高压输电线路距离保护对电压互感器暂态性能有着严苛的要求。当线路发生短路故障,CVT 输出的二次电压需要快速跟随一次电压跌落,残余电压迅速衰减归零。如果暂态特性不达标,出现电压拖尾、电压翻转,保护装置采集错误的电压向量,就会发生拒动、误动,扩大停电事故范围。很多工程人员采购 CVT 的时候,把全部注意力放在稳态计量精度上,忽略 TVR 暂态响应指标,而中间变压器的设计水平,直接决定 CVT 整机暂态性能的好坏。
系统发生短路故障瞬间,一次侧电压快速跌落,电容分压器上面储存大量电荷。如果电磁单元处理能力不足,残余电荷无法快速释放,二次侧就会出现持续衰减的虚假电压,也就是常说的暂态拖尾现象。中间变压器的铁芯励磁曲线、绕组结构,再配合阻尼器的耗能能力,共同决定残余电压衰减速度。优质的中间变压器铁芯磁密设计合理,故障状态下不易深度饱和,配合匹配的阻尼装置,可以满足标准 TVR 等级的各项要求。
部分低价配套中间变压器,只保证工频稳态误差合格,铁芯线性区间做的比较窄。稳态工况下计量、保护精度全部达标,可以顺利通过常规出厂试验。但是遇到电网短路故障,铁芯快速饱和,暂态响应急剧恶化,残余电压衰减缓慢。这类缺陷在出厂常规试验不容易暴露,只有专门的暂态试验才能够检出,属于典型隐蔽质量风险。
新能源光伏、风电送出的长距离输电线路,电网工况波动频繁,故障类型复杂多变,对于 CVT 暂态性能要求进一步提高。一旦暂态指标不达标,故障测距出错,保护不正确动作,就会影响新能源场站送出可靠性。
在编制技术协议和招投标文件时,不能只写 CVT 整机满足 TVR 要求,应当把对中间变压器的技术约束单独列出,要求厂家提供对应型号完整暂态响应型式试验报告,核对报告 TVR 等级。技改替换备件同样不能忽视暂态匹配,只核对稳态精度,替换之后很有可能埋下保护隐患。
交接试验阶段,条件允许应当复核暂态相关指标,不能仅仅依靠稳态变比、误差试验就判定设备合格。充分重视中间变压器对暂态性能的决定性作用,把 TVR 指标落实到采购、监造、验收各个环节,保障高压输电线路继电保护可以正确、快速切除故障。