除负荷，直至系统拉入同步，若仅有一回联络线时，一般不进行这种试验，除非受端负荷允许短时停电。

(4)系统切除电源试验。在系统中人为地切除一定量的电源或重载输电线，使系统按试验要求产生一定程度的供需不平衡，从而测录动态过程中系统频率、潮流及各有关节点电压，以检验系统动态响应和自动调节装置间的协调配合。并可和（1）~（3）项试验和静态数据比较。从而检验系统的抗干扰能力。

(5)系统短路故障试验。检验系统暂态和动态稳定、过电压和绝缘配合、继电保护性能和配合，潜供电流及其恢复电压、通讯干扰、自动和远动装置等的综合试验项目。一般事先进行分析.确定故障涉及面和影响程度，然后在线路上进行人工单相金属弧光瞬间接地.实行可控的人为故障试验，达到综合检验上述内容的系统功能和动态响应。

(6)低频振荡、次同步谐振试验。试验的目的在于检验电力系统稳定器、次同步谐振阻尼器的配置和调整，一般是先通过模拟试验和计算分析，对系统中存在的上述问题作较详尽的研究分析，初选稳定器或阻尼器的配置地点和参数整定，然后利用改变系统运行方式及切除部分电源或线路的方法诱发振荡.以确定运行参数并验证其效果。

(7)直流输电系统试验2。

校对电力设备性能的试验（1）开关投切空载长线试验。试验前应进行计算分析，必要时采取措施防止发电机白激的发生。需要时也可从系统中解列部分机组进行试验。但必须事先计算表明不会导致自激。试验可按单项投切空载长线路、合闸。0.5s后分闸及按分闸0.3s后再进行合分闸试验程序进行，目的在于检验开关切合线路空载电容电流的能力;考核工频暂态、稳态过电压和操作过电压，即确定由线路电容效应引起工频暂态电压升高的电容系数Kc取决于系统零序阻抗与正序阻抗之比的不对称效应系数Ki和取决于故障方式，操作方式及开关操作特性(不同期性、合闸和角、并联电阻投入时间等)的冲击系数Km ,从而为校核绝缘配合和设备绝缘水平提供依据。

（2）串联电容补偿装置、并联电容补偿装置，静止补偿器、同步调相机、大型变压器(变电所)和超高压输电线路等的调整试验。一般可根据需要在系统中或在解列出的部分机组.上进行上述试验(尤其当设备需要进行零起递升电压时)。

试验准备（1）技术准备。依据试验的目的和要求、电力系统可能提供的试验环境及制约条件，拟定试验方案，并为此进行计算分析、模拟试验及设计制作专用测试设备。这是试验能否实现预期目的的必要前提。

（2）组织准备。试验牵涉面广，需要运行、操作、调度、通信和测试等各部门的协调配合，因此，要建立由上述各部门人员组成相应的试验组织.负责这方面的工作，大型试验还必须在该组织统一安排下，结合试验主要内容或对系统运行安全影响大的项目进行预演，以便及时发现各部门间不够协调一致的因素和试验准备工作中的不足之处，并促使参加试验人员对试验目的、要求、步骤等有进一步的理解，有助于试验有条不紊地进行。

试验注意事项电力系统现场试验是既专业又和运行生产系统紧密相联系的综合性试验。

①必须特别注意人身和设备安全，防止危及系统安全运行。

②系统试验往往是一次性的，事先颇难校核试验条件或重复试验，因此，及时校核测录数据及试验条件是十分必要的，是试验能否真正获得成果的关键。

试验总结全面获取和深化成果的最后一步是及时整理、归纳和综合分析测录数据，即数据相互间逻辑关系的校核，与模拟试验、计算分析数据的对比及理论分析，这点十分重要。否则事过境迁，或丢失部分关键数据，或发现数据间相互关系不合逻辑，或试验条件记录不明确或过于简略，以致严重损害试验成果的质量3。