便攜式廠站計量二次回路排查培訓裝置研制及應用

廣東電網有限責任公司東莞供電局 方紹懷 黃遠勝 王泉 蔣敬鶴 鄒聰 李學鵬

1 引言

根據南方電網公司《電能計量裝置運行管理辦法》中明確要求新投運的計量裝置需要檢測其計量二次回路，保證計量的準確性。因此，現場檢測計量二次回路接線正確是計量運維人員應該掌握的一項核心技能，也是計量運維崗位勝任能力題庫中的必考題目。但是目前沒有相關的培訓設備，而現場培訓需要涉及變電站的高壓場地和主控室計量屏的計量回路，存在一定的人身風險，操作不當還可能影響計量設備的正確計量[1-4]。由于受培訓地點和時間的限制，計量運維人員不能隨時培訓，造成對此核心技能掌握不足，影響了工作質量和考評成績，而且還存在一定的人身風險。

為解決計量運維人員培訓的需求，本文介紹研制一套便攜式廠站計量二次回路排查培訓裝置，仿真現場的計量二次回路，并提供方便的電源接入方式和靈活的錯誤接線設置功能，以實現在室內開展計量二次回路測試技能培訓的目的。

2 技術方案

廠站計量二次回路測試是針對新設計量裝置的二次回路開展的檢測，根據功能需求，裝置包含電源模塊、二次線端子排、錯誤接線開關控制模塊、錯誤接線開關模塊、試驗接線盒、三相四線電能表等。通過模塊間的配合能模擬從互感器計量繞組二次端子到電能表屏端子排處的整個二次回路[5]。

培訓裝置系統結構設計如圖1所示。電源模塊將單相電源轉換成可接入電能表的三相電壓電流和繼電器供電電源，三相電壓電流先經過二次端子排，再經錯誤接線開關模塊，再至接線盒，最后到電能表。試驗接線盒、二次端子排由電壓信號端子組和電流信號端子組組成。錯誤接線開關模塊通過開關動作或繼電器的觸點開關改變計量二次回路接線情況，而錯誤接線開關控制模塊通過按鈕開關或旋鈕開關控制繼電器線圈通電，進而控制錯誤接線開關模塊對應開關動作，電能表主要為了直觀顯示接線錯誤下電能表的綜合情況。

圖1 培訓裝置系統結構設計

2.1 培訓裝置組成

裝置采用三層結構，電能表、端子排、接線盒。接線盒置于頂層，方便操作人員測量和檢查，形成絕緣封裝頂層面板。電源模塊、計量二次回路接線模塊（多個繼電器組合）置于底層，而中間層放置錯誤接線開關控制模塊的操作面板。設備頂層設計和中間層操作面板設計如圖2所示。培訓設備底層控制設計如圖3所示。

圖2 設備頂層設計和中間層操作面板設計

圖3 培訓設備底層控制設計

2.2 功能應用分析

計量二次回路不帶電培訓模式。此模式模擬現場計量二次回路不帶電情況下，主要檢查計量二次回路是否存在基礎錯誤接線，包括了計量二次回路中電壓回路的相間短路、電壓回路接地、電壓回路開路、電流回路相間短路、電流回路接地、電流回路開路等故障。

計量二次回路帶電模式。此模式模擬現場計量二次回路在帶電情況下，主要是培訓復雜錯誤接線計量二次回路檢查，其中復雜錯誤接線指的是電壓相序錯誤、電流相序錯誤、電流極性錯誤，但是同樣可以設置除電壓回路相間短路、接地和電流回路開路之外的其他基礎錯誤接線點。

綜合模式。由上述兩種模式結合，培訓難度相對較大。一次培訓可以同時設置兩種多處的錯誤接線點（基礎接線錯誤點和復雜錯誤接線點），先進行計量二次回路不帶電模式下的錯誤接線排查，排查完后消除基礎錯誤接線點，再進入帶電模式下的培訓。

電氣閉鎖功能。主要功能分為：一是當存在計量二次電壓回路相間短路、電壓回路接地、電流回路開路錯誤接線點，此時計量二次回路上電閉鎖，上電開關按下后回路無法通電。二是在計量二次回路通電情況下，電壓回路相間短路、電壓回路接地、電流回路開路的錯誤接線點設置按鈕按下后開關不動作，不影響回路接線，進而起到保護作用，避免出現在通電的情況下電流回路開路和電壓回路短路、接地等故障引起設備損害和安全故事的發生。

3 培訓裝置使用方法

3.1 計量二次回路不帶電模式

計量二次回路不帶電模式主要是培訓基礎錯誤接線計量二次回路檢查，其中基礎錯誤接線指的是電壓回路相間短路、電壓回路接地、電壓回路開路、電流回路相間短路、電流回路接地、電流回路開路。計量二次回路不帶電模式（A相電壓回開路）如圖4所示。

圖4 計量二次回路不帶電模式（A相電壓開路）

計量二次回路不帶電模式操作步驟為：首先操作人員打開位于頂層面板左上角總開關，選取基礎錯誤接線點，打開蓋板，在中間層面板確定其對應按鈕并按下，蓋上蓋板；如A 相電壓回路開路，對應于中間層面板中第3行第一個按鈕。（可同時設置多處錯誤接線點）。其次是操作人員利用工具（萬用表）在端子排和接線盒進行測量，根據測量數據判斷錯誤接線點并給出結果。最后是操作人員打開蓋板，根據結果與按下的按鈕是否對應。

3.2 計量二次回路帶電模式

計量二次回路帶電模式主要是培訓復雜錯誤接線計量二次回路檢查，其中復雜錯誤接線指的是電壓相序錯誤，電流相序錯誤、電流極性錯誤。但是同樣可以設置除電壓回路相間短路、接地和電流回路開路之外的其他基礎錯誤接線點。操作步驟如下。

一是操作人員打開頂層面板左上角總開關。二是操作人員選取錯誤接線點，打開蓋板，在中間層確定其對應按鈕并按下或對應旋鈕并旋轉至對應位置，蓋上蓋板；如設置電壓相序為BCA，對應于面板1左上角第一行第一列位置，旋轉旋鈕至2檔，第一行第三列處LED亮。三是操作人員利用工具（萬用表、相位伏安表）在端子排和接線盒進行測量，根據測量數據判斷錯誤接線點并給出結果。四是操作人員打開蓋板，根據結果與按下的按鈕是否對應。

3.3 綜合模式

綜合模式由上述兩種模式結合，培訓難度相對更大。一次培訓可同時設置兩種多處的錯誤接線點（基礎接線錯誤點和復雜錯誤接線點），先進行計量二次回路不帶電模式下的錯誤接線排查，排查完后消除基礎錯誤接線點；再進一步進入帶電模式下的培訓。

4 創新點分析

所有模塊合理整合在便攜式手提箱，減少裝置的體積大小，便于移動和存放，方便在不同地點培訓使用。培訓裝置模擬現場測試，安全可靠，誤操作不會影響現場設備運行。培訓裝置具有多種培訓模式，多種故障設置，由易到難，基本涵蓋常見計量二次故障類型，通過此便攜式培訓裝置能充分提高和考查計量人員是否完全掌握計量二次回路驗收、測試和分析。

5 應用效果

廠站計量二次回路排查培訓裝置最終成果如圖5所示，研究人員進行多項功能性測試，已于2022年6月至今在東莞供電局供電服務中心運行分部計量班組進行試點應用，計量用戶班組培訓如圖6所示。用戶班組學員開展培訓學習，現場應用表明，解決了廠站計量二次回路測試培訓以及計量錯誤接線測試培訓受培訓地點、培訓時間影響培訓效果等問題，培訓裝置具有體積小、攜帶方便、方便在不同地點培訓等使用優點。

圖5 培訓裝置成果

圖6 計量用戶班組培訓

6 結語

便攜式廠站計量二次回路排查培訓裝置應用前景好，便攜性強能，學員帶回辦公室即可進行培訓學習，不再受場所的限制。其能夠在短時間提高計量運維人員的錯誤接線分析和計量二次回路排查水平，適合全國從事電能計量有關的電力人員使用，特別是從事計量運維工作人員使用，具有成果推廣易、轉化簡單、費用低等優點。

為提高培訓裝置的便攜性，研究人員在仍需要合理優化裝置內部線路布線，縮小各模塊體積，完善成果功能，提升整個裝置的便攜性。