CN110763882B - 暂态相控大电流发生器及二次设备投运前模拟测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种暂态相控大电流发生器及二次设备投运前模拟测量方法。其特点是，包括如下步骤：(1)首先通过无线电压采集发射模块在具备电压采集条件的地点采集已运行间隔或母线电压互感器单相参考电压，采集后用无线广播式进行全站参考电压信号覆盖广播；(2)当相控暂态大电流发生器实时接收到无线参考电压信号，并以无线接收到的参考电压作为相控基准，输出受参考电压相位控制的暂态电流用于注入被测试电流互感器，该电流互感器的二次侧感应得到的暂态电流流入相应保护装置和测控设备。有效提高了电网运行的可靠性和安全性。

Description

暂态相控大电流发生器及二次设备投运前模拟测量方法

技术领域

本发明涉及一种暂态相控大电流发生器及二次设备投运前模拟测量方法。

背景技术

继电保护动作方向的正确性极为重要，一旦出现错误将造成保护误动，造成事故扩大。为验证继电保护动作方向的正确性，通常采用系统电压和负荷电流进行验证，验证结果正确后可正式投入运行。

新投运继电保护设备动作方向性的验证存在以下问题：1.在设备调试验收阶段已经对互感器二次回路和保护装置的极性进行了分体验证，由于未进行系统实际电压和负荷电流整体验证，通常认为继电保护方向处于不明确状态，无法正式移交生产，必须经过系统电压和负荷电流的实际验证。2.大多数情况下，在新设备投运时，由于无法组织到满足继电保护方向验证的最小负荷电流，不能及时进行方向验证，造成继电保护方向长期处于不明确状态，给电网运行带来极大运行风险。3.在某些特殊情况下，可以通过临时或反复调整电网运行方式，获得满足继电保护方向验证的最小负荷电流，但增加了现场倒闸操作工作量，给电网带来操作和运行风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种暂态相控大电流发生器及二次设备投运前模拟测量方法，能够实现在设备带电前利用与参考电压相位相关的暂态相控大电流模拟负荷电流对电流二次回路和继电保护方向性进行验证。

一种暂态相控大电流发生器及二次设备投运前模拟测量方法，其特别之处在于，包括如下步骤：(1)首先通过无线电压采集发射模块在具备电压采集条件的地点采集已运行间隔或母线电压互感器单相参考电压，采集后用无线广播式进行全站参考电压信号覆盖广播；(2)当相控暂态大电流发生器实时接收到无线参考电压信号，并以无线接收到的参考电压作为相控基准，输出受参考电压相位控制的暂态电流用于注入被测试电流互感器，该电流互感器的二次侧感应得到的暂态电流流入相应保护装置和测控设备；(3)录波型向量测量装置实时无线接收无线参考电压信号，同时与采集到的电流互感器二次暂态电流信号共同录波，当相控暂态大电流发生器停止工作后，录波型向量测量装置根据录波得到的暂态电流和电压信号进行向量分析，并给出接入保护装置电流极性和回路是否正确完好的结论。

步骤(1)中对于未带电新建变电站采用保护测试仪输出电压方式提供参考电压。

步骤(1)中全站参考电压信号覆盖是指发射半径＞1.5kM。

步骤(2)中注入电流互感器一次侧的暂态大电流相位与参考电压保持固定角度，然后在电流互感器二次回路及继电保护装置测量参考电压与电流互感器变换后的暂态电流相位是否仍然保持固定角度，从而判断带方向保护功能的是否正确。

步骤(1)中在二次设备电压回路并接一个包含电压向量的无线参考电压发射模块，在暂态相控大电流发生器和录波型向量测量分析装置中内置无线参考电压接收模块，从而确保二次设备投运前的向量测量系统有一个统一的电压向量基准。

步骤(3)中录波型向量测量与记录分析装置跟据采集得到的基准电压，与钳形电流传感器采集的二次电流进行波形记录，并将两者相位关系以图形的方式展示出来。

本发明提出了一种以暂态量相控大电流+参考电压+录波方式向量分析的保护装置带负荷前的模拟负荷向量测量方法，实现了在设备带电前利用与参考电压相位相关的暂态相控大电流模拟负荷电流对电流二次回路和继电保护方向性进行验证，有效提高了电网运行的可靠性和安全性。

附图说明

附图1为暂态量相控大电流继电保护电流回路通流和相量测量方法原理图；

附图2为扩建变电站向量测试方式原理图；

附图3为新建变电站向量测试方式原理图。

具体实施方式

本发明提供了一种暂态相控的大电流发生器及二次设备投运前模拟负荷向量测量方法。以无线接收的参考电压为参考向量，向电流互感器一次侧注入暂态大电流，在二次设备电流输入端采用录波型向量测量装置进行电流暂态量和参考电压录波，采用暂态电流和参考电压进行向量分析。其中，参考电压采用专用电压采集装置采集后进行广播式发射，暂态相控大电流发生器、录波型向量测量均可接收无线电压参考向量，并将其作为向量基准。

实现本发明方法的硬件组成，主要包括以下内容：

1、暂态相控大电流发生器部分。该部分主要完成电力电子技术控制与参考电压相位严格同步的高功率密度大电流短时可调输出，可调输出包括暂态电流相位、幅值、输出时间均可调。其中参考电压输入采用无线接收方式，接收来自电压采集和发射模块无线发射出的电压信号。

2、无线电压采集发射模块。该部分主要完成在具备电压采集条件的地点进行电压采集并进行广播式发射功能，保证暂态相控大电流发生器、录波型向量测量装置、被测保护设备接收参考电压均为同一参考电压。

3、录波型向量测量分析模块。该部分主要完成暂态电流与参考电压的录波与向量分析，该模块从保护装置电流输入端采集暂态相控电流，同时实时接收电压采集发射模块发射的无线参考电压(与暂态相控大电流发生器为同一参考电压)，在暂态相控大电流发生器输出暂态大电流时启动录波功能，对暂态电流和参考电压进行录波，暂态相控大电流发生器停止输出后，录波型向量测量设备分析已录的暂态电流和参考电压间相位关系并给出向量分析结果。

一种暂态相控的大电流发生器及二次设备投运前模拟负荷向量测量方法，包括如下步骤：

1、无线电压采集发射模块在具备电压采集条件的地点采集已运行间隔或母线电压互感器单相参考电压(未带电新建变电站，可采用保护测试仪输出电压方式提供参考电压)，采集后用无线广播式进行全站(发射半径＞1.5kM)参考电压信号覆盖。

2、相控暂态大电流发生器实时接收无线参考电压信号，并以无线接收的参考电压作为相控基准，输出受参考电压相位控制的暂态电流用于注入被测试电流互感器，电流互感器二次侧感应得到的暂态电流流入不同保护装置和测控设备。

3、录波型向量测量装置实时无线接收无线参考电压信号，同时与采集到的电流互感器二次暂态电流信号共同录波，相控暂态大电流发生器停止工作后，录波型向量测量装置根据录波得到的暂态电流和电压信号进行向量分析，并给出接入保护装置电流极性和回路是否正确完好的结论。

实施例1：

以扩建A变电站为例，如图2所示扩建变电站A对203新建扩建间隔进行向量测量。扩建时201、202间隔为已经运行带电间隔，203为新扩建间隔并处于检修(不带电)状态。正常情况下，203间隔投运前，保护专业需要完成电流互感器极性测试、通流等未带电前的试验，在带电后，还需要完成带负荷向量测量工作。采用本发明后，203新扩建间隔的通流试验、带负荷向量测量、电流互感器极性试验可在带电前一次完成。具体方法如下：

用本发明“参考电压”无线发射装置，在I母线电压互感器二次端子箱并接I母线电压互感器二次电压A相(A相，57.7伏)，参考电压无线发射模块将输入的A相，57.7伏电压经过模数转换后，通过无线方式发射给暂态相控大电流发生器和录波型向量测量装置。将相控暂态大电流发生器暂态电流输出端用大截面积导线接入203新扩建间隔电流互感器一次侧，注意极性端靠近母线侧，并查看无线电压采集输入是否正常，是否为57.7伏。在203间隔保护装置处用录波型向量测量装置电流钳钳住二次电流A相导线，查看无线电压采集输入是否正常。查看无线电压接收模块电压接收是否正确，并用二次试验线将输出的模拟量电压接入203线路保护装置，并在保护装置中查看电压是否输入正常。203扩建间隔电流互感器变比为2000:1。

上述工作准备完成后，根据电流互感器变比计算需要注入暂态电流大小和相位。以A相一次电流超前参考电压30度，暂态电流幅值1500A的加入量为例，可在203间隔线路保护装置处用录波型向量测量装置测得电流为0.75安左右，持续40ms，通过录波型向量测量装置对模拟负荷相位进行分析后，得出电流超前电压30度左右，因此证明极性正确，电流二次回路接线正确无分流。重复上述工作分别进行B、C相向量测量，测量结果正确，方向性保护具备投运条件。

实施例2：

以新建B变电站为例，如图3所示新建变电站B对201、202、203新建间隔进行向量测量。正常情况下，201、202、203间隔投运前，保护专业需要完成电流互感器极性测试、通流等未带电前的试验，在带电后，还需要完成带负荷向量测量工作。采用本发明后，新建时全站设备均不带电，所以参考电压无法从已经投运间隔获得。此时为获得参考电压信号，可采用继电保护测试仪输出模拟量电压为参考电压，参考电压无线发射装置采集保护测试仪输出A相电压(A相，57.7伏)。具体方法如下：

用本发明“参考电压”无线发射装置，将继电保护测试仪A相(A相，57.7伏)电压分别接入保护装置和参考电压无线发射模块，参考电压无线发射模块将输入的A相，57.7伏电压经过模数转换后，通过无线方式发射给暂态相控大电流发生器和录波型向量测量装置。将相控暂态大电流发生器暂态大电流输出端用大截面积导线接入201新建间隔电流互感器一次侧，极性端靠近母线侧，并查看无线电压采集输入是否正常，是否为57.7伏。在201间隔保护装置处用录波型向量测量装置电流钳钳住二次电流A相导线，查看无线电压采集输入是否正常，并在保护装置中查看电压是否输入正常。201新建间隔电流互感器变比为2000:1。

上述工作准备完成后，根据电流互感器变比计算需要注入暂态电流大小和相位。以A相一次电流超前参考电压30度，暂态电流幅值1500A的加入量为例，可在201间隔线路保护装置处用录波型向量测量装置测得电流为0.75A左右，持续40ms，通过录波型向量测量装置对模拟负荷相位进行分析后，得出电流超前电压30度左右，因此证明极性正确，电流二次回路接线正确无分流。重复上述工作分别对B、C相进行测量可完成201带负荷前向量测量工作。

重复上述步骤，依次完成202、203间隔向量测量工作，测量结果正确，方向性保护具备投运条件。

Claims (6)

1.一种暂态相控大电流发生器及二次设备投运前模拟测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)首先通过无线电压采集发射模块在具备电压采集条件的地点采集已运行间隔或母线电压互感器单相参考电压，采集后用无线广播式进行全站参考电压信号覆盖广播；

(2)当相控暂态大电流发生器实时接收到无线参考电压信号，并以无线接收到的参考电压作为相控基准，输出受参考电压相位控制的暂态电流用于注入被测试电流互感器，该电流互感器的二次侧感应得到的暂态电流流入相应保护装置和测控设备；

(3)录波型向量测量装置实时无线接收无线参考电压信号，同时与采集到的电流互感器二次暂态电流信号共同录波，当相控暂态大电流发生器停止工作后，录波型向量测量装置根据录波得到的暂态电流和电压信号进行向量分析，并给出接入保护装置电流极性和回路是否正确完好的结论。

2.如权利要求1所述的暂态相控大电流发生器及二次设备投运前模拟测量方法，其特征在于：步骤(1)中对于未带电新建变电站采用保护测试仪输出电压方式提供参考电压。

3.如权利要求1所述的暂态相控大电流发生器及二次设备投运前模拟测量方法，其特征在于：步骤(1)中全站参考电压信号覆盖是指发射半径＞1.5kM。

4.如权利要求1所述的暂态相控大电流发生器及二次设备投运前模拟测量方法，其特征在于：步骤(2)中注入电流互感器一次侧的暂态大电流相位与参考电压保持固定角度，然后在电流互感器二次回路及继电保护装置测量参考电压与电流互感器变换后的暂态电流相位是否仍然保持固定角度，从而判断带方向保护功能的是否正确。

5.如权利要求1所述的暂态相控大电流发生器及二次设备投运前模拟测量方法，其特征在于：步骤(1)中在二次设备电压回路并接一个包含电压向量的无线参考电压发射模块，在暂态相控大电流发生器和录波型向量测量分析装置中内置无线参考电压接收模块，从而确保二次设备投运前的向量测量系统有一个统一的电压向量基准。

6.如权利要求1所述的暂态相控大电流发生器及二次设备投运前模拟测量方法，其特征在于：步骤(3)中录波型向量测量与记录分析装置跟据采集得到的基准电压，与钳形电流传感器采集的二次电流进行波形记录，并将两者相位关系以图形的方式展示出来。

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