變電所出線側不停電安裝高壓帶電顯示裝置的方法研究

王鋼輝，王滌，周天宇，凌秋陽

（國網浙江省電力公司湖州供電公司，浙江湖州313000）

經驗交流

變電所出線側不停電安裝高壓帶電顯示裝置的方法研究

王鋼輝，王滌，周天宇，凌秋陽

（國網浙江省電力公司湖州供電公司，浙江湖州313000）

防誤裝置全面覆蓋、防誤裝置功能正常對保障電力系統的安全生產具有十分重大的意義。在現階段，有很大一部分變電所的防誤裝置安裝率達不到100%的要求。現有解決該問題的方法又都存在需要停電安裝維護等問題，將會影響供電的可靠性。為此提出一種新的方法，通過實施不停電安裝一種新型的高壓帶電顯示裝置，對防誤裝置安裝不完善的變電所進行改進，提高了變電所的防誤裝置完善率。

不停電；帶電顯示裝置；防誤完善率

0 引言

浙江省電力公司《變電所運維管理規范》中有明確規定：“不斷提高變電所的防誤裝置安裝率。”但據初步統計，湖州電網目前有超過150條線路驗電未納入強制閉鎖，導致很多變電所防誤裝置安裝率達不到100%。而現有的方法需要停電安裝維護，影響了供電可靠性，急需研究一種新的方法。

1 變電所防誤裝置現狀調查

1.1 變電站防誤裝置完善率現狀

據統計，國網湖州供電公司變電運維室所轄66座變電所中防誤裝置完善的變電所有29座，變電所防誤裝置完善率為43.94%，大部分變電所防誤裝置還不完善，存在一定安全隱患，變電所防誤裝置完善率還需進一步提高。

1.2 完善率偏低原因分析

通過對防誤裝置不完善變電所進行分析，可以看到這37個變電所分別存在110 kV進出線操作線路接地刀閘（簡稱地刀）無強制驗電閉鎖、35 kV開關柜后柜門無帶電閉鎖、10 kV母線帶電小車無強制閉鎖、35 kV進線開關無強制閉鎖等4類問題（見表1），其中存在110 kV進出線操作線路地刀無強制驗電閉鎖問題的變電站占比最大，占總數的86.49%。可以得出，110 kV進出線操作線路地刀無強制閉鎖是導致現有變電站防誤裝置不完善的主要問題。

表1 變電站存在問題分析

2 現有方案比較

通過調查現有防誤裝置完善的變電所，大多通過安裝線路電壓互感器（簡稱壓變），或安裝感應式高壓帶電顯示裝置實現110 kV線路地刀強制驗電，見表2。

表2 對110 kV進出線操作線路地刀無強制驗電閉鎖問題解決辦法

2.1 加裝線路壓變

通過加裝線路壓變，進而進行復驗電的方式可以有效解決線路地刀的強制驗電。在老的AIS（敞開式空氣絕緣）變電站的典型設計中并未在線路側裝設線路壓變。如果通過該方式對這些變電站防誤裝置進行完善，必須結合線路停電的方式進行，極大地影響了供電可靠性。而且線路壓變的價格較貴，一臺110 kV的線路壓變單價在15 000元左右，對生產成本也有一定的壓力。

2.2 加裝感應式高壓帶電顯示裝置

采用該類型的產品，相較于安裝線路壓變，在經濟上有一定的優勢。現有應用中的類似產品也有很多，但基本上都是感應式的，只能采取停電安裝的方式。并且在后期維護裝置時也必須結合停電進行，如表3所示。在現有的供電形勢下，社會對電力供應的可靠性要求越來越高，停電計劃的制定也越來越難，對電力企業的供電可靠性帶來了很大的壓力。而且湖州地區雨霧等天氣較多，空氣濕度較大，空氣污染也比較嚴重，對感應式的高壓帶電顯示裝置可靠性也產生了一定的影響。

3 新的實施策略

綜合以上現有的兩種方式，新的裝置設計應該突出亮點：一是不停電安裝施工情況下信號源的采集問題，二是惡劣環境下的抗干擾設計。根據現場變電所實際與現場倒閘操作經驗，發現檢修人員大多會在操作線路側地刀時查看避雷器泄漏電流指示儀情況，如果避雷器泄漏電流三相均接近0，在操作時也可以輔助判斷該線路已無電。同時現有變電設備在線監測技術也有避雷器泄漏電流的采集監控。因此，以避雷器泄漏電流作為電氣量來源判斷線路的帶電情況，進而結合防誤裝置對該閉鎖點進行強制閉鎖是可行的。

通過在A，B，C三相避雷器引下線上加裝3個小的穿心TA（電流互感器），如圖1所示，對電流信號進行取樣，再對信號進行放大和濾波，然后將三相信號輸出到LED（發光二級管）指示驅動電路。在傳感器輸出端并上1個TVS（舜態二極管），當有雷擊過電壓（過電流）時，將電位扼制在一定的電壓值，防止損壞采集單元，可有效提高惡劣環境下的抗干擾能力。根據泄漏電流特性設計了一套電路（見圖2），主控MCU（單片機）采集三相避雷器泄漏電流信號，當避雷器泄漏電流值高于某個閥值時，控制閉鎖驅動電路輸出常開節點，同時控制LED指示驅動電路點亮相應LED燈，指示高壓線路處于帶電狀態；當避雷器泄漏電流值低于某個閥值時，控制閉鎖驅動電路輸出常閉節點，同時控制LED指示驅動電路點亮相應LED燈，指示高壓線路處于停電狀態。該裝置實物照片見圖3。

表3 變電運維室感應式高壓帶電顯示裝置2015年1—3月份缺陷統計

圖1 穿心TA實物

圖2 避雷器泄漏式高壓帶電顯示裝置電路框圖

該避雷器泄漏電流式高壓帶電顯示裝置通過輸出空接點信號，提供給微機防誤系統驗電鎖，實現防止帶電誤合接地刀閘（掛接地線）的強制閉鎖功能。

4 效果檢查

4.1 安裝效果檢查

圖3 該裝置實物

避雷器泄漏電流式高壓帶電顯示裝置掛網試運行申請材料分別有：《新設備、新材料入網審批表》、《運行安全風險評估報告》、《安裝方案》、《掛網運行事故預案》等。在2015年8月10日，完成了110 kV橫街變、七里變3條線路的安裝工作。本次安裝實現了線路不停電作業，工作時僅在避雷器引下線掛設了臨時地線。

裝置經過將近1個月的帶電運行，通過日常運維、操作等工作情況，該裝置能夠達到目標需求。經過專家組對該裝置進行專業鑒定，通過材料評審以及現場抽檢，一致認為該裝置采用不停電安裝方式替代常規感應式高壓帶電顯示裝置，具有可觀的經濟效益和社會效益。從以下幾個方面進行檢查匯總后形成了試運行報告：避雷器泄漏穿心TA三相外觀有無松動、銹蝕；高壓帶電顯示裝置柜體安裝是否牢固，內部防雨情況是否良好，有無銹蝕，是否影響一次設備的正常運行。帶電顯示裝置防誤閉鎖點接入微機防誤系統后閉鎖邏輯是否正確等。

裝置試運行結束，經專家組驗收通過后，開始在剩余的29座變電站進行安裝，其中35 kV下昂變、莫蓉變的進線避雷器為獨立柜外設備。至2015年9月底，湖州區域內防誤裝置安裝完成的變電所共63座，未完善的3座，變電所防誤裝置完善率達95.45%。

4.2 該裝置的核心優勢

根據避雷器泄漏電流式高壓帶電顯示裝置的使用情況，總結出該裝置具有三大核心優勢：

（1）安裝維護方便。只需旁路避雷器接地引下線，不需要停電。

（2）信號采集可靠。信號源從傳感器中間穿過，能夠不受相鄰相或者相鄰線路的電場的影響，可靠、準確地指示所測線路或設備的帶電狀態，杜絕了誤動和拒動。

（3）裝置運行安全。在傳感器輸出端并上1個TVS管，當有雷擊過電壓（過電流）時，將電位鉗制在一定的電壓值，防止損壞采集單元，有效提高了惡劣環境下的抗干擾能力。

4.3 經濟效益

一套避雷器泄漏電流式高壓帶電顯示裝置的成本價格為5 000元，相比于原有的2種方式，材料成本將大幅下降。

目前市面上的常規高壓帶電顯示裝置在安裝的過程中因為安全距離的原因需停電作業，且后期的維護也需停電。拋開供電可靠性的壓力，單純的停電成本也將大大節約。

另外，還可以避免發生帶電合地刀誤操作事故，減少對用戶的供電和經濟損失。

5 結語

避雷器泄漏電流式高壓帶電顯示裝置是對變電站防誤裝置的改進，大大提高了變電所的防誤裝置安裝率，也降低了變電站運維人員倒閘操作的誤操作風險，保證了供電可靠性，對企業經濟效益、社會效益起到了良好的效果。同時避免了該裝置維護時設備的停復役操作風險，對電網安全穩定運行也有積極意義。

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[7]馮新江，吳健，歸宇，等.避雷器泄漏電流式高壓帶電顯示裝置的應用[J].浙江電力，2016，35（4）∶74-76.

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（本文編輯：陸瑩）

Study on Installation Method of High Voltage Presence Indicating Device at Substation Outlet Side without Power Cut

WANG Ganghui，WANG Di，ZHOU Tianyu，LIN Qiuyang
（State Grid Huzhou Power Supply Company，Huhzou Zhejiang 313100，China）

Full coverage and normal functioning of anti-maloperation devices are critical to ensure production safety of power system.At present，installation rate of anti-maloperation devices in most substations cannot reach a percentage of 100 as required.However the existing installation and maintenance methods need power cut，which influences power supply reliability.The paper proposes a new method of high voltage presence indicating device installation without power cut to improve substations with incomplete anti-maloperation device and increase the installation rate of the devices in substations.

non-outage；presence indicating devices；anti-maloperation completion rate

10.19585/j.zjdl.201705016

1007-1881（2017）05-0062-04

TM862

B

2016-11-07

王鋼輝（1985），男，助理工程師，技師，主要從事變電運維管理工作。