智能變電站向量測(cè)試組合箱的研制

吳興龍 李少飛

摘要：傳統(tǒng)變電站保護(hù)的電壓、電流模擬量都位于同一保護(hù)裝置屏后，而智能變電站保護(hù)的電壓模擬量位于母線電壓合并單元上，電流模擬量位于各間隔合并單元上，但兩者相距數(shù)米或數(shù)十米。因此，在智能變電站向量測(cè)試中，引入基準(zhǔn)電壓成為難題。本文針對(duì)施放長(zhǎng)距離電纜來(lái)解決這一難題存在費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、危險(xiǎn)等問(wèn)題，提出了智能變電站向量測(cè)試組合箱的設(shè)計(jì)，分析了其優(yōu)點(diǎn)，結(jié)果表明該組合箱將智能變電站向量測(cè)試所需工器具、電纜等組合在一起，便于攜帶、轉(zhuǎn)移與管理，節(jié)省了人力和時(shí)間，提高了向量測(cè)試的效率，保證了測(cè)試人員的安全。

關(guān)鍵詞：智能變電站；向量測(cè)試；組合箱

中圖分類號(hào)： TM 933 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）01（a）-0000-00

引言

變電站新設(shè)備投運(yùn)以及電流二次回路改動(dòng)過(guò)的設(shè)備恢復(fù)送電時(shí)，需要在帶負(fù)荷后進(jìn)行向量測(cè)試，即測(cè)量三相負(fù)荷電流的有效值和相對(duì)于基準(zhǔn)電壓的相位等并判斷相序，以檢測(cè)電流回路接線的正確性，防止繼電保護(hù)裝置的誤動(dòng)作。傳統(tǒng)變電站各間隔保護(hù)所用電壓、電流模擬量都集成在該間隔的保護(hù)屏端子排上，所以向量測(cè)試較為簡(jiǎn)單。對(duì)于智能變電站，其電壓、電流互感器分為兩種情況[1]：一種為電子式互感器，二次采樣值為數(shù)字量，不存在模擬量；另一種仍然采用傳統(tǒng)互感器，二次采樣值為模擬量，通過(guò)電纜傳送到合并單元轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。目前由于電子式互感器技術(shù)并不成熟，所以采用電子式互感器的智能變電站并不多，一般都還是采用傳統(tǒng)互感器。文獻(xiàn)[2]闡述了配置電子式互感器的智能變電站向量測(cè)試方法，但尚無(wú)文獻(xiàn)對(duì)配置傳統(tǒng)互感器的智能變電站向量測(cè)試予以詳細(xì)分析。本文分析了此類智能變電站向量測(cè)試存在的問(wèn)題，并針對(duì)這些問(wèn)題，提出了智能變電站向量測(cè)試組合箱的設(shè)計(jì)，而后分析了其作用和優(yōu)點(diǎn)。

1 向量測(cè)試的基本步驟

向量測(cè)試一般分為三個(gè)步驟：

（1）選取基準(zhǔn)電壓模擬量，即將智能三相相位伏安表的電壓測(cè)試線插在基準(zhǔn)電壓端子上，而后將伏安表的三相鉗形電流互感器分別卡在待測(cè)間隔的三相電流電纜芯線上；

（2）讀取伏安表上三相電流模擬量的幅值及相對(duì)于基準(zhǔn)電壓的相位角，并記錄數(shù)值；

（3）根據(jù)測(cè)量數(shù)值，作出待測(cè)間隔三相負(fù)荷電流向量圖，判斷相序是否正確。

2 智能變電站向量測(cè)試的難點(diǎn)

在傳統(tǒng)變電站中，每個(gè)保護(hù)裝置的電壓模擬量端子和電流模擬量端子都在同一塊屏后，智能三相相位伏安表的電壓試驗(yàn)線和鉗形電流互感器試驗(yàn)線的長(zhǎng)度完全滿足向量測(cè)試的接線要求。而在智能變電站中，各間隔保護(hù)的電壓模擬量位于母線電壓合并單元上，電流模擬量位于該間隔合并單元上。以110kV線路保護(hù)的采樣回路為例，如圖1所示，母線二次電壓模擬量在母線壓變智能終端柜的合并單元上，線路二次電流模擬量在線路智能終端柜的合并單元上，而保護(hù)裝置屏后均為電壓電流數(shù)字量，所以不能像傳統(tǒng)保護(hù)一樣，在保護(hù)裝置后完成向量測(cè)試。若在線路智能終端柜處進(jìn)行向量測(cè)試，那么引入母線壓變智能終端柜上的基準(zhǔn)電壓將成為難點(diǎn)。

通過(guò)測(cè)量某220kV變電站220kV母線壓變智能終端柜到不同220kV線路間隔智能終端柜的距離發(fā)現(xiàn)，最大距離為70m，最小距離為7m，測(cè)量110kV母線壓變智能終端柜到不同110kV線路間隔智能終端柜的距離最大為45m，最小為5m，而智能相位伏安表的電壓試驗(yàn)線一般只有2m，完全不能滿足測(cè)量需求。因此，需要采用施放長(zhǎng)電纜的方法，引入電壓模擬量。這種方法是可行的，但存在以下幾個(gè)問(wèn)題：

（1）人工施放電纜費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，而且需要多人配合，工作效率低下；

（2）如果變電站間隔較多，電纜施放人員需要來(lái)回穿越帶電間隔進(jìn)行向量測(cè)試，安全隱患較大；

（3）電纜長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短，若過(guò)長(zhǎng)，則攜帶、施放都不方便；若過(guò)短，則在引入長(zhǎng)距離電壓模擬量時(shí)，需要將幾根電纜的芯線連接起來(lái)才能滿足長(zhǎng)度要求，如此便增大了工作量；

（4）投運(yùn)送電現(xiàn)場(chǎng)，一般還需要一些基本用具，如一字起、萬(wàn)用表、絕緣膠布、記錄筆、記錄本等，這些用具和電纜、智能三相相位表分別攜帶，極為不便，而且擺放在現(xiàn)場(chǎng)，容易造成現(xiàn)場(chǎng)雜亂不堪。

3 智能變電站向量測(cè)試組合箱的研制及優(yōu)點(diǎn)

針對(duì)智能變電站向量測(cè)試存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)并研制了智能變電站向量測(cè)試組合箱，其CAD設(shè)計(jì)效果圖如圖2所示。

3.1 基本設(shè)計(jì)

（1）組合箱箱體分為兩層：儀表層和電纜層，兩層可以分離。儀表層放置智能三相相位伏安表及其配置的鉗形電流互感器、絕緣膠布等，箱蓋背面的工具袋可以放置一字起、記錄筆、記錄紙等。電纜層放置80m長(zhǎng)的電纜，用于引入基準(zhǔn)電壓。

（2）儀表層中置放伏安表的盒體背后內(nèi)嵌磁鐵，可以吸附在智能終端柜柜門上。

（3）電纜層設(shè)置有帶轉(zhuǎn)動(dòng)把手的電纜線盤，用于纏放電纜；在把手側(cè)面有電纜轉(zhuǎn)接線柱；在距離電纜出線端頭合適位置設(shè)置直徑大于導(dǎo)線穿出孔的橡膠套環(huán)；在電纜層箱體下部，安裝了四個(gè)萬(wàn)向輪，其中兩個(gè)萬(wàn)向輪帶有剎車功能。

3.2 優(yōu)點(diǎn)分析

組合箱將向量測(cè)試所需的基本儀表、用具、電纜等集中在一個(gè)箱體內(nèi)，便于攜帶，便于管理，特別是電纜集中在箱體內(nèi)，使用轉(zhuǎn)動(dòng)把手施放、收拉，大大降低了人力，縮短了工作時(shí)間，提高了安全性。此外，組合箱的一些細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，如表1所示。

4 結(jié)語(yǔ)

智能變電站向量測(cè)試組合箱已獲得國(guó)家實(shí)用新型專利，并在宣城供電公司110kV玉屏變、220kV梓山變和220kV山門變等智能變電站的投運(yùn)中得到應(yīng)用，取得了很好的應(yīng)用效果。組合箱的應(yīng)用，解決了傳統(tǒng)向量測(cè)試方法在配置傳統(tǒng)互感器的智能變電站向量測(cè)試中遇到的問(wèn)題，使保護(hù)人員能夠方便地?cái)y帶工器具、轉(zhuǎn)移工器具、轉(zhuǎn)移工作地點(diǎn)、進(jìn)行向量測(cè)試等，節(jié)省了測(cè)量人員的體力和測(cè)量時(shí)間，提高了工作效率，并保證了測(cè)量人員的安全。

參考文獻(xiàn)

[1] 曹團(tuán)結(jié)，黃國(guó)方. 智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)與應(yīng)用[M]. 北京：中國(guó)出版社，2013.

[2] 李鐵成，張兵海，等. 投運(yùn)前繼電保護(hù)向量檢查技術(shù)在智能變電站的應(yīng)用[J]. 河北電力技術(shù)，2012，31（4）：1-2.