江蘇蘇州500千伏太倉變電站繼電保護改造工程順利完成，標志著江蘇在華東地區(qū)先實現(xiàn)500千伏變電站繼電保護裝置100%國產(chǎn)化。
06年以前，江蘇省內(nèi)27座500千伏變電站的繼電保護裝置主要依賴進口。為避免核心技術(shù)“卡脖子”問題，國網(wǎng)江蘇省電力有限公司全方位啟動500千伏變電站繼電保護裝置國產(chǎn)化改造工作，國網(wǎng)江蘇超高壓公司承擔(dān)了主要任務(wù)。
在改造過程中，國產(chǎn)與進口保護裝置的匹配問題成為一大技術(shù)難點。江蘇超高壓公司檢修人員對照英文說明書和原理圖，逐條梳理保護邏輯和回路走向，組織施工、設(shè)計單位與廠家進行專題論證，通過在國產(chǎn)保護屏柜上加裝與進口保護相配合的繼電器，實現(xiàn)了兩者的無延時配合。
此外，繼電保護裝置國產(chǎn)化改造需拆解待更換屏柜的所有電纜，稍有不慎就會誤碰運行回路導(dǎo)致設(shè)備跳閘。為確保保障，江蘇超高壓公司運用“班組—中心—公司”三級風(fēng)控體系，開工前組織至少3次現(xiàn)場勘察，編制實施方案和二次安措表，并聯(lián)合專業(yè)管理部門和施工單位審查實施方案，梳理風(fēng)險點并制定預(yù)控措施。
據(jù)悉，江蘇500千伏變電站繼電保護裝置國產(chǎn)化改造工作歷時14年，共更換保護設(shè)備786套，改造電纜兩萬余根。改造完成后，二次回路簡化率達52%，有效提升現(xiàn)場運維檢修效率。
一、產(chǎn)品用途（WBYB-2000B電力儀器現(xiàn)貨市場“氧化鋅避雷器帶電測試儀”應(yīng)用行業(yè)）
氧化鋅避雷器帶電測試儀是用于檢測氧化鋅避雷器電氣性能的專用儀器，該儀器適用于各種電壓等級的氧化鋅避雷器的帶電或停電檢測，從而及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部絕緣受潮及閥片老化等危險缺陷。
儀器操作簡單、使用方便，測量全過程由工控機控制，可測量氧化鋅避雷器的全電流、阻性電流及其諧波、工頻參考電壓及其諧波、有功功率和相位差，大屏幕可顯示電壓和電流的真實波形。儀器運用數(shù)字波形分析技術(shù)，采用諧波分析和數(shù)字濾波等軟件抗干擾方法使測量結(jié)果準確、穩(wěn)定，可準確分析出基波和3～7次諧波的含量，并能克服相間干擾影響，正確測量邊相避雷器的阻性電流。
二、產(chǎn)品特點（WBYB-2000B電力儀器現(xiàn)貨市場“氧化鋅避雷器帶電測試儀”應(yīng)用行業(yè)）
800×480彩色液晶觸摸屏,高速熱敏打印機；圖文顯示，界面直觀，便于現(xiàn)場人員操作和使用。
無線傳輸PT信號超過400米，按需配置可達到2000米。
適用于避雷器帶電、停電或試驗室等場所使用。
真正做到三相電流、三相電壓同時測試，提高工作效率；同時支持單相測試或二相測試，選擇方便。儀器內(nèi)部只帶弱電，電壓不超過12V；電流、電壓傳感器完全隔離，方便可靠。
支持有線同步、無線同步兩種電壓基準信號取樣方式；也支持無電壓方式，通過軟件計算找到電壓基準。支持取三相或取B相電壓基準為電壓參考；也支持用感應(yīng)板方式取B相電場強度為電壓參考（選配）。
內(nèi)帶高能鋰離子電池，特別適合無電源場合。
配備嵌入式工業(yè)級操作系統(tǒng)，支持直接關(guān)機方式；配有一個USB接口，支持U盤導(dǎo)出數(shù)據(jù)；可外掛USB鼠標、鍵盤使用，操作方便。
內(nèi)部配置4GB容量的SD卡可存儲海量試驗數(shù)據(jù)，具備數(shù)據(jù)管理、保存等功能。
配套上層管理軟件，具備歷史數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析、報告打印等功能。
高速的采樣頻率，先進的數(shù)字信號處理技術(shù)，抗干擾性能強，測量結(jié)果精度極高。
帶抗干擾計算功能和角度補償功能，完全解決三相互相干擾的情況。
儀器軟件強大，內(nèi)置幫助文檔，附帶接線方式圖案，強光線下可以調(diào)整背景圖片和顏色，支持界面截圖存為BMP圖片等。
采用防塵、防水、防腐工程塑料密封箱，體積小，重量輕，便于攜帶。
三、技術(shù)指標（WBYB-2000B電力儀器現(xiàn)貨市場“氧化鋅避雷器帶電測試儀”應(yīng)用行業(yè)）
電源：220V、50Hz或內(nèi)部電池供電
測量范圍：
泄漏電流 0-10mA（可擴展）；
電壓 30-100V（可擴展）；
電場強度輸入范圍：30kV/m~300kV/m（選配）。
測量準確度：
電流：全電流>100μA時： ±5%讀數(shù)±1個字；
電壓：基準電壓信號>30V時： ±5%讀數(shù)±1個字。
測量參數(shù)：
泄漏電流全電流波形、基波有效值、峰值。
泄漏電流阻性分量基波有效值及3、5、7次有效值。
泄漏電流阻性分量峰值：正峰值Ir+ 負峰值Ir-。
容性電流基波，全電壓、全電流相角差。
電壓有效值。
避雷器功耗。
電壓基準信號取樣方式：
有線同步：40米（可擴展）
無線同步：>400米（可擴展）
電池參數(shù)：
充電時間 > 6小時
連續(xù)工作時間 > 4小時
間斷工作時間 > 8小時
儀器尺寸： 主機36cm×26cm×14cm 配件箱42cm×33cm×20cm
儀器重量： 主機5.0kg 配件箱9.0kg
四、面板介紹（WBYB-2000B電力儀器現(xiàn)貨市場“氧化鋅避雷器帶電測試儀”應(yīng)用行業(yè)）
測試儀面板如圖2所示，測試儀分為主機和PT電壓發(fā)送機兩部分。
PT電壓發(fā)送機：采集PT二次側(cè)電壓或B相感應(yīng)板電場強度信號，通過有線或無線方式將信號發(fā)送給主機。
主機：采集氧化鋅避雷器泄漏電流，并接收PT電壓發(fā)送機電壓信號，經(jīng)過FFT計算獲得氧化鋅避雷器的特征數(shù)據(jù)。主機采集電流分為“0-2mA”和“> 2mA”兩檔（ > 2mA檔 標配為2-10mA）,通過一根三芯線A、B、C接到三相氧化鋅避雷器的計數(shù)器上端，另通過一根接地線接到計數(shù)器下端。
通信方式：兩機之間的通信可選擇有線同步，無線同步，無電壓三種方式。有線同步和無線同步支持取三相電壓基準信號、B相電壓基準信號、感應(yīng)板三種方式。
五、使用方法（WBYB-2000B電力儀器現(xiàn)貨市場“氧化鋅避雷器帶電測試儀”應(yīng)用行業(yè)）
1．測試線接線方法
（1）方式一：現(xiàn)場帶電接線方式（三相電壓取樣）
測試線接線方法如圖3-1所示，請先接兩機的地線，再接一根電流測試線（3芯），*后接電壓測試線（4芯）。接電流測試線的方法，首先根據(jù)電流大小，接電流測試線到主機端“0-2mA”或“>2mA”量程檔上（ > 2mA檔 標配為2-10mA），再將另一端接計數(shù)器的上端，絕大多數(shù)用“0-2mA”量程。接電壓測試線的方法，也是先接PT電壓發(fā)送機端，再接PT二次測試端，一定要小心謹慎接線以避免PT二次或試驗電壓短路。
軟件設(shè)置：
電流量程：根據(jù)主機面板上選擇電流量程對應(yīng)設(shè)置。
同步方式：可以選擇“有線同步”或“無線同步”，電壓方式選用“三相電壓”。有線同步時，請接上兩機之間的通信線，不能接兩機的天線；無線同步時，請接上兩機的天線，不能接通信線，遠距離時天線可以拉高或吸附在其它高一點設(shè)備的外殼體上。
PT變比：根據(jù)PT的電壓比值來輸入，一般35KV電壓等級為350，220KV電壓等級為2200，500KV電壓等級為5000等。
此接線方式下做單相測試或二相測試時，只接相應(yīng)的測試線，其它線懸置。
（2）方式二：現(xiàn)場帶電接線方式（B相電壓取樣）
測試線接線方法如圖3-2所示，請先接兩機的地線，再接一根電流測試線（3芯），*后接電壓測試線（4芯只用綠、黑兩線）。接電流測試線的方法，首先根據(jù)電流大小，接電流測試線到主機端“0-2mA”或“>2mA”量程檔上（ > 2mA檔 標配為2-10mA），再將另一端接計數(shù)器的上端，絕大多數(shù)用“0-2mA”量程。接電壓測試線的方法，也是先接PT電壓發(fā)送機端，再接PT二次測試端，一定要小心謹慎接線以避免PT二次或試驗電壓短路。
軟件設(shè)置：
電流量程：根據(jù)主機面板上選擇電流量程對應(yīng)設(shè)置。
同步方式：可以選擇“有線同步”或“無線同步”，電壓方式選用“B相電壓”。有線同步時，請接上兩機之間的通信線，不能接兩機的天線；無線同步時，請接上兩機的天線，不能接通信線，遠距離時天線可以拉高或吸附在其它高一點設(shè)備的外殼體上。
PT變比：根據(jù)PT的電壓比值來輸入，一般35KV電壓等級為350，220KV電壓等級為2200，500KV電壓等級為5000等。
此接線方式下做單相測試或二相測試時，只接相應(yīng)的測試線，其它線懸置。
（3）方式三：現(xiàn)場帶電接線方式（感應(yīng)板方式取樣）
測試線接線方法如圖3-3所示，請先接兩機的地線（PT電壓發(fā)送機必須接地），再接一根電流測試線（3芯），*后接感應(yīng)板。接電流測試線的方法，首先根據(jù)電流大小，接電流測試線到主機端“0-2mA”或“>2mA”量程檔上（ > 2mA檔 標配為2-10mA），再將另一端接計數(shù)器的上端，絕大多數(shù)用“0-2mA”量程。接感應(yīng)板的方法，要求水平放置線框向上，感應(yīng)板的柄端帶有強力磁鐵，可吸附在B相MOA的底座上，*好處于B相避雷器母線正下方，A、C兩相通過軟件推算電壓基準。
軟件設(shè)置：
電流量程：根據(jù)主機面板上選擇電流量程對應(yīng)設(shè)置。
同步方式：可以選擇“有線同步”或“無線同步”，電壓方式選用“感應(yīng)板”。有線同步時，請接上兩機之間的通信線，不能接兩機的天線；無線同步時，請接上兩機的天線，不能接通信線，遠距離時天線可以拉高或吸附在其它高一點設(shè)備的外殼體上。
電壓等級：根據(jù)電壓等級來輸入，一般35KV電壓等級為35，220KV電壓等級為220，500KV電壓等級為500等。
此接線方式下做單相測試或二相測試時（必須包含B相），只接相應(yīng)的測試線，其它線懸置。
（4）方式四：現(xiàn)場帶電接線方式（無電壓方式取樣）
測試線接線方法如圖3-4所示，只需要主機，不需要PT電壓發(fā)送機。請先接主機的地線，再接一根電流測試線（3芯）。接電流測試線的方法，首先根據(jù)電流大小，接電流測試線到主機端“0-2mA”或“>2mA”量程檔上（ > 2mA檔 標配為2-10mA），再將另一端接計數(shù)器的上端，絕大多數(shù)用“0-2mA”量程。
軟件設(shè)置：
電流量程：根據(jù)主機面板上選擇電流量程對應(yīng)設(shè)置。
同步方式：選擇“無電壓”。
電壓等級：根據(jù)電壓等級來輸入，一般35KV電壓等級為35，220KV電壓等級為220，500KV電壓等級為500等。
此接線方式下做單相測試或二相測試時，只接相應(yīng)的測試線，其它線懸置。
（5）方式五：實驗室模擬接線方式（三相電壓取樣）
在變壓器停電狀態(tài)下，實驗室三相接線方法如圖3-5所示，請先將儀器和試驗變壓器可靠地線，再接電流測試線（三芯線的黃、綠、黃線分別接A、B、C三個氧化鋅避雷器下端），*后接電壓測試線（四芯線的黃、綠、紅線接變壓器測量繞組一端，黑線接變壓器的測量繞組的另一端，注意方向，如方向不對可對調(diào)一下）。
接電流測試線的方法，首先根據(jù)電流大小，接電流測試線到主機端“0-2mA”或“>2mA”量程檔上（ > 2mA檔 標配為2-10mA），再將另一端接氧化鋅避雷器下端。
接電壓測試線的方法，也是先接儀器這一端再去接變壓器測試繞組。檢查正確接線后，慢慢升壓到氧化鋅避雷器的運行電壓，然后操作儀器開始試驗。
軟件設(shè)置：
電流量程：根據(jù)主機面板上選擇電流量程對應(yīng)設(shè)置。
同步方式：可以選擇“有線同步”或“無線同步”，電壓方式選用“三相電壓”。有線同步時，請接上兩機之間的通信線，不能接兩機的天線；無線同步時，請接上兩機的天線，不能接通信線，遠距離時天線可以拉高或吸附在其它高一點設(shè)備的外殼體上。
PT變比：根據(jù)試驗變壓器的測量變比（高壓繞組與測量繞組的比值）來輸入。比如50KV試驗變壓器，測量繞組（儀表端）為100V，此值設(shè)置為50KV：100V＝500。
此接線方式下做單相測試或二相測試時，只接相應(yīng)的測試線，其它線懸置。
2．通信線接線方法
（1）有線同步
（2）無線同步
（3）無電壓
無電壓方式下，不需使用PT發(fā)送機，軟件模擬電壓與電流之間的相角差。
在變壓器出現(xiàn)絕緣擊穿前，油色譜和放電信號都會有所反應(yīng)。采用油色譜在線監(jiān)測很難及時發(fā)現(xiàn)并預(yù)防快速發(fā)展的變壓器故障。根據(jù)放電信號能快速發(fā)現(xiàn)故障，但是在實際應(yīng)用中存在三大難題：對變壓器全過程放電發(fā)展規(guī)律認識不充分，放電信號準確采集及抗干擾難，放電信號識別故障的策略復(fù)雜。針對這三個難題，團隊深入攻關(guān)，取得了突破性進展。
在探索變壓器放電發(fā)展規(guī)律方面，以往研究往往基于實驗室小模型試驗，研究結(jié)果與真實變壓器放電特征存在差異。團隊在5臺500千伏真型變壓器、1臺110千伏真型變壓器上共開展了63次放電試驗，包括沿面放電、匝間（餅間）放電、套管故障放電、出線裝置放電等各類缺陷放電試驗?！斑@些試驗讓我們逐步掌握了變壓器放電發(fā)展規(guī)律和特性，揭示了變壓器真實放電發(fā)展全過程演化機理。”
在放電信號采集方面，團隊更新研發(fā)了新型傳感采集技術(shù)。他們發(fā)現(xiàn)套管電流互感器（CT）具備良好的高頻電流傳感特性，便研制了基于套管CT的高頻局放傳感器，并提出了內(nèi)置和外置高頻、超聲、特高頻局放傳感器的一體化布局方案，大幅提升了放電信號采集的有效性和抗干擾能力。
在放電信號識別方面，團隊根據(jù)變壓器放電發(fā)展規(guī)律，發(fā)明了融合在線監(jiān)測與繼電保護技術(shù)的放電信號識別判斷算法，構(gòu)建了“三信號、三參數(shù)、七模塊”主動防御策略體系。“主動防御策略體系能夠準確識別放電發(fā)展特征，有效甄別局放單一干擾信號和組合干擾信號，實現(xiàn)準確預(yù)警故障和超前保護跳閘。”
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