CN105182156B - 基于波形可视化同期回路极性检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

一种基于波形可视化同期回路极性检测装置及检测方法，包括：录波器和一比一隔离变压器；所述一比一隔离变压器包括隔离变压器A端、隔离变压器B端、隔离变压器C端、隔离变压器D端；所述隔离变压器A端和隔离变压器B端为隔离变压器原、副边侧同名输入端；所述录波器设置有机组电压输入端和系统电压输入端。本发明基于波形可视化同期回路极性检测装置，可以实现电压互感器二次侧进行核相试验，便于试验后对波形及相关试验情况进行综合分析；完成对采集来的同期回路各侧的电压量、电流量、开关量的处理和分析。录波器具备波形存储及辅助分析功能，满足现场波形分析需要，并可实现外接打印功能。

Description

基于波形可视化同期回路极性检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及高压断路器及发电机组同期回路试验技术领域，具体的说，是涉及一种基于波形可视化同期回路极性检测装置及检测方法。

背景技术

断路器同期回路是电力系统中的重要的功能回路之一，其同期回路极性是否正确直接影响着相关电力设备的安全性以及电力系统的稳定性和供电可靠性，非同期合闸无论是对变电站设备还是对发电厂设备而言都存在极大的危害性，轻则造成系统震荡，严重时将造成发电机、变压器等主设备的损坏，给电力系统的安全运行带来安全隐患并造成较大的经济损失。

目前此类的核相方法多为采用万用表在电压互感器二次侧进行比较进行核相；或者采取高压静电电压表核相的方式对高压侧进行核相。但这些核相方法均无法从波形及相位分析角度细致开展分析，且相关测试记录无法保存。

使用单相试验PT核相的方法

(1) 使用单相PT或核相器在待核两电源点一次核相。使用器材主要有：绝缘棒两根、绝缘鞋两双、绝缘手套两双、试验导线适量、电压表一块，接线如图1所示，高压核相工作需要四人进行。一人担任指挥，两人穿绝缘鞋、戴绝缘手套担任核相员，一人读表记录。核相工作根据指挥人员的命令进行，高压操作员将高压引线固定在绝缘棒上，长短适宜，用绝缘棒引高压线接触高压电源点时，动作协调，两人相互照应。核相时以现有的相色为依据，当高压电源点同相时，PT二次电压应近似为零；当高压电源点异相时，PT二次电压应近似为100V，这说明核相结果正确。

(2) 使用单相试验PT进行二次核相法。可在现场利用站内一组PT与单相试验PT配合，这样安全性将有所提高。试验方法大致如上，只是将另一个高压操作员变为低压操作员，其接线如图2所示，先在同一电源上核对二次相位。高压接A′、B′、C′各一次，低压对应按A630、B630、C630各测一次，如果三个读数近似为0V，则二次相位正确。

现有同期回路极性检测方法工作效率低，检测准确性差，现场操作人员具有一定的危险性。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种结构合理、安全系数高、操作方便的基于波形可视化同期回路极性检测装置。

本发明所采取的技术方案是：

一种基于波形可视化同期回路极性检测装置，包括：录波器和一比一隔离变压器；其特征在于：

所述一比一隔离变压器包括隔离变压器原边侧：有A、C两个接线端；隔离变压器副边侧：有B、D两个接线端；

所述隔离变压器原边侧及副边侧各有一个同名端，隔离变压器A端和隔离变压器B端；

所述录波器设置包括两路电压输入，主要包括机组电压输入端和系统电压输入端；

所述机组电压输入端包括两个输入接线端：第一电压输入端和第二电压输入端；

所述机组第一电压输入端与机组侧C相电压连接；

所述机组第二电压输入端经隔离变压器原边侧C端接入，再经隔离变压器原边侧A端与机组侧A相电压连接；

所述系统电压输入端包括两个输入接线端：第一电压输入端和第二电压输入端；

所述系统第一电压输入端经隔离变压器副边侧D端接入，再经隔离变压器副边侧B端与系统侧A相电压连接；

所述系统第二电压输入端与系统侧C相电压连接；

所述隔离变压器原、副边A端与B端之间安装有一块指针式电压表，用于相位电压比较测量。

所述录波器设置有两路无源开关量输入端，包括用于同期装置合闸指令输入端和用于检测断路器合闸位置输入端。

一种基于波形可视化同期回路极性检测装置的检测方法，机组同期检测的试验方法具体步骤如下：

第一步：试验接线：将机组侧、系统侧的电压量接入到检测装置上；将同期装置合闸指令的开关量、机组出口断路器合闸位置开关量接入到检测装置的两个开关量输入端上，并核对接线正确；

第二步：检测装置设置：将检测装置投入工作电源，检查录波器装置工作正常；设置自动录波启动量：将开关量输入量即机组同期装置合闸指令作为启动录波的启动条件；手动录波时无需进行启动量设置，只需在试验前人为启动手动录波功能即可；

第三步：检测数据录取及分析：将待并网侧的机组启动至空载状态或将待并网侧负荷电压投入；

待发电机空载运行后，观察记录本检测装置上的电压表指示值，当电压表指示值为0V左右时，进行下一步的假同期检测操作；

当检测电压为100V左右时，停止试验；

对同期回路的接线进行确认检查，并对同期回路接线调整正常后继续进行试验；

当确定检测电压为0V左右时，即可启动机组发电指令，这时控制系统中的同期装置发出断路器合闸指令，录波器会自动录取机组侧电压、系统侧电压幅值、相位角等信息，同期记录合闸指令以及断路器合闸动作的开关量变位信息；录波器会自动形成一个波形记录文件；

对形成的检测波形文件进行分析，当两个电压波形相位一致，角度一致时说明同期回路工作正常；同时可根据断路器合闸位置与同期装置的合闸指令位置变化信息的时间差计算出断路器的合闸动作时间。

本发明相对现有技术的有益效果：

本发明基于波形可视化同期回路极性检测装置，可以实现电压互感器二次侧进行核相试验，并且可以开展假同期试验，便于试验后对波形及相关试验情况进行综合分析。

本发明基于波形可视化同期回路极性检测装置，完成对采集来的同期回路各侧的电压量、电流量、开关量的处理和分析。录波器具备波形存储及辅助分析功能，满足现场波形分析需要，并可实现外接打印功能。

附图说明

图1是现有技术的同期回路极性使用核相器的检测原理图；

图2是现有技术的同期回路极性使用PT进行二次核相的检测原理图；

图3是本发明基于波形可视化同期回路极性检测装置的核相示意图；

图4是本发明基于波形可视化同期回路极性检测装置的核相原理图。

附图中主要部件符号说明：

图中：

1、机组侧第一电压输入端 2 、机组侧第二电压输入端

3 、系统侧第一电压输入端 4 、系统侧第二电压输入端。

5、6、同期装置合闸指令输入端

7、8、检测断路器合闸位置输入端。

具体实施方式

以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明：

附图3-4可知，一种基于波形可视化同期回路极性检测装置，包括：录波器和一比一隔离变压器；其特征在于：

所述一比一隔离变压器包括隔离变压器原边侧：有A、C两个接线端；隔离变压器副边侧：B、D两个接线端；

所述隔离变压器原边侧及副边侧各有一个同名端，隔离变压器A端和隔离变压器B端；

所述录波器设置包括两路电压输入，主要包括机组电压输入端和系统电压输入端；

所述机组电压输入端包括两个输入接线端：第一电压输入端和第二电压输入端；

所述机组第一电压输入端1与机组侧C相电压连接；

所述机组第二电压输入端2经隔离变压器原边侧C端接入，再经隔离变压器原边侧A端与机组侧A相电压连接；

所述系统电压输入端包括两个输入接线端：第一电压输入端和第二电压输入端；

所述系统第一电压输入端3经隔离变压器副边侧D端接入，再经隔离变压器副边侧B端与系统侧A相电压连接；

所述系统第二电压输入端4与系统侧C相电压连接；

所述隔离变压器原、副边A端与B端之间安装有一块指针式电压表，用于相位电压比较测量。

所述录波器设置有两路无源开关量输入端，包括用于同期装置合闸指令输入端5、6和用于检测断路器合闸位置输入端7、8。

一种基于波形可视化同期回路极性检测装置的检测方法，机组同期检测的试验方法具体步骤如下：

第一步：试验接线：将机组侧、系统侧的电压量接入到该试验装置上；将同期装置合闸指令的开关量、机组出口断路器合闸位置开关量接入到该试验装置的两个开关量输入端上，并核对接线正确；

第二步：试验装置设置：将试验装置投入工作电源，检查录波器装置工作正常；设置自动录波启动量：将开关量输入量即机组同期装置合闸指令作为启动录波的启动条件；手动录波时无需进行启动量设置，只需在试验前人为启动手动录波功能即可；

第三步：试验数据录取及分析：将待并网侧的机组启动至空载状态（发电机机端带额定电压）或将待并网侧负荷电压投入；这里以发电机同期回路试验进行重点说明，在本试验装置设置为自动录波的条件下启动发电机空载运行指令，

待发电机空载运行后，观察记录本试验装置上的电压表指示值，当电压表指示值为0V左右时，进行下一步的假同期试验操作；

当检测电压为100V左右时，说明同期回路存在相序颠倒的问题，有发生非同期并网事故的危险，此时应停止试验；

对同期回路的接线进行确认检查，并对同期回路接线调整正常后继续进行试验；

当确定检测电压为0V左右时，即可启动机组发电指令，这时控制系统中的同期装置发出断路器合闸指令，录波器会自动录取机组侧电压、系统侧电压幅值、相位角等信息，同期记录合闸指令以及断路器合闸动作的开关量变位信息；录波器会自动形成一个波形记录文件；

对形成的试验波形文件进行分析，当两个电压波形相位一致，角度一致时说明同期回路工作正常；同时可根据断路器合闸位置与同期装置的合闸指令位置变化信息的时间差计算出断路器的合闸动作时间。由此可实现与断路器同步动作参数的对比，确认断路器合闸回路动作时间是否满足要求。

本发明基于波形可视化同期回路极性检测装置，可以实现电压互感器二次侧进行核相试验，并且可以开展假同期试验，便于试验后对波形及相关试验情况进行综合分析。

本发明基于波形可视化同期回路极性检测装置，完成对采集来的同期回路各侧的电压量、电流量、开关量的处理和分析。录波器具备波形存储及辅助分析功能，满足现场波形分析需要，并可实现外接打印功能。

常规核相采用万用表在电压互感器二次侧进行比较进行核相；具体操作为首先明确机组侧或系统侧某一侧的电压互感器接线正确无误，一般选择系统侧。对系统侧电压接线正确性确定后，可采取万用表以系统侧A相为基准的方式分别对机组侧的两相进行测量。比如：以XPTT:1为系统侧A相，XPTT:2为C相；测量过程中以XPTT:1为基准测量点，分别对XPTT:3以及XPTT:4进行测量。XPTT:3与XPTT:1端子之间电压值为0V左右的端子即说明XPTT:3为机组侧的A相接线。XPPT：4与XPPT:1端子之间测量电压值为100V左右的说明该接线为B相或C相接线（一般为C相接线，但当施工出现失误时可能为B相，也是造成非同期合闸的重要风险源）。为了确定XPTT:4是否为C相，还需要进一步确定，再次以XPTT:2为基础点，对XPTT3以及XPTT:4进行测量，重点对XPTT:2与XPTT4之间进行测量，如果测量电压值为0V，说明该接线为C相，核相接线正确。如果测量电压为100V，则说明接线错误，接线情况为XPTT:4为B相需要进行调整。

通过该同期核相装置可实现一次测量及判断出同期回路接线相序是否正确。

在确定系统侧XPTT:1为A相接线以后，即可将系统侧及机组侧的电压互感器接线接入到该检测装置，其中电压表的电压值正确时会指示为0V。且录波器会实时显示处两侧的波形之间的角度差值，当其角度一致时即可说明核相装置的接线时一致的，说明接线正确。当出现角度差时，说明接线错误，需要检查调整。无需进行多次的测量检测。降低了电压互感器回路上工作的安全风险。

Claims (2)

1.一种基于波形可视化同期回路极性检测装置，包括：录波器和一比一隔离变压器；其特征在于：

所述一比一隔离变压器包括隔离变压器原边侧：有A、C两个接线端；隔离变压器副边侧：有B、D两个接线端；

所述隔离变压器原边侧及副边侧各有一个同名端：隔离变压器A端和隔离变压器B端；

所述录波器设置包括两路电压输入，主要包括机组电压输入端和系统电压输入端；

所述机组电压输入端包括两个输入接线端：第一电压输入端和第二电压输入端；

所述机组第一电压输入端与机组侧C相电压连接；

所述机组第二电压输入端经隔离变压器原边侧C端接入，再经隔离变压器原边侧A端与机组侧A相电压连接；

所述系统电压输入端包括两个输入接线端：第一电压输入端和第二电压输入端；

所述系统第一电压输入端经隔离变压器副边侧D端接入，再经隔离变压器副边侧B端与系统侧A相电压连接；

所述系统第二电压输入端与系统侧C相电压连接；

所述隔离变压器原、副边A端与B端之间安装有一块指针式电压表，用于相位电压比较测量；

所述录波器设置有两路无源开关量输入端，包括用于同期装置合闸指令输入端和用于检测断路器合闸位置输入端。

2.一种权利要求1所述基于波形可视化同期回路极性检测装置的检测方法，其特征在于：机组同期检测的试验方法具体步骤如下：

第一步：试验接线：将机组侧、系统侧的电压量接入到检测装置上；将同期装置合闸指令的开关量、机组出口断路器合闸位置开关量接入到检测装置的两个开关量输入端上，并核对接线正确；

第二步：检测装置设置：将检测装置投入工作电源，检查录波器装置工作正常；设置自动录波启动量：将开关量输入量即机组同期装置合闸指令作为启动录波的启动条件；手动录波时无需进行启动量设置，只需在试验前人为启动手动录波功能即可；

第三步：检测数据录取及分析：将待并网侧的机组启动至空载状态或将待并网侧负荷电压投入；

待发电机空载运行后，观察记录本检测装置上的电压表指示值，当电压表指示值为0V左右时，进行下一步的假同期检测操作；

当检测电压为100V左右时，停止试验；

对同期回路的接线进行确认检查，并对同期回路接线调整正常后继续进行试验；

当确定检测电压为0V左右时，即可启动机组发电指令，这时控制系统中的同期装置发出断路器合闸指令，录波器会自动录取机组侧电压、系统侧电压幅值、相位角，同期记录合闸指令以及断路器合闸动作的开关量变位信息；录波器会自动形成一个波形记录文件；

对形成的检测波形文件进行分析，当两个电压波形相位一致，角度一致时说明同期回路工作正常；同时可根据断路器合闸位置与同期装置的合闸指令位置变化信息的时间差计算出断路器的合闸动作时间。