變壓站模擬負(fù)荷裝置簡介

變電站三相一次通流加壓模擬帶負(fù)荷繼電保護(hù)向量檢測裝置

一 概述

新建變電站一、二次設(shè)備安裝完畢后，帶負(fù)荷進(jìn)行向量檢查是繼電保護(hù)技術(shù)工作中非常重要的項目，向量錯誤將導(dǎo)致正常運行狀態(tài)或故障狀態(tài)的繼電保護(hù)誤動或拒動，繼電保護(hù)正式投運前必須保證向量的正確性。

《DL/T995-2006繼電保護(hù)和電網(wǎng)安全自動裝置檢驗規(guī)程》明確要求：

8.2.2 對新安裝的或設(shè)備回路有較大變動的裝置，在投入運行前，必須用一次電流及工作電壓加以校驗和判定:

a) 對接入電流、電壓的相互相位、極性由嚴(yán)格要求的裝置（如帶方向的電流保護(hù)、距離保護(hù)等），其相別、相位關(guān)系以及所保護(hù)的方向是否正確。

b)  電流差動保護(hù)（母線、發(fā)電機、變壓器的差動保護(hù)、線路縱聯(lián)差動保護(hù)及橫差保護(hù)等）接到保護(hù)回路中的各組電流回路的相對極性關(guān)系及變比是否正確。

c)  利用相序濾過器構(gòu)成的保護(hù)所接入的電流（電壓）的相序是否正確、濾過器的調(diào)整是否合適。

d) 每組電流互感器（包括備用繞組）的接線是否正確，回路聯(lián)接是否牢靠。

8.2.3 用一次電流與工作電壓檢驗，一般需要進(jìn)行如下項目：

a) 測量電壓、電流的幅值及相位關(guān)系。

b) 對使用電壓互感器三次電圧或零序電流互感器電流的裝置，應(yīng)利用一次電流與工作電壓向裝置中相應(yīng)元件通入模擬的故障量或改變被檢查元件的試驗接線方法，以判斷裝置接線的正確性。

c) 測量電流差動保護(hù)各組電流互感器的相位及差動回路中的差電流（或差電壓），以判明差動回路接線的正確性。所有差動保護(hù)（母線、變壓器、發(fā)電機的縱、橫差等）在投入運行前，除測定相回路和差回路外，還必須測量各中性線的不平衡電流、電壓，以保證裝置和二次回路接線的正確性。

d) 檢查相序濾過器不平衡輸出的數(shù)值，應(yīng)滿足裝置的技術(shù)條件。

e) 對高頻相差保護(hù)、導(dǎo)引線保護(hù)，須進(jìn)行所在線路兩側(cè)電流電壓相別、相位一致性的檢驗。

f) 對導(dǎo)引線保護(hù)，須以一次負(fù)荷電流判定導(dǎo)引線極性連接的正確性。

2018版-國家電網(wǎng)有限公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施（修訂版），15 防止繼電保護(hù)事故中15.4 運行管理應(yīng)注意的問題：

15.4.3 所有保護(hù)用電流回路在投入運行前，除應(yīng)在負(fù)荷電流滿足電流互感器精度和測量表計精度的條件下測定變比、極性以及電流和電壓回路相位關(guān)系正確外，還必須測量各中性線的不平衡電流（或電壓），以保證保護(hù)裝置和二次回路接線的正確性。

國內(nèi)其它省、網(wǎng)公司繼電保護(hù)管理規(guī)定：

互感器極性、變比及其回路的正確性應(yīng)通過一次負(fù)荷電流和工作電壓檢驗；對于平時正常運行無電流通過的互感器（如中性點零序互感器），應(yīng)采取必要的技術(shù)手段（如非全相運行），確保其回路、極性的正確性。

二 目前現(xiàn)狀

目前，因為試驗條件的限制，在工程投運前必須通過帶一次負(fù)載送電來驗證二次回路的正確與完整，以及檢查設(shè)備的向量正確性。變電站傳統(tǒng)投產(chǎn)啟動方案采用循序漸進(jìn)的方式，雖然安全可靠，但是進(jìn)度慢、工作量大、存在可能的故障風(fēng)險等。實際的工程投產(chǎn)啟動方案，需考慮多種電網(wǎng)運行方式，分步分段進(jìn)行試驗，需要一步步驗證一次接線、二次回路、保護(hù)裝置的正確完整，試驗進(jìn)度緩慢；帶一次負(fù)荷送電試驗時，二次回路及裝置沒有得到驗證，保護(hù)不能直接投入，需增加臨時保護(hù)等安全措施；帶一次負(fù)荷試驗，從沖擊開始到試驗結(jié)束，操作涉及到一次設(shè)備的合分和保護(hù)的投退，步驟復(fù)雜，操作工作量非常大；帶一次負(fù)荷試驗要求必須有一定量系統(tǒng)負(fù)荷，如果負(fù)荷電流太小不滿足測試要求值，相關(guān)試驗無法完成；帶一次負(fù)荷試驗，發(fā)現(xiàn)回路故障后，故障排查需要時間，耽誤變電站正常投運進(jìn)度。

三 裝置簡介

本模擬帶負(fù)荷繼電保護(hù)向量檢測裝置，可模擬一次回路各種三相對稱、不對稱向量，用于母線、線路及變壓器的負(fù)荷向量模擬，裝置可輸出工頻高電壓、大電流到變電站的一次設(shè)備，檢查母差保護(hù)、線路保護(hù)、測控裝置、計量裝置、錄波裝置等二次設(shè)備的向量正確性。還可輸出三相低頻電源，配置高精度無線選頻相位伏安測試裝置滿足變壓器差動保護(hù)二次回路正確性的驗證及六角圖繪制，推算差流。實現(xiàn)智能變電站合并單元和常規(guī)變電站的互感器二次接線的變比、極性、相位等檢測，既能滿足常規(guī)變電站，也能滿足智能變電站測試需求，既能測試母差保護(hù)、線路保護(hù)，也能測試主變差動等各種保護(hù)。

四 標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范引用

1.   DL/T995-2006《繼電保護(hù)和電網(wǎng)安全自動裝置檢驗規(guī)程》

2.   DL／T587—2007《微機繼電保護(hù)裝置運行管理規(guī)程》

3.   GB／T14285-2016《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》

4.   GB50150—2016《電氣設(shè)備交接試驗標(biāo)準(zhǔn)》

五 裝置技術(shù)參數(shù)及配置

（1）變頻電源采用高頻開關(guān)放大器原理設(shè)計，三階濾波輸出，觸摸屏設(shè)計，幅值、相位單獨可調(diào)，具有輸入過壓/欠壓保護(hù)，輸出過流保護(hù)，過熱保護(hù)

額定容量： 33kVA      輸入：三相四線 380V±10%/50A   頻率：50Hz

輸出波形：標(biāo)準(zhǔn)正弦波  波形失真：優(yōu)于THD3%   輸出穩(wěn)定度：±1%

輸出頻率：0.5Hz～150Hz可選   雙路輸出獨立,單獨可控

Ⅰ路輸出：電流/電壓： 0～380V /0～50A連續(xù)可調(diào)

Ⅱ路輸出：電流/電壓： 0～380V/0～5A連續(xù)可調(diào)

Ⅱ路以Ⅰ路電流為參考基準(zhǔn)可移相輸出，移相范圍±180°

使用環(huán)境：－20℃至50℃，相對濕度<90%，海拔2000m以下

（2）三相工頻大電流轉(zhuǎn)換輸出裝置

額定容量：10kVA       輸入電壓/電流：0～380V/15A

輸出電流：對稱120°三相電流，分相顯示輸出電流幅值

輸出電流/開口電壓： 0～200A/15V（工頻）連續(xù)可調(diào)

輸出電流200A，時間不小于120分鐘

（3）三相工頻電壓轉(zhuǎn)換輸出裝置

容量： 3kVA    輸入電壓/電流：0～380V/5A

輸出：對稱120°三相電壓，分相顯示輸出壓幅值

輸出一次電壓范圍：0～10kV/200mA； 輸出二次電壓范圍：0～100V/1A

（4）高精度無線遙測選頻相位伏安表電氣參數(shù)（一臺主機/三臺分機）

電流鉗（工頻）：5mA～5A    精度：±0.5%   最高分辨率：0.1mA

       (低頻): 2mA～500mA  精度：±1%    最高分辨率：0.1mA

電壓范圍： 0.200～400V      精度±0.5%   最高分辨率：1mV

相位測試范圍及誤差：0～360° 誤差：≤3°

無線通訊距離：空曠500米，采用中繼方式大于1000米

表計對時同步采樣時間誤差（30分鐘內(nèi)）：50ns以內(nèi)（測量偏差1°以內(nèi)）

（5）無線叉口式電流鉗(三組/9只)

測量電流范圍：5.0～500A  準(zhǔn)確度：±2%    最高分辨率：0.1A

無線通訊距離：空曠200米

六 檢測裝置試驗項目簡述

6.1母差保護(hù)試驗：利用一組三相工頻大電流，在一母線支路（如母線進(jìn)線）通入試驗電流，于母線其它支路（如母線出線）接回電流，試驗電流通過進(jìn)線CT 、母聯(lián)開關(guān)、線路CT形成回路，在保護(hù)屏上讀取電流幅值相位及差流，檢查母差保護(hù)向量的正確性。

a)單母線接線方式一次通流接線 b)雙母線接線方式一次通流接線  c)雙母雙分段接線方式一次通流接線

6.2線路保護(hù)試驗：利用一組三相工頻電壓和一組三相工頻電流，分別給PT加壓及線路CT通流，模擬一次負(fù)荷電流和工作電壓，電流和電壓相位可以靈活設(shè)定，檢查線路保護(hù)向量正確性

線路保護(hù)一次加壓通流試驗接線

6.3變壓器差動保護(hù)試驗：根據(jù)變壓器試驗繞組對短路電抗大小，選擇對變壓器繞組施加三相工頻或低頻，對變壓器高壓側(cè)（或中壓側(cè)）一次加壓，利用激勵電流模擬加壓側(cè)一次負(fù)荷電流，中壓側(cè)（高壓側(cè)或低壓側(cè)）母線三相短路接地，利用短路電流模擬短路側(cè)一次負(fù)荷電流，檢查變壓器差動保護(hù)向量正確性及推算差流。

變壓器差動保護(hù)加壓通流試驗接線

七 裝置成套附件清單

序號	名稱	參數(shù)	單位	數(shù)量
1	三相寬頻功率電源	Ⅰ路30kVA/Ⅱ路3kVA	臺	1
2	三相大電流轉(zhuǎn)換輸出裝置	3*200A/對稱120°	臺	1
3	三相高電壓轉(zhuǎn)換輸出裝置	0～10(0.1)kV/對稱120°	臺	1
4	無線遙測選頻相位伏安表	一臺主機/三臺分機	套	1
5	無線叉口式電流鉗	3組*3只（含6米的伸縮桿）	套	1
6	三相四線電源電纜線	3×10mm2+1長度50米	條	1
7	三相試驗電纜線	3×10mm2長度20米	條	1
8	大電流三相輸入電纜線	3×6mm2長度20米	條	1
9	電壓轉(zhuǎn)換裝置輸入電纜線	3×2.5mm2+1長度50米	條	1
10	大電流輸出電纜線	50mm2長度10米/3根	組	1
11	三相高壓輸出硅膠線	1mm2（黃綠紅）15米/3根	組	1
12	裝置二次電壓測試線	3米/2根	組	1
13	高壓伸縮令克棒	3*6米	組	1