集成式直流絕緣檢測裝置測試儀的研製
發布時間:2021-04-19 來源:吳立文 責任編輯:lina
【導讀】本(ben)文(wen)介(jie)紹(shao)了(le)集(ji)成(cheng)式(shi)直(zhi)流(liu)絕(jue)緣(yuan)檢(jian)測(ce)裝(zhuang)置(zhi)測(ce)試(shi)儀(yi)的(de)研(yan)製(zhi)過(guo)程(cheng),可(ke)實(shi)現(xian)對(dui)變(bian)電(dian)站(zhan)直(zhi)流(liu)絕(jue)緣(yuan)檢(jian)測(ce)裝(zhuang)置(zhi)的(de)設(she)定(ding)參(can)數(shu)進(jin)行(xing)校(xiao)驗(yan),確(que)保(bao)直(zhi)流(liu)絕(jue)緣(yuan)檢(jian)測(ce)裝(zhuang)置(zhi)運(yun)行(xing)正(zheng)常(chang),有(you)效(xiao)降(jiang)低(di)因(yin)變(bian)電(dian)站(zhan)直(zhi)流(liu)絕(jue)緣(yuan)檢(jian)測(ce)裝(zhuang)置(zhi)參(can)數(shu)與(yu)設(she)定(ding)值(zhi)不(bu)符(fu)所(suo)導(dao)致(zhi)的(de)直(zhi)流(liu)係(xi)統(tong)接(jie)地(di)誤(wu)報(bao)警(jing),減(jian)少(shao)前(qian)往(wang)變(bian)電(dian)站(zhan)進(jin)行(xing)消(xiao)缺(que)檢(jian)修(xiu)所(suo)花(hua)費(fei)的(de)時(shi)間(jian),分(fen)為(wei)調(tiao)壓(ya)、電源、固定電阻、可調電阻、電容以及測量共6大模塊。在實際推廣應用中,極大地提高運檢人員的工作效率,保障了電網的安全運行。
本(ben)文(wen)介(jie)紹(shao)了(le)集(ji)成(cheng)式(shi)直(zhi)流(liu)絕(jue)緣(yuan)檢(jian)測(ce)裝(zhuang)置(zhi)測(ce)試(shi)儀(yi)的(de)研(yan)製(zhi)過(guo)程(cheng),可(ke)實(shi)現(xian)對(dui)變(bian)電(dian)站(zhan)直(zhi)流(liu)絕(jue)緣(yuan)檢(jian)測(ce)裝(zhuang)置(zhi)的(de)設(she)定(ding)參(can)數(shu)進(jin)行(xing)校(xiao)驗(yan),確(que)保(bao)直(zhi)流(liu)絕(jue)緣(yuan)檢(jian)測(ce)裝(zhuang)置(zhi)運(yun)行(xing)正(zheng)常(chang),有(you)效(xiao)降(jiang)低(di)因(yin)變(bian)電(dian)站(zhan)直(zhi)流(liu)絕(jue)緣(yuan)檢(jian)測(ce)裝(zhuang)置(zhi)參(can)數(shu)與(yu)設(she)定(ding)值(zhi)不(bu)符(fu)所(suo)導(dao)致(zhi)的(de)直(zhi)流(liu)係(xi)統(tong)接(jie)地(di)誤(wu)報(bao)警(jing),減(jian)少(shao)前(qian)往(wang)變(bian)電(dian)站(zhan)進(jin)行(xing)消(xiao)缺(que)檢(jian)修(xiu)所(suo)花(hua)費(fei)的(de)時(shi)間(jian),分(fen)為(wei)調(tiao)壓(ya)、電源、固定電阻、可調電阻、電容以及測量共6大模塊。在實際推廣應用中,極大地提高運檢人員的工作效率,保障了電網的安全運行。
0 引言
隨著我國經濟社會高速發展,對電網建設的要求不斷增強,變電站作為電網支撐節點其重要性和數量都逐年提升。直流電是變電站的“血液”,為變電站的控製、監測、保(bao)護(hu)等(deng)各(ge)項(xiang)功(gong)能(neng)提(ti)供(gong)動(dong)力(li),是(shi)變(bian)電(dian)站(zhan)不(bu)可(ke)或(huo)缺(que)的(de)一(yi)部(bu)分(fen)。直(zhi)流(liu)電(dian)源(yuan)是(shi)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)中(zhong)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)部(bu)分(fen),在(zai)電(dian)網(wang)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)中(zhong),承(cheng)擔(dan)著(zhe)極(ji)為(wei)重(zhong)要(yao)的(de)任(ren)務(wu),而(er)且(qie)隨(sui)著(zhe)變(bian)電(dian)站(zhan)智(zhi)能(neng)化(hua)的(de)加(jia)深(shen),保(bao)護(hu)微(wei)機(ji)化(hua)的(de)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong),進(jin)一(yi)步(bu)突(tu)顯(xian)出(chu)直(zhi)流(liu)係(xi)統(tong)在(zai)變(bian)電(dian)站(zhan)日(ri)常(chang)維(wei)護(hu)中(zhong)的(de)重(zhong)要(yao)性(xing),而(er)直(zhi)流(liu)電(dian)在(zai)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)作(zuo)用(yong)較(jiao)特(te)殊(shu),主(zhu)要(yao)是(shi)為(wei)係(xi)統(tong)相(xiang)關(guan)設(she)備(bei)供(gong)電(dian),特(te)別(bie)是(shi)能(neng)直(zhi)接(jie)對(dui)變(bian)電(dian)站(zhan)保(bao)護(hu)、控製、監測、通(tong)信(xin)等(deng)眾(zhong)多(duo)設(she)備(bei)提(ti)供(gong)直(zhi)流(liu)電(dian)源(yuan),保(bao)證(zheng)供(gong)電(dian)連(lian)續(xu)性(xing)。當(dang)係(xi)統(tong)出(chu)現(xian)問(wen)題(ti)時(shi),檢(jian)修(xiu)照(zhao)明(ming)也(ye)來(lai)自(zi)於(yu)直(zhi)流(liu)電(dian)源(yuan)的(de)供(gong)給(gei),直(zhi)流(liu)電(dian)源(yuan)在(zai)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)具(ju)有(you)巨(ju)大(da)的(de)重(zhong)要(yao)性(xing)。隻(zhi)有(you)確(que)保(bao)直(zhi)流(liu)係(xi)統(tong)穩(wen)定(ding)運(yun)行(xing),才(cai)能(neng)從(cong)根(gen)本(ben)上(shang)維(wei)護(hu)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)變(bian)電(dian)站(zhan)穩(wen)定(ding)有(you)效(xiao)運(yun)行(xing)。
直流係統出現對地絕緣不良等故障,整個變電站的控製保護裝置將存在誤動甚至癱瘓的風險,因此,直流係統“血液”的實時準確監測就顯得尤為重要。直流絕緣檢測裝置可以實時監測“血液”是否正常,各項指標是否完善[1-5]。
直(zhi)流(liu)絕(jue)緣(yuan)檢(jian)測(ce)裝(zhuang)置(zhi)的(de)性(xing)能(neng)指(zhi)標(biao)在(zai)公(gong)司(si)層(ceng)麵(mian)尚(shang)無(wu)統(tong)一(yi)的(de)校(xiao)驗(yan)規(gui)範(fan),現(xian)場(chang)通(tong)常(chang)采(cai)用(yong)試(shi)驗(yan)線(xian)直(zhi)接(jie)接(jie)地(di)方(fang)式(shi)進(jin)行(xing)試(shi)驗(yan),隻(zhi)能(neng)依(yi)靠(kao)經(jing)驗(yan)校(xiao)驗(yan)單(dan)一(yi)性(xing)能(neng)指(zhi)標(biao),甚(shen)至(zhi)無(wu)法(fa)保(bao)證(zheng)工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)的(de)安(an)全(quan),因(yin)此(ci)標(biao)準(zhun)化(hua)作(zuo)業(ye)時(shi)間(jian)長(chang)、效率低、renliziyuanliyonglvdidengwenti,nanyimanzuweilaijianqiangzhinengdianwangdefazhanxuqiu。lizujianqiangzhinengdianwangjiansheyaoqiu,tishengdianwanggongzuobiaozhunhuashuiping,jinyibutishenggongzuoxiaolv,jingyihuaguanlishengchanduiwu,tigaogongdianfuwuzhiliang,benwenkaizhanlejichengshizhiliujueyuanjiancezhuangzhiceshiyideyanjiu。
本文的創新點為:針對變電站直流絕緣監察裝置調試手段落後,製作了集成式直流絕緣檢測裝置測試儀,能夠模擬直流單極接地/兩極接地、母線欠壓/過壓、模擬實際工作雜散電容提高調試準確性,大大提高了調試檢修效率。
1 現狀分析
傳統直流絕緣監測裝置的檢修周期為2年/次,也就意味著需要在2年(nian)時(shi)間(jian)內(nei)完(wan)成(cheng)所(suo)有(you)的(de)直(zhi)流(liu)絕(jue)緣(yuan)監(jian)測(ce)裝(zhuang)置(zhi)校(xiao)驗(yan)工(gong)作(zuo)。為(wei)繼(ji)續(xu)提(ti)升(sheng)變(bian)電(dian)設(she)備(bei)狀(zhuang)態(tai)管(guan)理(li)水(shui)平(ping),增(zeng)強(qiang)變(bian)電(dian)站(zhan)各(ge)類(lei)保(bao)供(gong)電(dian)任(ren)務(wu)能(neng)力(li),公(gong)司(si)要(yao)求(qiu)每(mei)年(nian)迎(ying)峰(feng)度(du)夏(xia)前(qian)完(wan)成(cheng)所(suo)有(you)成(cheng)所(suo)有(you)變(bian)電(dian)站(zhan)的(de)直(zhi)流(liu)絕(jue)緣(yuan)監(jian)測(ce)裝(zhuang)置(zhi)的(de)調(tiao)試(shi)工(gong)作(zuo),也(ye)就(jiu)意(yi)味(wei)著(zhe)將(jiang)直(zhi)流(liu)絕(jue)緣(yuan)監(jian)測(ce)裝(zhuang)置(zhi)的(de)檢(jian)修(xiu)周(zhou)期(qi)從(cong)2年縮短為1年。
對嘉興地區所有變電所調研如下:220 kV變電站33座、110 kV變電站141座、35 kV變電站26座。隨著社會經濟的發展,對電能供應提出了更高的要求;嘉興公司加快電網建設的需求,對電網的運維管理水平的提升需求,要求縮短運維檢修周期;而隨著變電站數量增加,員工數量不變,對運維檢修工作效率提出更高的需求。
目(mu)前(qian),直(zhi)流(liu)絕(jue)緣(yuan)檢(jian)測(ce)裝(zhuang)置(zhi)僅(jin)在(zai)投(tou)產(chan)階(jie)段(duan)由(you)廠(chang)家(jia)人(ren)員(yuan)對(dui)其(qi)參(can)數(shu)和(he)基(ji)本(ben)功(gong)能(neng)進(jin)行(xing)簡(jian)單(dan)測(ce)試(shi),公(gong)司(si)層(ceng)麵(mian)尚(shang)無(wu)統(tong)一(yi)規(gui)範(fan)的(de)定(ding)期(qi)校(xiao)驗(yan)規(gui)範(fan)。現(xian)場(chang)通(tong)常(chang)采(cai)用(yong)試(shi)驗(yan)線(xian)直(zhi)接(jie)接(jie)地(di)方(fang)式(shi)進(jin)行(xing)試(shi)驗(yan),無(wu)法(fa)保(bao)證(zheng)工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)的(de)安(an)全(quan);現有直流接地試驗裝置功能單一,無法檢測直流絕緣檢測裝置的各項性能指標,對發電廠/變電站安全運行是一個嚴重隱患。針對現有的直流接地試驗裝置功能單一、安(an)全(quan)性(xing)不(bu)足(zu)等(deng)問(wen)題(ti),根(gen)據(ju)現(xian)場(chang)工(gong)作(zuo)需(xu)要(yao)設(she)計(ji)了(le)一(yi)種(zhong)多(duo)功(gong)能(neng)直(zhi)流(liu)接(jie)地(di)試(shi)驗(yan)裝(zhuang)置(zhi),校(xiao)驗(yan)直(zhi)流(liu)絕(jue)緣(yuan)檢(jian)測(ce)裝(zhuang)置(zhi)的(de)各(ge)項(xiang)參(can)數(shu)是(shi)否(fou)滿(man)足(zu)設(she)計(ji)要(yao)求(qiu),方(fang)便(bian)直(zhi)流(liu)絕(jue)緣(yuan)檢(jian)測(ce)裝(zhuang)置(zhi)的(de)性(xing)能(neng)測(ce)試(shi)實(shi)驗(yan)、直流接地的檢測和排查,應用前景廣泛。
2 製定方案
從直流絕緣檢測檢測裝置的功能入手,確定測試儀的基本模塊。一般而言,變電站直流絕緣檢測裝置應具備:①直流接地報警;②絕緣能力降低報警;③交流竄入報警;④過壓/欠壓報警等功能。基於以上功能,測試儀應具備固定電阻和可變電阻模塊(共同組成平衡橋)、直流調壓模塊、交流電源模塊。此外為了更好模擬實際運行狀態(即雜散電容幹擾),考慮配備電容模塊;為了提高效率,增加可視化模塊,即各種測量儀表,便於對比參數是否一致。
根據絕緣檢測裝置的實際功能設定,對應的測試儀應具備以下幾個模塊調壓、電源、固定電阻、可調電阻、電容以及測量共6大模塊(如圖1),應實現直流接地模擬電阻、可調直流電源輸出、電容輸出等功能,實現對直流絕緣監測裝置的調試。

圖1 集成式直流絕緣檢測裝置測試儀模塊劃分
通過將各個功能模塊集成實現一次接線完成多項功能校驗,減少拆接線次數(1個間隔隻裝拆1次接線),大幅縮短調試時間,提高了工作效率。
3 方案實施
通過對方案的細化分解,通過對相關參數及優缺點對比分析最終確定細化後方案如圖2所示。

圖2 方案細化分解圖
步驟1依據目標:①調壓器輸出穩定,誤差不超過5%;②輸出電壓可調可控,完成交流模塊的選擇,查詢相關自耦調壓器型號,選型采購調壓模塊,確保滿足要求。
步驟2依據目標:①電源供電穩定;②各種工況均能適應,完成電源模塊選擇,對比直流電池供電和交流逆變調壓確定采用直流電池供電,進一步選取①電池連續供電時間;②使用壽命長,選型采購電源模塊,確保滿足要求。
步驟3依據目標:①電阻阻值穩定;②使用壽命③阻值輸出可控,調節誤差小,選型采購固定電阻模塊和可調電阻模塊,確保滿足要求。
步驟4依據目標:①電容放電時間短;②電容穩定性高;③正常運行時損耗小,選型采購固定電阻模塊和可調電容模塊,安裝、接線到位並進行調試,確保滿足要求。
步驟5依據目標:①數據讀取誤差小;②讀取時間短;選型采購測量模塊,確保滿足要求。最終完成以下集成式絕緣檢測裝置測試儀,其總原理框圖如圖3。

4 效果檢查
通過接入測試儀不同的端口,能夠實現交流輸出、直流電阻輸出(單極接地、兩極接地)、直流輸出(母線過壓/欠壓)、電容輸出等,從而校驗直流絕緣檢測裝置各項定值:①過壓、欠壓告警定值;②預告警電阻定值校驗;③整定電阻定值校驗;④交流竄入定值校驗;⑤正或負接地告警定值校驗;⑥不同饋線正負兩點平衡接地/不平衡接地定值;⑦不同饋線兩點接地告警定值等。
1)在安全方麵。為保證成果安全、可靠投入使用,對各裝置的各項數據進行檢測,各項數據合格100%。在多處現場實踐應用的過程中,效果良好,經相關部門認證,測試儀在安全、質量、管理、成本等方麵均無負麵影響。
2)在效率方麵。采用集成式直流絕緣檢測裝置測試儀後,使得調試工作時間大大縮短,由350 min縮短至152.6 min,較使用前節省197.4 min,效率提升56.4 %。
通過編寫編製《集成式直流絕緣檢測裝置測試儀作業指導書》、《集成式直流絕緣檢測裝置測試儀使用說明書》、圖紙歸檔、裝置培訓對檢修工作人員開展專項培訓等方法進行成果鞏固。並通過培訓使得調試人員熟悉裝置使用操作流程,提升工作效率。
目前已受理發明專利3項:CN201910630587.7《一種多功能直流接地試驗裝置及直流接地故障檢測方法》,CN201910630598.5《一種高安全性的直流接地試驗裝置》,CN201910631620.8《一種直流接地的過流保護裝置》。
5 結論
本文以減少單個110 kV變電站的直流絕緣監測裝置調試時間、提高工作效率、提(ti)高(gao)供(gong)電(dian)服(fu)務(wu)質(zhi)量(liang)為(wei)目(mu)的(de),通(tong)過(guo)調(tiao)查(zha)研(yan)究(jiu),設(she)計(ji)研(yan)製(zhi)出(chu)集(ji)成(cheng)式(shi)直(zhi)流(liu)絕(jue)緣(yuan)檢(jian)測(ce)裝(zhuang)置(zhi)測(ce)試(shi)儀(yi),實(shi)現(xian)絕(jue)緣(yuan)檢(jian)測(ce)裝(zhuang)置(zhi)參(can)數(shu)有(you)效(xiao)檢(jian)驗(yan),大(da)大(da)提(ti)高(gao)了(le)調(tiao)試(shi)檢(jian)修(xiu)效(xiao)率(lv),取(qu)得(de)了(le)良(liang)好(hao)的(de)效(xiao)果(guo)。
作者簡介:吳立文(1981-至今),男,浙江嘉興人,工程師,從事變電運檢工作。
作者簡介:吳立文(1981-至今),男,浙江嘉興人,工程師,從事變電運檢工作。
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