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1、電動(dòng)隔離刀閘不停電工況下二次測(cè)試裝置的應(yīng)用縣國(guó)成I李璽2吳兆彬I趙志海I(1.國(guó)網(wǎng)甘肅電力天水供電公司2.國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司)摘要:隔離刀閘是變電站、輸配電線路中與斷路器配合使用的一種主要設(shè)備,其電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障時(shí),很多時(shí)候無(wú)法停電檢修,這就給電網(wǎng)運(yùn)行帶來(lái)了很大的隱患。為解決電動(dòng)隔離刀閘現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)璀的問(wèn)題,本文設(shè)計(jì)一種電動(dòng)隔離刀閘不停電工況下二次回路測(cè)試裝置,介紹其構(gòu)成與試驗(yàn)方法,分析其應(yīng)用情況、特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)效益.關(guān)鍵詞:電動(dòng)隔離刀閘;不停電工況;二次回路測(cè)試裝置0引言電動(dòng)隔離刀閘是輸變電中使用最多的一次設(shè)備之一,其與斷路器配合使用,用于保護(hù)高壓設(shè)備檢修時(shí)工作人員的安全。在需要檢修的設(shè)備和其他

2、帶電部分之間,用隔離刀閘構(gòu)成一個(gè)明顯的斷開(kāi)點(diǎn),給檢修人員提供足夠大的絕緣間隔。在HOkV及以上電壓等級(jí)中,電動(dòng)隔離刀閘的數(shù)最是斷路器數(shù)量的3倍,據(jù)統(tǒng)計(jì),所有惡性誤操作事故中,電動(dòng)隔離刀閘的操作事故數(shù)接近事故總數(shù)的1/4,H由于電動(dòng)隔離刀閘數(shù)量較多,而且在電力系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中,電動(dòng)隔離刀削需要進(jìn)行頻繁操作,其運(yùn)行的可靠性對(duì)糧個(gè)電力系統(tǒng)的1E常運(yùn)行其有重要作用。但是由于各種自然原因,電動(dòng)隔離刀閘的導(dǎo)電部分和機(jī)械傳動(dòng)部分容易出現(xiàn)銹蝕,密封部分容易出現(xiàn)老化而導(dǎo)致密封不嚴(yán),接線端子也容易出現(xiàn)腐蝕氧化,此外,人為操作也容易對(duì)其造成破壞,旌至出現(xiàn)不能自動(dòng)分合閘,失去五防閉鎖安全防護(hù)的作用,尤其對(duì)于其二次回路

3、來(lái)說(shuō),需要對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)和測(cè)試。1電動(dòng)隔離刀閘不停電工況下二次回路測(cè)試裝置應(yīng)用的必要性現(xiàn)階段,在新建變電站,電動(dòng)隔離刀閘控制回路功能的檢驗(yàn)一般要等到全部接完二次線時(shí),才能進(jìn)行試驗(yàn),方法是隔離刀閘的主刀手搖至中間位置,然后進(jìn)行遙控試驗(yàn)。這種檢驗(yàn)方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力,一不小心造成電機(jī)燒毀。在已運(yùn)行變電站,電動(dòng)隔離刀閘控制回路一般不能試驗(yàn),如完整試驗(yàn),就需要母線停電。電動(dòng)隔離刀閘控制網(wǎng)路出現(xiàn)故障后,對(duì)些可處理的故障,進(jìn)行相應(yīng)的元器件更換,但是更換后是無(wú)法進(jìn)行功能驗(yàn)證的;一些不能處理的故障,電動(dòng)偷離刀閘就只能帶病運(yùn)行。電動(dòng)隔離刀閘是電力系統(tǒng)中數(shù)量非常龐大的設(shè)備,二次回路出故障的事件也非常多。所以需要研究種能在電

4、動(dòng)隔離刀閘工作狀態(tài)卜,對(duì)電機(jī)控制【可路進(jìn)行檢修維護(hù),測(cè)試回路是否正常,發(fā)生故障的位置,驗(yàn)證電機(jī)主回路電機(jī)正、反轉(zhuǎn)回路是否正常的裝置,而且在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中隔離刀閘分合削機(jī)構(gòu)不能動(dòng)作。木項(xiàng)目設(shè)計(jì)-種電動(dòng)隔離刀閘不停電工況下二次回路測(cè)試裝置,此裝置是一種應(yīng)用于電動(dòng)隔離刀閘控制回路檢測(cè)試驗(yàn)的裝祥:它町以在主刀帶電的情況下對(duì)電動(dòng)隔離刀閘二次回路進(jìn)行測(cè)試試驗(yàn);它可以檢測(cè)電機(jī)控制I可路是否工作正常、分析出哪一個(gè)元器件出了故障、檢測(cè)電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)回路是否工作正常。2測(cè)試裝置的構(gòu)成旭動(dòng)隔離刀閘不停電工況下二次回路測(cè)試裝置主要由四部分組成:主機(jī)、端了排信號(hào)引出單元、測(cè)試線纜、充電器。充電器是給測(cè)試裝置內(nèi)置的鋰電池

5、充電使用,其和測(cè)試線纜等可看做是主機(jī)的附件:端子排信號(hào)引出單元可在不拆線的情況下將隔離刀閘操控箱端排上的信號(hào)可靠地引出至主機(jī),廿省測(cè)試所花的時(shí)間,提高測(cè)試結(jié)果的可信度:主機(jī)是糧個(gè)測(cè)試裝置的核心部分,它通過(guò)觸摸屏的輸入指令控制整個(gè)測(cè)試過(guò)程,給出測(cè)試結(jié)果。它的總體設(shè)計(jì)框圖如卜圖所示。圖測(cè)試裝置主機(jī)功能框圖主機(jī)由測(cè)試電源、電源分配單元、電機(jī)控制呵路測(cè)試模塊、電機(jī)回路測(cè)試模塊和觸摸屏組成,其中測(cè)試控制、計(jì)算上單元町以根據(jù)觸摸屏及外部信號(hào)的輸入控制程序整體流程,得出測(cè)試結(jié)果??紤]現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的供電情況,測(cè)試裝置設(shè)計(jì)使用鋰電池加逆變電源模塊來(lái)供電,逆變電源產(chǎn)生AC220V單相交流電源。對(duì)AC220V電源進(jìn)行升

6、壓或降壓整流分別產(chǎn)生AC380V、DC110V、DC220V三種電源,再由電源分配單元分配到相應(yīng)的被測(cè)試的電機(jī)控制回路。通過(guò)以上設(shè)計(jì),裝置電源可以適用大多數(shù)電動(dòng)隔離刀閘檢測(cè)的需求;電機(jī)控制回路測(cè)試模塊的作用是對(duì)控制回路進(jìn)行測(cè)試,主要進(jìn)行電機(jī)遙控分、合制以及近地分、合閘的線路檢測(cè),還包括電機(jī)分、合閘控制回路的斷點(diǎn)定位檢測(cè),這部分檢測(cè)是整個(gè)檢測(cè)部分中最復(fù)雜的環(huán)節(jié)。主要解決電源切換、加載相應(yīng)的激勵(lì)信號(hào)、檢測(cè)反饋的電信號(hào)電機(jī)I叫路測(cè)試模塊則主要進(jìn)行電機(jī)主回路的正、反轉(zhuǎn)檢測(cè),電機(jī)正反檢測(cè)要保證電動(dòng)機(jī)上輸入激勵(lì)信號(hào)時(shí)電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng),并目.要檢測(cè)出電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)回捋的正確性:觸換屏模塊則提供人機(jī)交互界面,設(shè)

7、置測(cè)試選項(xiàng),讀取測(cè)試數(shù)據(jù)。3測(cè)試裝置的試驗(yàn)電動(dòng)隔離刀閘不停電工況F二次回路測(cè)試裝置試綸可分為模擬試盈和現(xiàn)場(chǎng)試駛。樣機(jī)剛研制完成,需要驗(yàn)證其功能及性能時(shí)-般先采用模擬試驗(yàn)然后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試軟。模擬試驗(yàn)是指模擬電動(dòng)隔離刀閘二次回路的接線情況,用測(cè)試裝置進(jìn)行測(cè)試,看所得結(jié)果是否和實(shí)際情況相符合。以下是一次模擬試驗(yàn)的過(guò)程。首先,要接好地線,打開(kāi)面板左側(cè)電源開(kāi)關(guān),選擇控制回路電壓,點(diǎn)擊“進(jìn)入測(cè)試”;將C+和C-連接至控制回路電源輸入端,選擇對(duì)應(yīng)的測(cè)試選項(xiàng),同時(shí)點(diǎn)擊“開(kāi)始測(cè)試”按鈕,屏俗上將顯示出對(duì)應(yīng)檢測(cè)選項(xiàng)的檢測(cè)結(jié)果。如果控制Ml路檢測(cè)仃故障,例如合閘I可路檢測(cè),故障(人為斷線),點(diǎn)擊“合閘斷點(diǎn)手動(dòng)查找”,

8、點(diǎn)擊“開(kāi)始測(cè)試二另外插入外接線至KM正和T2接線端子,像萬(wàn)用表測(cè)線一樣從控制回路供電正端開(kāi)始查找斷點(diǎn),如兩者之間不導(dǎo)通,則顯示“有故障”,如果兩者之間導(dǎo)通則顯示“回路正?!?電機(jī)控制回路檢測(cè)完成后,點(diǎn)擊“下一項(xiàng)”按鈕,進(jìn)入電機(jī)回路測(cè)試界面。將U.、UmUc接線端子連接電機(jī)(以三相電感星接方式模擬)動(dòng)力線A、B、C,將C+、C-連接至控制回路電源輸入端,其他端F連線先拔出。由亍在該項(xiàng)測(cè)試過(guò)程中C+和C-會(huì)產(chǎn)生控制回路所需的電壓,因此尤其注意C+和C-端f不能短接或與其他物體接觸。選擇測(cè)試選項(xiàng),點(diǎn)擊“開(kāi)始測(cè)試”按鈕,操作控制箱使控制網(wǎng)路處于分閘或合閘狀態(tài),觸摸屏將出現(xiàn)對(duì)應(yīng)選項(xiàng)的測(cè)試結(jié)果。4測(cè)試裝置

9、的應(yīng)用與不足4.1測(cè)試裝置的功能成果與使用范圍電動(dòng)隔離刀閘不停電工況F二次回路測(cè)試裝置可以在主刀帶電情況K對(duì)隔離刀閘二次回路進(jìn)行檢測(cè):可以宜接檢測(cè)出電機(jī)正、反回路與電機(jī)電源進(jìn)線的對(duì)應(yīng)關(guān)系:可以在不拆線和就新布線的情況下進(jìn)行檢測(cè):裝置口對(duì)電機(jī)控制網(wǎng)路的電氣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試,判斷故障點(diǎn)位置:裝置內(nèi)置鋰電池,并配有逆變輸出電源,可以在新建變電站沒(méi)有電源接入的情況下對(duì)電動(dòng)隔離刀網(wǎng)二次回路進(jìn)行測(cè)試,連續(xù)工作時(shí)間4h、輸出直流電壓精度±15%、輸出交流電壓精度±10%、裝置采用7寸觸摸彩屏。它主要應(yīng)用在如下場(chǎng)景:在新建變電站,隔離刀閘安裝完畢后,使用該裝置進(jìn)行測(cè)試試驗(yàn),檢查控制M路功能是否

10、常,安裝是否到位:在:老變電站,隔離刀閘出現(xiàn)控制回路元魅件燒壞的情況下,使用該裝光進(jìn)行試驗(yàn),可以準(zhǔn)確地找到哪-個(gè)元器件出現(xiàn)/故障:在隔離刀閘更換完元器件后,無(wú)法知道是否把故障處理完畢,可以使用該裝置進(jìn)行試驗(yàn),驗(yàn)證控制回路的控制功能,檢驗(yàn)故障是否消除。4.2測(cè)試裝置的功能運(yùn)行一是電機(jī)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)回路檢驗(yàn)功能。電動(dòng)隔離刀閘不停電工況下二次回路測(cè)試裝置按照說(shuō)明書(shū)與隔離刀閘操作機(jī)構(gòu)接入測(cè)試線,儀器啟動(dòng),選擇正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)功能檢驗(yàn),測(cè)試結(jié)果分別顯示電機(jī)動(dòng)力線和電機(jī)線的連接對(duì)應(yīng)關(guān)系。二是控制回路檢測(cè)功能。電動(dòng)隔離刀閘不停電工況下二次回路測(cè)試裝置按照說(shuō)明書(shū)與隔離刀閘操作機(jī)構(gòu)接入測(cè)試線,儀器啟動(dòng),選擇控制回路驗(yàn)證功能,

11、驗(yàn)證刀閘回路合閘回路正常、分閘回路正常。4.3測(cè)試裝置的先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)效益分析電動(dòng)隔離刀閘不停電工況下二次回路測(cè)試裝置采用振蕩檢測(cè)法及六線制驗(yàn)證法實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)回路的功能;大大簡(jiǎn)化了電動(dòng)隔離刀閘-次回路檢測(cè)的過(guò)程;基于光電隔離保護(hù)設(shè)計(jì)的電動(dòng)隔離刀閘端子排測(cè)試裝置的設(shè)計(jì);提出了高頻振蕩弱電信號(hào)來(lái)快速檢測(cè)電機(jī)控制回路。測(cè)試裝置可以在主刀帶電的情況下對(duì)電動(dòng)隔離刀閘回路進(jìn)行測(cè)試試驗(yàn);可以檢測(cè)控制回路是否工作正常、分析出哪一個(gè)元器件出了故障、檢測(cè)電機(jī)正轉(zhuǎn)電機(jī)反轉(zhuǎn)回路是否正常。本裝置的發(fā)明,可以檢查電動(dòng)隔離刀閘二次回路正確性,特別是分合閘電機(jī)回路的正確性。在新建變電站,隔離刀閘安裝完畢后,使用該裝置

12、進(jìn)行測(cè)試試驗(yàn),檢查控制回路功能是否正常;在老變電站,隔離刀閘出現(xiàn)控制回路元器件燒壞的情況下,使用該裝粗進(jìn)行試驗(yàn),可以準(zhǔn)確地找到哪-個(gè)元器件出現(xiàn)了故障;在隔離刀閘更換完元器件后,無(wú)法知道是否把故障處理完畢,可以使用該裝置進(jìn)行試驗(yàn),驗(yàn)證控制回路的控制功能,檢驗(yàn)故障是否消除。以上的種種應(yīng)用,證明該裝置能提高隔離刀閘的安全性:縮短了處理隔離刀閘故障的停電時(shí)間,保障了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。減少了因隔離刀閘故障帶來(lái)的電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)。特別需要指出的是,隨著電網(wǎng)的發(fā)展和特高壓的建設(shè),越來(lái)越多的智能設(shè)備投入運(yùn)行,本裝置X寸高壓電網(wǎng)和智能電網(wǎng)電動(dòng)隔離刀閘檢修有積極的作用。該項(xiàng)目的完成將會(huì)避免很多停電,產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效

13、益,同時(shí)項(xiàng)目具有較好的推廣價(jià)值,如果推廣開(kāi)來(lái),將會(huì)具有經(jīng)濟(jì)蜂窩效應(yīng),經(jīng)濟(jì)效益較大。4.4測(cè)試裝置存在的不足一是接線頭制作方面。因各個(gè)廠家的生產(chǎn)不一樣,電動(dòng)隔離刀閘的接線端子大小間隔不一致,使得目前端子排信號(hào)引出單元的適用范圍不大。二是界面對(duì)比度需要加強(qiáng)。因裝置長(zhǎng)期工作在戶外,戶外陽(yáng)光強(qiáng)烈,如果對(duì)比度一般,那么在強(qiáng)烈的陽(yáng)光下,顯示屏?xí)魂?yáng)光反射導(dǎo)致看不清楚顯示的內(nèi)容。加強(qiáng)對(duì)比度,屏幕提高背景光源,這樣的改進(jìn)就比較適合現(xiàn)場(chǎng)。三是界面的結(jié)果顯示略微繁瑣,有進(jìn)一步簡(jiǎn)化的空間。5結(jié)束語(yǔ)針對(duì)電動(dòng)隔離刀閘在運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行停電檢修難度較大的問(wèn)題,本項(xiàng)目設(shè)計(jì)出一種電動(dòng)隔離刀閘不停電工況F二次回路測(cè)試裝置,此裝置可以在主刀帶電情況F對(duì)隔離刀閘二次回路進(jìn)行檢測(cè),可以直接檢測(cè)出電機(jī)正、反回路與電機(jī)電源進(jìn)線的對(duì)應(yīng)關(guān)系,而旦可以在不拆線和重新布線的情況下進(jìn)行檢測(cè)

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