嚴(yán)建功 楊家逵 何洪云 趙德偉
中國能源建設(shè)集團(tuán)云南火電建設(shè)有限公司,云南 昆明 650000
摘要:高壓輸電線路工頻參數(shù)是電網(wǎng)運(yùn)行所必需的基礎(chǔ)參數(shù),工頻參數(shù)的準(zhǔn)確性直接影響著電力系統(tǒng)運(yùn)行方式分析、計(jì)算以及 繼電保護(hù)整定值得準(zhǔn)確性。現(xiàn)階段采用線路參數(shù)測試儀測試, 雖然能夠比較準(zhǔn)確的獲得工頻參數(shù),但是在實(shí)際現(xiàn)場參數(shù)過程 中,現(xiàn)場條件復(fù)雜,影響因素較多 :諸如高壓線路感應(yīng)電壓、電流的影響 ;雷電過電壓對測試人員及設(shè)備的安全問題 ;測試效率 等問題。為此,高壓線路參數(shù)測試采用改進(jìn)的工藝測試方案,從而解決傳統(tǒng)測試工藝存在的問題。
關(guān)鍵詞:高感應(yīng);電線路工頻;參數(shù)測試儀;研究與運(yùn)用
中圖分類號:TM752 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
為解決高壓輸電線路參數(shù)測試過程存在的線路感 應(yīng)電壓和感應(yīng)電流等問題,對高壓輸電線路測試存在 的問題進(jìn)行分析,提出便于現(xiàn)場輸電線路參數(shù)測試工 藝解決方案,通過分析和現(xiàn)場實(shí)際測驗(yàn)該改進(jìn)工藝的 可行性, 以此降低感應(yīng)電壓、電流對測量人員以及儀 器儀表安全的威脅, 保障測試人員人身安全, 并提高 線路參數(shù)測試效率等。
1 高感應(yīng)電線路工頻參數(shù)測試工作概況
新建及改建的高壓輸電線路在投入運(yùn)行前, 除了 檢查線路絕緣情況,核對相位外, 還應(yīng)測量各種工頻參數(shù)值, 以作為計(jì)算系統(tǒng)短路電流、繼電保護(hù)整定、 推算潮流分布和選擇合理運(yùn)行方式等工作的實(shí)際依據(jù) , 并可借以驗(yàn)證長線路的換相效果和無功補(bǔ)償是否達(dá)到 了設(shè)計(jì)的預(yù)期。輸電線路工頻參數(shù)的測量除一般電氣 測試必須注意的種種安全問題之外 , 還有其特殊性。輸電線路短則幾千米, 長則上千公里 , 不僅常常有同 類相鄰伴行,還屢屢與之上跨下穿, 由于電容 CH/C0 分 壓和電磁感應(yīng)(XH 和負(fù)荷電流)在彼此各自身上產(chǎn)生的 響應(yīng)-感應(yīng)電壓, 對測試人員和測試儀器的安全構(gòu)成 威脅, 這是必須以萬無一失的態(tài)度來對待的事, 防止 感應(yīng)電壓傷及人身安全是線路參數(shù)現(xiàn)場測試的第一要 義。目前輸電線路參數(shù)測試的項(xiàng)目有感應(yīng)電壓電流測 量、絕緣電阻測量、直流電阻測量、工頻參數(shù)測試; 測量感應(yīng)電壓、絕緣電阻和測試工頻參數(shù)是由三個獨(dú) 立的部分組成的, 線路核相和測量絕緣電阻采用兆歐 表, 絕緣測試完成后, 需要重新接線到線路參數(shù)測試 儀中, 進(jìn)行參數(shù)測試。在拆接線過程中, 如果感應(yīng)電 壓較高,存在一定的安全隱患; 同時感應(yīng)電壓高時, 普通的兆歐表測量絕緣電阻存在燒表和測量不穩(wěn)定的 問題; 并且在測試參數(shù)結(jié)束后, 需要判斷測試結(jié)果的 正確性, 這樣需要數(shù)據(jù)庫存儲線路的型號、參數(shù)等信息, 當(dāng)測試結(jié)束后來提供給測試人員來進(jìn)行判斷。防 止因各方面的因素導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,將錯誤的參數(shù)信 息提供給調(diào)度人員。
2 高感應(yīng)電線路工頻參數(shù)測試的難點(diǎn)痛點(diǎn)
電纜線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分, 其工頻參數(shù)(主要指正序和零序阻抗) 的準(zhǔn)確性關(guān)系到電網(wǎng)的 安全穩(wěn)定運(yùn)行, 如電纜線路正、零序阻抗參數(shù)選取不 當(dāng), 一旦系統(tǒng)運(yùn)行發(fā)生短路故障時, 將嚴(yán)重影響到系 統(tǒng)繼電保護(hù)的可靠性, 特別是零序阻抗的準(zhǔn)確性對電 網(wǎng)接地保護(hù)的正確性將產(chǎn)生關(guān)鍵的影響。其工頻參數(shù) 如正序參數(shù)、零序參數(shù)和互感參數(shù), 是計(jì)算系統(tǒng)短路 電流、繼電保護(hù)整定、電力系統(tǒng)潮流計(jì)算和選擇合理 運(yùn)行方式等工作的實(shí)際依據(jù)。由于高壓電纜其品種與 規(guī)格的多樣性、金屬護(hù)套接地方式的不同以及布置環(huán) 境等因素的影響, 序阻抗計(jì)算非常復(fù)雜, 而且往往理 論計(jì)算值與實(shí)測值存有較大的差異, 因此直接以電纜 的出廠參數(shù)作為線路參數(shù)是不合適的。因此電纜參數(shù) 需要在高壓電纜線路建成后、投運(yùn)前進(jìn)行實(shí)測。所以, 測試工作必須做到了解被試電纜線路的整體情況, 根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)條件,編制電纜線路參數(shù)試驗(yàn) 方案。測量參數(shù)前,應(yīng)收集電纜線路的有關(guān)設(shè)計(jì)資料,如線路名稱、電壓等級、電纜長度、電纜型號、標(biāo)稱 截面以及金屬護(hù)套交叉互聯(lián)接地方式等,了解該電纜 線路電氣參數(shù)的設(shè)計(jì)值或經(jīng)驗(yàn)值。有條件時,還應(yīng)對 測試現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地查看,以確定測試設(shè)備的放置及測 試所需的檢修電源位置。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況確定參數(shù) 測試主現(xiàn)場及配合現(xiàn)場, 并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況做出測 試方案。
2.1 必須事先勘查現(xiàn)場
作業(yè)前應(yīng)組織勘查現(xiàn)場, 制定試驗(yàn)方案, 分析危 險點(diǎn),制定管控措施, 完成作業(yè)文本編審批手續(xù)。
2.2 必須安全技術(shù)交底
開工前對所有線路工頻參數(shù)測量人員進(jìn)行安全技 術(shù)交底,明確人員分工, 確保每一個人都知曉試驗(yàn)方 案及步驟、作業(yè)風(fēng)險點(diǎn)及管控措施。
2.3 必須線路首末相互呼唱
開工前應(yīng)明確線路首、末兩端聯(lián)系人, 作業(yè)時注意相互呼唱,加壓前應(yīng)及時通知對側(cè)。
2.4 防感應(yīng)電措施必須完善
試驗(yàn)前必須測量線路感應(yīng)電壓,若大于 2kV 時試 驗(yàn)工作應(yīng)暫停,并對引起感應(yīng)電壓的設(shè)備申請停電。 除加壓試驗(yàn)以外其他時間,試驗(yàn)引線和設(shè)備必須接地 良好。
2.5 儀器必須接地良好
試驗(yàn)設(shè)備的金屬外殼應(yīng)可靠接地, 試驗(yàn)儀器與設(shè)備的接線應(yīng)牢固可靠, 儀器校驗(yàn)合格并在有效期內(nèi)。
2.6 勞保措施必須齊全
變更試驗(yàn)接線時應(yīng)穿戴絕緣鞋、絕緣手套, 變更前確認(rèn)接地線掛接良好。必要時, 應(yīng)采用相應(yīng)電壓等級的絕緣桿將試驗(yàn)設(shè)備端的引線與線路可靠搭接。
2.7 作業(yè)行為必須規(guī)范
現(xiàn)場及沿線有大風(fēng)、雷電等惡劣天氣時應(yīng)停止測 量。嚴(yán)格按照作業(yè)指導(dǎo)上作業(yè)步驟執(zhí)行,線路絕緣電 阻測量結(jié)束后應(yīng)放電,下一測試項(xiàng)目開展前應(yīng)進(jìn)行驗(yàn) 電,發(fā)現(xiàn)異常時及時告知對側(cè)。線路零序、正序電容 測量為高壓試驗(yàn)(10kV),試驗(yàn)人員注意保持安全距離。測試結(jié)束時, 應(yīng)首先斷開試驗(yàn)電源、放電,并將升壓 設(shè)備的高壓部分放電、短路接地,拆除自裝的接地短 路線,并對被試設(shè)備進(jìn)行檢查,恢復(fù)試驗(yàn)前的狀態(tài)。
2.8 必須應(yīng)急施救得當(dāng)
當(dāng)發(fā)生感應(yīng)電或試驗(yàn)電源傷害情況下, 現(xiàn)場人員應(yīng)首先采取抑制感應(yīng)電措施或切斷電源, 將觸電人員脫離電源, 開展觸電急救,并通知相關(guān)急救單位和相 關(guān)部門。作業(yè)人員應(yīng)熟悉觸電急救要素與做法, 確保 施救得當(dāng)。
3 一種高感應(yīng)電線路工頻參數(shù)測試儀研究
輸電線路工頻參數(shù)測量中的干擾主要由靜電分量、 高頻分量和工頻分量組成且短時間內(nèi)是幅值和相位不 變的。采用高壓真空開關(guān)來控制線路引下線接地、連 接到測試儀器或者連接到絕緣電阻表。默認(rèn)狀態(tài)下真 空開關(guān)將引下線接地。
抗干擾絕緣電阻測量部分, 利用阻容降壓的方式將交流的感應(yīng)電壓衰減后加到絕緣電阻表上, 絕緣電阻表施加的直流電壓不會衰減, 可以對線路進(jìn)行絕緣測試,測試數(shù)據(jù)通過無線傳輸?shù)绞謾C(jī)或者平板上。
感應(yīng)電壓通過高壓電阻進(jìn)行分壓測量, 感應(yīng)電流通過電流互感器測量, 單片機(jī)采集測量信號,并將數(shù) 據(jù)傳輸給手機(jī)或者平板。電纜的電容與絕緣厚度有關(guān),當(dāng)電纜導(dǎo)體截面不變時, 絕緣厚度減少則電容增加, 電纜絕緣受潮后電容量也會增加, 因此, 測量電容量 可以推斷電纜絕緣的厚度是否符合規(guī)定, 并判斷絕緣 質(zhì)量的優(yōu)劣; 對于長電纜線路, 它的電容量還影響線 路的電壓調(diào)整率和電纜線路的傳輸性能; 當(dāng)電纜線路 上要進(jìn)行帶電作業(yè)時, 為了操作人員的安全, 需要核 算其電容電流。
測試系統(tǒng)可以通過云服務(wù)器直接操控遠(yuǎn)端的接地 裝置,實(shí)現(xiàn)測試的完全自動化。
手機(jī)平板app 采用安卓系統(tǒng),在app 建立線路參數(shù)理論值的數(shù)據(jù)庫, 后期有新型導(dǎo)線可以在數(shù)據(jù)庫中添加或者修改。
工頻線路參數(shù)綜合測試儀包含真空開關(guān)倒線部分、抗干擾絕緣電阻測量部分、感應(yīng)電壓電流測試部分、 手機(jī)平板 app 無線操作部分、線路參數(shù)理論值數(shù)據(jù)庫。
測試儀的應(yīng)用實(shí)踐結(jié)果表明, 裝置有效解決高壓輸電線路參數(shù)測試過程存在的線路感應(yīng)電壓和感應(yīng)電 流等問題:
(1)感應(yīng)電壓、感應(yīng)電流過高勢必對人身及儀器安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。
(2)測試人員考慮人身及儀器安全放棄線路參數(shù)的測試, 調(diào)度部門無法準(zhǔn)確獲得真是數(shù)據(jù)用于分析、計(jì)算以及復(fù)核繼電保護(hù)整定值的準(zhǔn)確性。
(3) 多回線測試測試過程中測試接線轉(zhuǎn)換頻繁, 增加觸電風(fēng)險。
(4)線路出現(xiàn)的雷電過電壓時,可能會危及測試人員和測試設(shè)備的安全。
4 小結(jié)
高壓人員在多回輸電線路參數(shù)測試過程中 , 頻繁 轉(zhuǎn)換接線給測試人員增加工作量以及觸電風(fēng)險。此外,由于測試引線直接與架空導(dǎo)線相連接 , 被測線路通常 跨越幾公里至幾十公里甚至,上百公里, 如果該線路 正在測量線路電容時,線路兩側(cè)地刀拉開的狀態(tài)下, 當(dāng) 該線路出現(xiàn)了雷電過電壓, 這就相當(dāng)于直接將過電壓引至了測試儀器, 雷擊過電壓的風(fēng)險隨時可能危及測 試人員和測試設(shè)備的安全。本裝置的研發(fā),有效解決 上述問題。
下一步, 隨著電力科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步, 設(shè)備 廠家技術(shù)更新在裝置內(nèi)部加裝了三相大電流繼電器自 動控制被測試線路三相、二相首端線路側(cè)的接地操作, 配合對正序、零序測試接線的變換和信號采集, 測試 過程不需要任何人工倒換首端測試接線, 避免因改換
接線時線路感應(yīng)電壓對試驗(yàn)人員的傷害, 保證了儀器
設(shè)備的安全。
參考文獻(xiàn)
[1]張軍 , 雷民 , 王斯琪 , 等 . 輸電線路工頻參數(shù)測試儀標(biāo) 準(zhǔn) 裝 置 的 研 制 [J]. 電 測 與 儀 表 ,2011,48(10): 25-29.
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