一種無負荷變電站相量測量試驗方法與流程

2023-04-26 04:28:21 1

本發明涉及一種變電站測量試驗方法，尤其涉及一種輕載或無負荷變電站相量測量試驗方法。

背景技術：

隨著我國電力技術的迅速發展及智能電網的建設，具有測量、控制、保護等功能的二次智能設備在變電站輸配電設備上得到了廣泛應用，二次智能設備的應用，不僅提高了配電設備的智能化程度及動作的準確性、可靠性，還提高了電力系統運行的安全穩定性，有力的促進了電網的發展。按照《繼電保護及電網安全自動裝置檢驗規程》要求,新安裝的設備在投入運行以前，必須用一次電流和工作電壓加以檢驗,以判定電流、電壓相別、相位關係以及所保護的方向是否正確，並以此判斷設備接線的正確性，以確保電氣設備在送電後能夠安全穩定運行。

目前，電力系統主要採用向量檢查的方法進行檢驗。傳統的向量檢查主要採用一次系統實際的工作電壓和負荷電流，由於新設備投運前，負荷均未投入，僅有站用變等部分配套輔助設備投運，一次系統負荷電流較小，達不到向量檢查所需要的數值。為了確保送電後設備能夠安全運行，一般通過專門調整、變更系統的運行方式來增大一次負荷電流，有時甚至採取投入一些無用負荷的方法來增大一次負荷電流。這樣不僅會出現倒負荷操作風險、大大延長了系統過渡的時間，且浪費了大量電能。同時，也存在著較大的操作安全風險。

技術實現要素：

本發明的目的是為了解決新建變電站在設備投運前，輕載或無負荷情況下不便準確進行向量檢查的問題。提供了一種輕載或無負荷變電站相量測量試驗方法，利用線路本身的線間及對地電容空載負荷電流進行相量檢查，它具有操作簡便、安全準確的優點。

為實現上述目的本發明採用以下技術方案：一種無負荷變電站相量測量試驗方法，包括如下步驟：

步驟1，送電前採用直流法進行互感器極性測試，檢查互感器極性接線正確性，為送電後相量測試提供基準；其具體測試步驟如下：

1)、製作直流電源發生裝置，並將直流電源發生裝置「+」極端接到互感器一次側的「p1」端，「-」極端接到互感器一次側的「p2」端；

2)、製作二次迴路監測裝置，並將二次迴路監測裝置的「+」極端接到互感器二次側的「s1」端，「-」極端接到互感器二次側的「s2」端；

3)、啟動直流電源發生裝置開關，直流電源發生裝置的「+」、「-」經過互感器的「p1」、「p2」端形成導通迴路，迴路瞬間通過較大電流；

4)、觀察二次迴路監測裝置上毫安表或毫伏表指針的動作方向並判斷互感器的接線正確性，如毫安表或毫伏表指針向順時針方向轉動，則接線正確；如毫安表或毫伏表指針向逆時針方向轉動，則接線錯誤；

5)、如接線正確則互感器極性測試工作結束，如判斷接線錯誤需重新檢查並調整一、二次迴路接線，並重新按上述流程測試互感器極性，直至接線正確；

為便於單人完成測試工作，可在二次迴路監測裝置及直流電源發生裝置上安裝無線遙控裝置，無線遙控裝置可選用2.4g無線通訊模塊，其中，在二次迴路監測裝置上安裝主模塊即命令發送模塊，在直流電源發生裝置上安裝從模塊即命令接收模塊，命令接收模塊控制開關的常開接點與手動操作控制開關並聯在直流電源發生裝置的「+」極導線上，在檢測時，操作人員只需在二次迴路監測裝置上按壓命令發送模塊的開關，命令接收模塊就可接到動作指令，開關動作，接通直流電源發生裝置與電流互感器組成的迴路，通過遙控方式控制直流電源發生裝置的電流開關的通斷，進行測試工作。

直流電源發生裝置的製作方法，選用電池作為直流電源發生裝置的電源，電池的正極及負極分別壓接導線，其中接在「+」極的導線需串接一隻控制開關，導線的另一端各安裝一隻掛鈎，掛鈎的直徑及開口需大於變電站輸電導線的直徑。

二次迴路監測裝置製作方法，選用一塊毫安表或毫伏表作為二次迴路監測裝置的顯示模塊，毫安表或毫伏表的輸入端標為「+」極，輸出端標為「-」極，並將二次迴路監測裝置的「+」極及「-」極端通過導線連接到變電站端子箱內相應的端子排。

步驟2，送電前試驗測試項目完成且合格後，對設備進行送電操作，送電時變壓器低壓側的饋線迴路不帶負荷，此時線路為空載，並採用二次電流放大的方法對不同的裝置或迴路進行向量檢查；具體檢查步驟如下：

1)、使用毫安表設備測試電流互感器二次電流，如二次電流大於0.5a時，則將分析儀的電壓迴路分別連接到電壓互感器的三相二次迴路，利用電流鉗卡在電流互感器三相二次迴路上，測試繼電保護或其他自動化設備的輸入電流及電壓，並做好數據記錄；根據測試的數據繪製六角圖，以此判斷電流、電壓相別、相位關係以及所保護的方向是否正確；

2)、如毫安表測得的電流互感器二次電流小於0.5a時，由根據測得的二次電流大小進行計算，計算得出將二次電流放大到大於0.5a時所需的放大倍數；

3)、根據需放大的倍數採用細漆包線等導線繞制線圈繞組，線圈繞組的匝數等於放大倍數；

4)、將繞制的線圈在端子排或其它地方串接在電流互感器的二次迴路中，為防止開路，只有在線圈可靠的串接在二次迴路後，端子排或原迴路才可斷開；串接時，線圈的繞制方向應與迴路的電流方向保持一致，為確保安全，可在線圈的兩端之間並接放電管或較大的電阻；

5)、用帶有輸出線的電流鉗卡在串接在二次迴路的線圈中，電流鉗的方向應與電流方向一致；

6)、利用電磁感應原理，串接的線圈n倍放大二次電流，使被採集的電流放大後同方向流過電流鉗，把採集到的交流電流數據輸送到分析儀進行處理，分析儀能準確地測量出電流互感器二次迴路中微電流的大小及相位。二次電壓測試的方法同二次電流大於0.5a時使用的方法，

7)、根據測試的數據繪製六角圖，以此判斷電流、電壓相別、相位關係以及所保護的方向是否正確。判斷方法如下:繪製的三相電流相量應是正相序,即應為順時針方向,若不是,則可能是電流互感器相別接錯；繪製的三相電流相量應彼此對稱，各相差120°,反之則可能是極性接錯；對於電流互感器是y形接線的還可以根據測量電流互感器引出線三相電流的大小,進一步判斷電流互感器極性是否接錯；如極性正確則三相電流大小基本一致,中性線電流應近似為零；如果有一相電流互感器極性與其它兩相不同,則三相電流相等,但中性線電流為各相電流的兩倍；對於兩線圈變壓器差動保護,根據六角圖所求得的兩組三相電流相量,各對應相電流相量的相位差180°,反之則可能是兩組電流到互感器應極性接錯。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：本發明提供了一種新建變電站投運前向量測量的試驗方法，解決了新建變電站由於負荷未投運，一次系統負荷電流較小，無法進行向量檢查的問題。替代了通過專門調整、變更系統的運行方式來增大一次負荷電流或投入一些無用負荷增大一次負荷電流等傳統試驗方法。避免了傳統試驗方法帶來的倒負荷操作風險、系統過渡的時間長，浪費大量電能等問題的發生。提高了操作人員的操作安全性及測試正確率，確保送電後設備能夠安全運行。

附圖說明

圖1為本發明極性測試方法原理圖；

圖2為本發明電流放大迴路原理圖；

圖3為採用本發明測試後繪製的六角圖；

圖4為採用本發明測試後的電流誤差曲線；

圖5為採用本發明測試後的角度誤差曲線；

圖中：1.繼電保護或自動化裝置；2.端子排；3.連接壓板；4.毫安表或毫伏表；5.二次迴路監測裝置；6.直流電源發生裝置；7.控制開關；8.電池；9.電流互感器；10.電阻；11.線圈繞組；12.分析儀(相位儀)；13.電壓互感器；14.電流鉗。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細闡述。

以110kv新建變電站說明變電站正式投運前相量檢查的試驗方法。

如圖1-5所示，首先在送電前採用直流法進行互感器極性測試，檢查互感器極性接線正確性。

選用一塊12v，10ah的(鉛酸)電池8作為直流電源發生裝置的電源，電池的正極及負極分別壓接一根1.5mm2導線，其中接在「+」極的導線需串接一隻控制開關，導線的另一端各安裝一隻掛鈎，掛鈎的直徑及開口需大於變電站輸電導線的直徑。並將接在「+」極的導線掛設在互感器一次側「p1」端的輸電導線上，接在「-」極的導線掛設在互感器一次側「p2」端的輸電導線上。

選用一塊毫安表或毫伏表作為二次迴路監測裝置的顯示模塊，毫安表或毫伏表4的輸入端標為「+」極，輸出端標為「-」極，並將二次迴路監測裝置的「+」極及「-」極端通過導線連接到變電站端子箱內相應的端子排，其中，「+」極端接到互感器一次側的「s1」端，「-」極端接到互感器一次側的「s2」端。

接線完畢後，檢測人員啟動直流電源發生裝置6的控制開關7，直流電源發生裝置的「+」、「-」經過電流互感器的「p1」、「p2」端形成導通迴路，迴路瞬間通過較大電流。由於電磁感應的原因，互感器二次迴路感應出瞬間電流，另一檢測人員觀察二次迴路監測裝置上毫安表(毫伏表)指針的動作方向並判斷互感器的接線正確性。如毫安表(毫伏表)指針向順時針方向轉動，則接線正確，互感器極性測試工作結束；如毫安表(毫伏表)指針向逆時針方向轉動，則接線錯誤，需重新檢查並調整一、二次迴路接線，並重新按上述流程測試互感器極性，直至接線正確。

為便於單人完成測試工作，可在二次迴路監測裝置5及直流電源發生裝置6上安裝無線遙控裝置。無線遙控裝置可選用2.4g無線通訊模塊，其中，在二次迴路監測裝置上安裝主模塊即命令發送模塊，在直流電源發生裝置上安裝從模塊即命令接收模塊。命令接收模塊控制開關的常開接點與手動操作控制開關並聯在直流電源發生裝置的「+」極導線上。在檢測時，操作人員只需在二次迴路監測裝置上按壓命令發送模塊的開關，命令接收模塊就可接到動作指令，開關動作，接通直流電源發生裝置與電流互感器組成的迴路，就可通過遙控方式控制直流電源發生裝置的電流開關的通斷，進行測試工作。

絕緣測試等送電前試驗項目完成且合格後，對設備進行送電操作，送電時，變壓器低壓側的饋線迴路不帶負荷，此時線路為空載。此時，需對不同的裝置或迴路進行向量檢查。

使用毫安表或萬用表在控制室的斷電保護裝置的電流輸入迴路測試電流互感器二次電流，如二次電流大於0.5a時，則將相位儀(分析儀)12的電壓迴路分別連接到電壓互感器的三相二次迴路，利用電流鉗14卡在電流互感器三相二次迴路上。測試繼電保護或自動化設備1的輸入電流及電壓，並做好數據記錄。根據測試的數據繪製六角圖，以此判斷電流、電壓相別、相位關係以及所保護的方向是否正確。

如毫安表或萬用表測得的電流互感器二次電流為0.039a，毫安表或萬用表測得的電流互感器二次電流也可通過測試一次電流計算得到。以架空線路空載容性迴路為例加以計算。架空線路空載容性迴路一次電流的計算公式為：

式中：up：線路線電壓，單位：kv；

ω：電網角頻率，ω＝2πf；

c：線路單相對地電容，一般取5～6pf/m。

經計算：架空線路空載容性迴路一次電流為9.04a。互感器變比為1200/5，

二次電流＝一次電流÷互感器變比＝9.04a÷1200/5＝0.0377≈0.038,與測得的數據基本一致。

為使測試電流大於0.5a，根據公式

i1/i2＝n1/n2

n2＝n1×i2/i1

為將二次電流放大至0.78a，

算得n2＝20，即可將二次電流放大20倍。

採用0.5mm2的漆包線繞制線圈繞組11，線圈繞組11的匝數為20，即漆包線繞制20圈。將繞制的線圈串接在電流互感器二次迴路的端子排2上。為防止開路，只有在線圈可靠的串接在二次迴路後，端子排的連接壓板才可斷開。串接時，線圈的繞制方向應與迴路的電流方向保持一致。為確保安全，在線圈的兩端之間並接1kω的電阻。

用相位儀配套的電流鉗14卡在串接在二次迴路的線圈中，電流鉗14的方向應與電流方向一致。根據電磁感應原理，串接的線圈20倍放大二次電流，使被採集的電流放大後同方向流過電流鉗，把採集到的交流電流數據輸送到相位儀進行處理，相位儀能準確地測量出電流互感器二次迴路中微電流的大小及相位。

二次電壓測試的方法同二次電流大於0.5a時使用的方法。

根據測試的數據繪製六角圖，以此判斷電流、電壓相別、相位關係以及所保護的方向是否正確，繪製三相電流相量是正相序,即為順時針方向,電流互感器9相別接線正確，三相電流相量彼此對稱,各相差了120°，電流互感器極性接正確。

本發明解決了新建變電站由於負荷未投運，一次系統負荷電流較小，無法進行向量檢查的問題；替代了通過專門調整、變更系統的運行方式來增大一次負荷電流或投入一些無用負荷增大一次負荷電流等傳統試驗方法；避免了傳統試驗方法帶來的倒負荷操作風險、系統過渡的時間長，浪費大量電能等問題的發生；提高了操作人員的操作安全性及測試正確率，確保送電後設備能夠安全運行。

以上所述為本發明較佳實施例，對於本領域的普通技術人員而言，根據本發明的教導，在不脫離本發明的原理與精神的情況下，對實施方式所進行的改變、修改、替換和變型仍落入本發明的保護範圍之內。