配電變壓器的火線接地快速自動檢測裝置設計

貴州省都勻市供電局 貴州 都勻 558000

0 引言

配件變壓器是指變電站供電與配電組織中,可根據電磁反應進行交流電轉換功能的電器設備,由于此裝置在應用中的主要功能是實現對電力與電能的供應與傳輸,因此為了確保裝變壓器的穩定運行,在對其控制中通常從其火線接地檢測方面入手[1]。火線與零線均為配電變壓器的主要零部件,兩者的區別在于火線的電壓值為220V,而零線為0V。當火線與地面接觸時,產生電力傳輸效應,此時觸摸地面人體將存在觸電危險[2]。為了降低此類安全事故的發生概率,提高配電變壓器運行的安全性,本文將對配電變壓器的火線接地快速自動檢測裝置展開設計與研究。

1 配電變壓器的火線接地快速自動檢測裝置設計

1.1 火線接地快速自動檢測裝置結構設計 本文設計的快速自動檢測裝置由高壓直流發生裝置、測試電路、感應電壓、單機片、顯示中屏、單機芯片等零件構成[3]。在設計檢測裝置結構過程中考慮到測試電路的儲能問題,因此可選擇外接交流電為裝置運行提供充電功能。

為了克服傳統檢測裝置中存在的測試耗時高的問題,選擇裝置的上機位作為檢測行為的控制中心,并采用零構件多串口連接的方式,為每一個檢測儀表配備獨立的電壓值通信信道[4]。同時,在上機位插上讀寫卡器與數據交互顯示屏,其中自動讀卡芯片與智能卡片連接,同位于上機位。

由于每個檢測表均配備了獨立的檢測芯片,且多串口均支持100M的通信,因此裝置上機位可同時實現對火線接地的多端同時檢測,且多個檢測端口之間的功能互不發生影響。

1.2 快速自動檢測裝置功能規劃 在完成接地快速自動檢測裝置零部件的結構設計后,對其裝置可實現的功能進行規劃。步驟如下:

連接檢測裝置與配電站的變壓裝置端口,在確保此條供電線路無人干擾與工作的前提下,將裝置通電,在得到監測現場施工允許的條件下,執行三相接地行為。此時,啟動檢測裝置,由感應電壓區域進行接地線路電壓的檢測,將獲取的電壓信號在發生電路區域內進行模數轉換,判斷接地電壓值。

等待延時2.0～3.0μs,單機芯片將自動調整I/O clock為高電平,此時可從顯示中屏區域讀取data out數值,當中屏顯示指令需要參數持續補充時,可認為已完成對接線火線的自動檢測[5]。反之,需要持續進行CS高電平的重置,直到中屏顯示接地檢測數值為高字節電壓值,以此完成對配電變壓器火線接地的快速自動檢測。

2 對比實驗

實驗選取某配電變壓器作為研究對象,該變壓器為S11油浸式變壓器,額定容量為500k VA,負載損耗為5100W,型號為S11-500/10.04,實驗利用此次設計裝置與傳統裝置對該配電變壓器火線接地進行快速檢測。實驗中將該配電變壓器輸電線路相線分為A、B、C三相,共有15根輸電線路,將所有輸電線路三相火線接地,每個輸電線路的電壓值為20V,周圍環境溫度為25℃,濕度為50%。設置20個監測點,利用兩種檢測裝置檢測火線接地,記錄兩種檢測裝置從開始檢測到顯示結果用時,隨機抽取5個監測點檢測數據,將檢測裝置檢測用時作為實驗結果,對兩種檢測裝置進行對比分析。

表1 兩種檢測裝置檢測用時對比(s)

從上表1中可以看出,設計裝置檢測用時時間較短,遠遠快于傳統裝置,表明設計裝置能夠更加及時、快速地檢測出配電變壓器火線接地情況,相比于傳統裝置,更適用于配電變壓器的火線接地快速自動檢測。

3 結束語

本文設計了一種支持配電變壓器火線接地快速自動檢測的裝置,并采用設計對比實驗的方式,對設計裝置的整體性能進行檢測。雖然本文設計的裝置相比傳統裝置,更具備實用性能,但由于此次研究的裝置屬于帶電裝置,仍無法實現脫電對火線接地的檢測。當裝置在執行檢測行為時,極易受到自身通電的影響,從而影響檢測結果的可靠性與時效性。