一种智能变电站的一次模拟带电试验系统及方法

技术领域

本发明涉及智能变电站调试技术领域，特别是涉及一种智能变电站的一次模拟带电试验系统及方法。

背景技术

随着智能变电站的不断发展，调试技术越来越成熟，能够保证智能变电站的投运无致命缺陷出现。但是依然存在一些投运失败的现象，究其原因，大多是由于PT、CT二次回路不正确或者三相电压电流相位关系不正确造成的。所以投运前对变电站进行一次模拟带电试验至关重要，通过二次系统的各IED设备采样，实时监测分析各项数据，可以检验PT、CT回路以及电流电压相位关系的正确性。

在现有的一次模拟带电试验中，常常是通过使用大型升流升压设备来实现对各电压等级侧进行分相的升压升流，进而模拟单相投运状态，再利用全站IED采样装置显示值，对数据，实时监测测量，以此来验证各采样装置、回路的正确性。单相调压升流的方法中所使用的试验设备多、工作量大、耗时长，且在检验PT、CT的二次回路的过程中，不能实时检验三相电压、电流的相位关系。

综上所述可以看出，如何提供一种可以验证智能变电站的三相电压、电流相位关系的一次模拟带电试验系统是目前有待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能变电站的一次模拟带电试验系统及方法，以解决现有技术中的一次模拟带电试验方法在验证智能变电站PT、CT二次回路的过程中不能实时检验三相电压、电流相位关系的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种智能变电站的一次模拟带电试验系统，包括：作为电压源的检修电源箱，作为电流源的继电器保护测试仪，智能变电站IED设备；其中，所述检修电源箱，用于分别对智能变电站的各电压等级侧的三相同时进行升压；所述继电器保护测试仪，用于分别对所述各电压等级侧的三相同时进行升流；所述智能变电站IED设备，用于根据最小精度下的设备采样值，验证所述各电压等级侧PT、CT二次回路的正确性以及三相电压、电流相位关系的正确性。

优选地，所述检修电源箱具体用于：

在闭合所述智能变电站高压侧的预选隔离开关和预选刀闸后，给高压侧母线A相、B相、C相同时升压；

在闭合所述智能变电站中压侧的预选隔离开关和预选刀闸后，给中压侧母线A相、B相、C相同时升压；

在闭合所述智能变电站低压侧的预选隔离开关和预选刀闸后，给低压侧母线A相、B相、C相同时升压。

优选地，所述继电器保护测试仪具体用于：

给所述高压侧的预设回路A相、B相、C相同时通入电流，以便电流从挂在高压侧I母的线路1输出，经过母联从挂在高压侧II母的线路2接地刀闸流出；

给所述中压侧的预设回路A相、B相、C相同时通入电流，以便电流从挂在中压侧I母的第一主变压器中压侧输出，经过分段从挂在中压侧II母的第二主变压器中压侧接地刀闸流出；

给所述低压侧的预设回路A相、B相、C相同时通入电流，以便电流从挂在低压侧I母的第一主变压器低压侧输出，经过分段从挂在低压侧II母的第二主变压器低压侧接地刀闸流出。

优选地，所述智能变电站IED设备包括：汇控柜，保护装置，测控装置，网分装置，故障录波装置，电度表和电能量采样装置。

优选地，所述智能变电站IED设备还用于：验证汇控柜采样端子采样值、保护装置采样值、测控装置采样值、网分装置采样值、故障录波装置采样值、电度表采样值和电能量采样装置采样值的正确性。

优选地，所述故障录波装置用于：

根据记录的波形示意图的数据，验证所述各电压等级侧PT变比、CT变比、CT极性以及三相电压、电流相位关系的正确性。

优选地，还包括：万用表，用于测量所述智能变电站电压二次回路的电压值，以便验证所述各电压等级侧PT二次回路的正确性。

优选地，还包括：交流钳形电流表，用于测量所述智能变电站电流二次回路的电流值，以便验证所述各电压等级侧CT二次回路的正确性。

优选地，还包括：带漏电保护的空气开关，用于保护试验电源线。

本发明还提供了一种智能变电站的一次模拟带电试验方法，包括：

利用检修电源箱分别对智能变电站的各电压等级侧的三相同时进行升压；

根据智能变电站IED设备在最小精度下的设备采样值，验证所述各电压等级侧PT二次回路以及三相电压相位关系的正确性；

利用继电器保护测试仪分别对所述各电压等级侧的三相进行同时升流；

根据所述智能变电站IED设备在最小精度下的设备采样值，验证所述各电压等级侧CT二次回路以及三相电流相位关系的正确性。

本发明所提供的一次模拟带电试验系统，将检修电源箱作为试验电压源，实现智能变电站各电压等级侧三相同时升压；将继电器保护测试仪作为试验电流源，实现智能变电站各电流等级侧的三相同时升流。由于智能变电站IED设备的采样精度可达到0.01倍额定电压、额定电流，故只需保证二次设备在最小精度下可以得到正确的采样值，便可在验证各电压等级侧PT、CT二次回路的同时，实时验证各电压等级侧三相电压、电流的相位关系。本发明所提供的系统，填补了单相调压升流法不能实时监测三相电压、电流相位关系的空白，缩短试验所需时间，减少了安全风险，节省了试验成本，且操作性强。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为110kV智能变电站接线图；

图2为智能变压站高压侧三相同时升压示意图；

图3为高压侧I母保护电压波形示意图；

图4为高压侧I母计量电压波形示意图；

图5为高压侧II母保护电压波形示意图；

图6为高压侧II母计量电压波形示意图；

图7为智能变压站中压侧三相同时升压示意图；

图8为中压侧I母、II母保护电压波形示意图；

图9为中压侧I母、II母计量电压波形示意图；

图10为智能变压站低压侧三相同时升压示意图；

图11为低压侧I母、II母保护电压波形示意图；

图12为低压侧I母、II母计量电压波形示意图；

图13为智能变压站高压侧三相同时升流示意图；

图14为高压侧线路1保护电流波形示意图；

图15为高压侧线路1测量电流波形示意图；

图16为高压侧母联保护电流波形示意图；

图17为高压侧母联测量电流波形示意图；

图18为高压侧线路2保护电流波形示意图；

图19为高压侧线路2保护电流波形示意图；

图20为智能变压站中压侧三相同时升流示意图；

图21为#1主变中压侧保护电流波形示意图；

图22为#1主变中压侧测量电流波形示意图；

图23为#2主变中压侧保护电流波形示意图；

图24为#2主变中压侧测量电流波形示意图；

图25为智能变压站低压侧三相同时升流示意图；

图26为#1主变低压侧保护电流波形示意图；

图27为#1主变低压侧测量电流波形示意图；

图28为#2主变低压侧保护电流波形示意图；

图29为#2主变低压侧测量电流波形示意图；

图30为本发明所提供的智能变电站的一次模拟带电试验方法的一种具体实施例的流程图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种智能变电站的一次模拟带电试验系统及方法，可以在省时省力省设备的情况下，实现PT、CT二次回路正确性的验证以及电压电流三相关系的分析。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的一种智能变电站的一次模拟带电试验系统，具体可以包括：作为电压源的检修电源箱，作为电流源的继电器保护测试仪，智能变电站IED设备；其中，所述检修电源箱，用于分别对智能变电站的各电压等级侧的三相同时进行升压；所述继电器保护测试仪，用于分别对所述各电压等级侧的三相同时进行升流；所述智能变电站IED设备，用于根据最小精度下的设备采样值，验证所述各电压等级侧PT、CT二次回路的正确性以及三相电压、电流相位关系的正确性。

本发明实施例所提供的一次模拟带电试验系统还包括：万用表、交流钳形电流表、升流升压线、接地线、带漏电保护的空气开关、试验电源线、接地钳子、绝缘手套、绝缘杆、兆欧表、验电器等。其中，所述万用表，用于测量所述智能变电站电压二次回路的电压值，以便验证所述各电压等级侧PT二次回路的正确性。所述交流钳形电流表，用于测量所述智能变电站电流二次回路的电流值，以便验证所述各电压等级侧CT二次回路的正确性。所述升流升压线用于引流升压。所述接电线用于试验接地。所述带漏电保护的空气开关，用于保护试验电源线。所述试验电源线为试验装置电源。所述绝缘杆配合升流升压线使用。所述兆欧表用于绝缘电阻的测试。所述验电器用于测试一次设备是否带电。

由于智能变电站IED设备的采样精度可达到0.01倍额定电压、额定电流，故只要保证二次设备在最小精度下能够得到正确的采样值并进行分析即可实现目标。所述智能变电站IED设备包括汇控柜，保护装置，测控装置，网分装置，故障录波装置，电度表和电能量采样装置等。其中，汇控柜二次采样端子电压值和电流值可用万用表与交流钳形电流表测量，保护装置、测控装置、网分装置、故障录波装置、电度表采样数据等都可直接从装置上读取，以便验证PT、CT二次回路以及三相电压、电流相位关系的正确性。

由于通过所述故障录波器所采集的数据以及所记录的波形，可更加直观的验证智能变电站各电压等级侧PT变比、CT变比、CT极性以及三相电压、电流相位关系的正确性。因此在本发明所提供的下述实施例中，以所述故障录波器所记录的波形示意图的数据对各电压等级侧的PT、CT二次回路以及三相电压、电流相位关系进行分析验证。

根据所述智能变电站IED设备在最小精度下的设备采样值，不仅可以验证分析所述各电压等级侧的PT、CT二次回路的正确性，还可以验证所述各电压等级侧的三相电压、电流的相位关系，同时还可以用于实现全站IED设备采样正确性的验证。例如，当保护装置采样值与汇控柜采样端子采样值、测控装置采样值、网分装置采样值、故障录波装置采样值、电度表采样值和电能量采样装置采样值存在明显误差时，说明所述保护装置采样值异常。

本发明所提供实施例，以110kV智能变电站为例，其余电压等级智能变电站原理相同，110kV智能变电站接线如图1所示。

本发明利用380V检修电源箱作为电压源，对各电压等级侧的三相同时加压，可以得到相电压220V的三相正序电压。此次试验的智能变电站高压侧电压变比为110kV:100V，电流变比为600:5；中压侧电压变比为35kV:100V,电流变比为1200:5；低压侧电压变比为10kV:100V，电流变比为3000:5。万用表量得检修电源箱的单相电压为234V。

如图2所示方式设置智能变电站站高压侧间隔开关、刀闸位置，利用所述380V检修电源箱给高压侧母线A相、B相、C相同时升压。在以图2所示的方式给高压侧同时通入三相电压后，利用所述故障录波器得到图3、图4、图5、图6，其中，图3为高压侧I母保护电压波形示意图，图4为高压侧I母计量电压波形示意图，图5为高压侧II母保护电压波形示意图，图6为高压侧II母计量电压波形示意图。通过波形示意图的数据，根据变比，可以计算得出一次相电压为235.4V，A、B、C三相相位分别为0°，-120°，120°，该110kV智能变电站高压侧的PT二次回路以及变比正确，相位关系正确。

如图7所示方式设置智能变电站站中压侧间隔开关、刀闸位置，利用所述380V检修电源箱给中压侧母线A相、B相、C相同时升压。在以图7所示的方式给中压侧同时通入三相电压后，利用所述故障录波器得到图8、图9，其中，图8为中压侧I母、II母保护电压波形示意图，图9为中压侧I母、II母计量电压波形示意图。通过波形示意图的数据，根据变比，可以计算得出一次相电压为233V，A、B、C三相相位分别为0°，-120°，120°，该110kV智能变电站中压侧的PT二次回路以及变比正确，相位关系正确。

如图10所示方式设置智能变电站站低压侧间隔开关、刀闸位置，利用所述380V检修电源箱给低压侧母线A相、B相、C相同时升压。在以图10所示的方式给低压侧同时通入三相电压后，利用所述故障录波器得到图11、图12，其中，图11为低压侧I母、II母保护电压波形示意图，图12为低压侧I母、II母计量电压波形示意图。通过波形示意图的数据，根据变比，可以计算得出一次相电压为230V，A、B、C三相相位分别为0°，-120°，120°，该110kV智能变电站低压侧的PT二次回路以及变比正确，相位关系正确。

本发明采用模拟量继电保护测试仪以图13的方式高压侧线路1通入A相15A、0°，B相15A、-120°，C相15A、120°的电流量，以便电流从挂在高压侧I母的线路1输出，经过母联从挂在高压侧II母的线路2接地刀闸流出。在所述故障录波器上得到图14、图15、图16，图17，图18和图19，其中图14为高压侧线路1保护电流波形示意图，图15为高压侧线路1测量电流波形示意图，图16为高压侧母联保护电流波形示意图，图17为高压侧母联测量电流波形示意图，图18为高压侧线路2保护电流波形示意图，图19为高压侧线路2保护电流波形示意图。通过波形示意图的数据，根据变比，可以算出三相电流大小均为15A。线路1的A相180°，B相60°，C相-60°；母联的A相0°，B相-120°，C相120°；线路2的A相0°，B相-120°，C相120°，由于母线指向线路为正方向，故该110kV智能变电站高压侧的CT二次回路以及变比正确，极性和相位关系正确。

采用模拟量继电保护测试仪以图20的方式给#1主变中压侧通入A相15A、0°，B相15A、-120°，C相15A、120°的电流量，电流从挂在中压侧I母的#1主变中压侧输出，经过分段从挂在中压侧II母的#2主变中压侧接地刀闸流出。在所述故障录波器上得到图21、图22、图23和图24，其中，图21为#1主变中压侧保护电流波形示意图，图22为#1主变中压侧测量电流波形示意图，图23为#2主变中压侧保护电流波形示意图，图24为#2主变中压侧测量电流波形示意图。通过波形示意图的数据，根据变比，可以算出三相电流大小均为15A。#1主变中压侧的A相180°，B相60°，C相-60°；#2主变中压侧的A相0°，B相-120°，C相120°，由于母线指向主变为正方向，故该110kV智能变电站中压侧的CT二次回路以及变比正确，极性和相位关系正确。

采用模拟量继电保护测试仪以图25的方式给#1主变低压侧通入A相15A、0°，B相15A、-120°，C相15A、120°的电流量，电流从挂在低压侧I母的#1主变低压侧输出，经过分段从挂在低压侧II母的#2主变低压侧接地刀闸流出。在所述故障录波器上得到图26、图27、图28和图29，其中，图26为#1主变低压侧保护电流波形示意图，图27为#1主变低压侧测量电流波形示意图，图28为#2主变低压侧保护电流波形示意图，图29为#2主变低压侧测量电流波形示意图。通过波形示意图的数据，根据变比，可以算出三相电流大小均为15A。#1主变低压侧的A相180°，B相60°，C相-60°；#2主变低压侧的A相0°，B相-120°，C相120°，由于母线指向主变为正方向，故该110kV智能变电站低压侧的CT二次回路以及变比正确，极性和相位关系正确。

综上，本发明所提供的一次模拟带电试验系统，可以在省时省力省设备的情况下，实现全站IED采样装置采样正确性的验证以及PT、CT二次回路正确性的验证以及电压电流三相关系的分析，填补了单相调压升流法不能实时检查三相电流、电压相位关系的空白。且采用单相调压升流的方法，完成试验需要6名调试人员，耗时3天时间，试验设备重量大，需要货车运输。使用本发明所提供的一次模拟带电试验系统，完成试验只需要4名调试人员，耗时只需1天，并且试验设备重量小，普通的车辆即可运输。可见本发明所提供的试验系统缩短了试验的时间，减少了安全风险，节省了试验成本，并且操作性强。

请参考图30，图30为本发明所提供的智能变电站的一次模拟带电试验方法的一种具体实施例的流程图；具体操作步骤如下：

步骤S301：利用检修电源箱分别对智能变电站的各电压等级侧的三相同时进行升压；

步骤S302：根据智能变电站IED设备在最小精度下的设备采样值，验证所述各电压等级侧PT二次回路以及三相电压相位关系的正确性；

步骤S303：利用继电器保护测试仪分别对所述各电压等级侧的三相进行同时升流；

步骤S304：根据所述智能变电站IED设备在最小精度下的设备采样值，验证所述各电压等级侧CT二次回路以及三相电流相位关系的正确性。

本发明实施例所提供的智能变电站的一次模拟带电试验方法，应用于上述实施例所提供的智能变电站的一次模拟带电试验系统；对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见系统部分说明即可。

以上对本发明所提供的智能变电站的一次模拟带电试验系统及方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。