CN204256059U - 一种10kV并联电抗器投切操作试验系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种10kV并联电抗器投切操作试验系统，包括传感器和通过同轴电缆连接的工控机；传感器，用于采集并联电容器投切操作过程中的电压和电流信号；工控机，用于采集并记录传感器所转化的二次信号。本实用新型根据10kV并联电抗器投切操作试验的传感器要求、信号测量点设置、试验内容技术等基本原则，尤其对电压、电流测量点设置提供了一种实施系统，不局限于在线监测系统仅对母线电压的单一性获取。因此，该发明为10kV并联电容器投切操作试验提出了较为全面的技术指导，有助于提高电抗器操作数据的丰富性和准确性，更为并联电抗器操作暂态过程的研究提供了广泛的数据支持。

Description

一种10kV并联电抗器投切操作试验系统

技术领域

本实用新型属于投切并联电抗器操作试验的试验技术领域，具体涉及一种lOkV并联电抗器投切操作试验系统。

背景技术

近年来，随着电力系统负荷的逐年增长，并联电抗器在中高压系统中的应用越来越广泛。需要根据电网负荷情况，对并联电抗器进行投入和切除操作，以避免过分地消耗电力系统的感性功率。在变电站10kV母线侧真空断路器投切并联电抗器的操作会非常频繁，在操作时常发生站用变故障、断路器爆炸等事故，事故危害及后果都极为严重。变电站的站内故障录波装置由于装置性能限制未能准确对操作暂态各特征参数进行有效记录，导致目前对事故产生的本质原因无法清楚地掌握，难以分辨事故真正原因所在。因此，进行lOkV并联电抗器投切的操作试验是非常有必要的。

lOkV并联电抗器投切的操作试验，并非简单地安装数据采集装置，其中包含传感器选择、测量点选择，试验方法设计等多方面的内容，需要根据暂态信号特征、电抗器回路特征、变电站运行安全规定等要求进行设计。

目前，现有专利集中于变电站的在线监测系统、数据采集装置等方面，未有类似lOkV并联电抗器投切的操作试验方法的专利对现场试验细节进行说明。因此，设计lOkV并联电抗器投切的操作试验系统，指导开展10kV并联电抗器的现场试验，有助于准确获取操作暂态过程的特征，并且探究故障原因并提出相应的防范措施，具有重要的意义。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种lOkV并联电抗器投切操作试验系统，针对 变电站在线监测系统的不足及现有的现场试验的缺点，提供一种lOkV并联电抗器投切的操作试验系统，以满足对并联电抗器操作过电压的研究需求。

为达到上述目的，本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题：

本实用新型提供的一种10kV并联电抗器投切操作试验系统，包括传感器和通过同轴电缆连接的工控机；

所述传感器，用于采集并联电容器投切操作过程中的电压和电流信号；

所述工控机，用于采集并记录传感器所转化的二次信号。

进一步，所述传感器包括电压传感器和电流传感器；

所述电压传感器采用电容式分压器，用于采集并联电抗器投切操作过程中的电压测量点的电压信号；

电流传感器采用Rogowski线圈，用于采集并联电抗器投切操作过程中电流测量点的电流信号。

进一步，所述工控机包括数据采集卡、数据存储盘和控制器，

所述数据采集卡输入端分别与传感器连接，所述数据采集卡输出端与数据存储盘连接，所述数据采集卡、数据存储盘和传感器分别与控制器连接。

进一步，所述电压传感器用于分别设置于测量以下6个电压测量点的电压信号；

所述电压测量点包括母线电压、断路器电源侧电压、断路器负载侧电压、并联电抗器电压、中性点电压和站用变电压。

进一步，所述电流传感器设置于断路器负载侧触头电流测量点的电流信号。

进一步，所述母线电压、断路器电源侧电压、断路器负载侧电压、并联电抗器电压和站用变电压的电压测量点分别设置有3个信号通道连接端，所述中性点电压的电压测量点设置有1个信号通道连接端；

所述断路器负载侧触头电流测量点设置有3个信号通道连接端。

本实用新型的有益效果：本实用新型根据10kV并联电抗器投切操作试验的 传感器要求、信号测量点设置、试验内容技术等基本原则，尤其对电压、电流测量点设置提供了一种实施系统，不局限于在线监测系统仅对母线电压的单一性获取。因此，该发明为10kV并联电容器投切操作试验提出了较为全面的技术指导，有助于提高电抗器操作数据的丰富性和准确性，更为并联电抗器操作暂态过程的研究提供了广泛的数据支持。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

图1示出了10kV并联电抗器投切操作试验的传感器、工控机等设备设置示意图；

图2示出了10kV并联电抗器投切操作试验中信号测量点的布置示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型进行详细说明。

参见图1，本实施例的一种10kV并联电抗器投切操作试验系统，包括传感器和通过同轴电缆连接的工控机；

所述传感器，用于采集并联电容器投切操作过程中的电压和电流信号；

所述工控机，用于采集并记录传感器所转化的二次信号。

所述传感器包括电压传感器和电流传感器；

所述电压传感器采用电容式分压器，用于采集并联电抗器投切操作过程中的电压测量点的电压信号；

电流传感器采用Rogowski线圈，用于采集并联电抗器投切操作过程中电流测量点的电流信号。

所述工控机包括数据采集卡、数据存储盘和控制器，

所述数据采集卡输入端分别与传感器连接，所述数据采集卡输出端与数据存储盘连接，所述数据采集卡、数据存储盘和传感器分别与控制器连接。

所述电压传感器用于分别设置于测量以下6个电压测量点的电压信号；

所述电压测量点包括母线电压、断路器电源侧电压、断路器负载侧电压、并联电抗器电压、中性点电压和站用变电压。

所述电流传感器设置于断路器负载侧触头电流测量点的电流信号。

所述母线电压、断路器电源侧电压、断路器负载侧电压、并联电抗器电压和站用变电压的电压测量点分别设置有3个信号通道连接端，所述中性点电压的电压测量点设置有1个信号通道连接端；

所述断路器负载侧触头电流测量点设置有3个信号通道连接端。

本实用新型提供的系统工作原理及操作步骤如下：

本实用新型提供的lOkV并联电抗器投切的操作试验系统的试验方法如下：

包括对传感器选择、测量点选择，试验方法设计三个方面：

其中，传感器选择部分主要包含电压传感器和电流传感器的选择，电压传感器可选择10kV阻容式分压器，电流传感器可选用Rogowski线圈。由于10kV电抗器操作暂态过程中电压、电流皆变现为高频振荡特征(高频频率预估高达几百kHz)，电压传感器需要对频率低于1MHz的电压信号有可沿用工频分压比的频率响应，电流传感器需要保证频带范围为50Hz～1MHz的高频、低频分量不失真。同时，传感器皆需满足变电站10kV系统耐压水平需要。

测量点选择部分主要包括对10kV并联电抗器试验回路设置电压、电流测量点。10kV电抗器投切操作实验需要对暂态过程中电压、电流信号进行有效采集，因此测量点既不能设置过多进而影响试验回路参数，也不能设置过少进而不能掌握暂态变化特征。10kV电抗器回路的投切操作暂态主要产生分闸重燃过电压，对断路器、站用变等设备的绝缘产生威胁。电压测量点建议设置为母线电压、站用变电压、断路器电源侧电压、断路器负载侧电压、电抗器电压，中性点电压等6个电压测量点；电流测量点仅需设置断路器测量点即可。

试验内容设计部分主要包括现场试验操作的内容及操作顺序，试验内容可将合闸操作和分闸操作作为一个小组；小组试验和组内合闸、分闸操作间均间 隔5～10分钟，以确保合闸、分闸操作时电抗器回路都恢复到稳态，也保证电抗器、断路器等电气设备的安全运行。

现场试验的随机合闸、分闸操作，将阻容式分压器、Rogowski线圈等传感器设置在不同测量点，对操作暂态电压、电流信号进行传感，将传感到的信号经过调理后进行采集处理，经采样得到的信号输送到工业控制计算机，从而实现对10kV并联电容器投切操作暂态信号的采集，达到了投切操作试验的要求。

工控机包括数据采集卡、数据存储盘、控制软件等，用于采集并存储电压、电流传感器所转化的二次信号。

参见图2，本实施例为lOkV并联电抗器投切的操作试验方法中信号测量点的布置原则，包含电压测量点、电流测量点。具体包括：

所述电压测量点包含母线电压(#1)、断路器电源侧电压(#2)、断路器负载侧电压(#3)、并联电抗器电压(#4)、中性点电压(#5)、站用变电压(#6)等6个电压测量点；

所述电流测量点包含断路器侧的触头电流(#1)1个电流测量点。

所述6个电压测量点中，其中#1～#4和#6共计5个电压测量点包含3个信号通道，#5仅包含1个信号通道，所以说6个电压测量点共计为16个信号通道。

所述1个电压测量点中，其中#1电流测量点包含3个信号通道，所以说1个电压测量点共计为3个信号通道。 

所述的lOkV并联电抗器投切的操作试验方法中信号测量点共计19个信号通道。

试验内容的设计以实际变电站运行安全规定为准，本实施例将合闸、分闸操作实验为一组，具体内容包括：

1、试验组确认试验回路及附属设备安装、检查完毕，确认“可以带电”，汇报现场指挥。

2、现场指挥向运行正班发令“可以操作送电”。

3、变电站运行人员检查断路器、刀闸位置，汇报现场指挥。

4、现场指挥发令“进行合闸操作”，运行人员合上试验操作断路器，试验组同时记录暂态数据，回应“合闸试验记录完毕”。

5、运行人员待令分开试验操作断路器，间隔10分钟后，以确保断路器、电抗器都处于恢复稳态，回应“可进行分闸操作”

6、试验操作人员待令分开试验操作断路器(随时准备紧急跳闸)。

7、现场指挥发令“进行分闸操作”，运行人员断开试验操作断路器，试验组同时记录暂态数据，回应“分闸试验记录完毕”。

一组现场操作试验完成后，间隔10分钟进行下一组现场操作试验，依次循环操作。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种10kV并联电抗器投切操作试验系统，其特征在于：包括传感器和通过同轴电缆连接的工控机；所述传感器，用于采集并联电容器投切操作过程中的电压和电流信号；所述工控机，用于采集并记录传感器所转化的二次信号。

2.如权利要求1所述的10kV并联电抗器投切操作试验系统，其特征在于：所述传感器包括电压传感器和电流传感器；

所述电压传感器采用电容式分压器，用于采集并联电抗器投切操作过程中的电压测量点的电压信号；电流传感器采用Rogowski线圈，用于采集并联电抗器投切操作过程中电流测量点的电流信号。

3.如权利要求1所述的10kV并联电抗器投切操作试验系统，其特征在于：所述工控机包括数据采集卡、数据存储盘和控制器，所述数据采集卡输入端分别与传感器连接，所述数据采集卡输出端与数据存储盘连接，所述数据采集卡、数据存储盘和传感器分别与控制器连接。

4.如权利要求2所述的10kV并联电抗器投切操作试验系统，其特征在于：所述电压传感器用于分别设置于测量以下6个电压测量点的电压信号；所述电压测量点包括母线电压、断路器电源侧电压、断路器负载侧电压、并联电抗器电压、中性点电压和站用变电压。

5.如权利要求4所述的10kV并联电抗器投切操作试验系统，其特征在于：所述电流传感器设置于断路器负载侧触头电流测量点的电流信号。

6.如权利要求5所述的10kV并联电抗器投切操作试验系统，其特征在于：所述母线电压、断路器电源侧电压、断路器负载侧电压、并联电抗器电压和站用变电压的电压测量点分别设置有3个信号通道连接端，所述中性点电压的电压测量点设置有1个信号通道连接端；所述断路器负载侧触头电流测量点设置有3个信号通道连接端。