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架空线路接地故障监测仪质量可靠


在江苏电科院电能质量监测治理实验室内,试验员史明明正利用江苏电网电能质量监测系统进行数据分析。屏幕上,京沪高铁、宁杭高铁用不同的图例标注在地图上,闪边、谐波电压、谐波电流等参数清晰地显示出来,被监测线路的电能质量情况一目了然。

以往,国内的电能质量监测系统响应速度、性能与监测布点数量、覆盖面存在矛盾,数据分析软件对国外企业的依赖性也很高。

为满足精密仪器制造等制造业供电零波动、零闪动等要求,我们历时8年,自主研发了规模*大、性能优越的电能质量监测应用系统及国产化数据解析软件,实现对江苏全网各监测点电能质量指标全覆盖、全电压等级在线监测,以及全业务类型、全过程和全方位数据分析管理。该系统主创人之一、江苏电科院陈兵博士介绍。

2014年南京青奥会前期供电设计和建设过程中,国网江苏电力通过电能质量在线监测系统发现青奥园区部分10千伏电压等级供电质量未能达到好的供电的要求,并依据电能质量指标监测数据,精准设计了上等供电方案,在南京青奥园区110千伏青奥变电站部署了1SVG2TSC以及DFACTS设备协调控制器,确保了青奥会期间的上等供电。


一、产品概述(架空线路接地故障监测仪质量可靠

近几年来,随着电网改造工程的实施,10kV配电线路由原来的“两线一地”供电方式改造为中性点不接地的“三相三线”供电方式。10kV配电线路供电方式的改变,增强了配电线路的绝缘水平,降低了配电线路的跳闸率,提高了供电可靠性,减少了线路损耗。但采取新的供电方式在实际运行中,经常的发生单相接地故障,特别是在大风、暴雨、冰雹、雪等恶劣天气情况下,接地故障频繁发生,严重影响了变电设备和配电网的可靠、经济运行。故障发生后,由于线长范围广,采用以往凭经验,分段逐段推拉,逐级杆塔检查等传统方法进行排查,费时费力,停电范围大,时间长,很难快速准确查到故障点。

本公司单相接地故障定位仪用于10kV故障线路停电后快速准确定位接地点,可以实现配网设备在出现故障的情况下的快速查找。减小线路检修人员的劳动强度,省时省力,提高工作效率、供电可靠性和电力企业经济效益。


二、组成、工作原理及操作步骤(架空线路接地故障监测仪质量可靠

农村的配网线路中更为接地十分常见,发生接地故障时,常用摇表和人工逐级登杆目测法来寻找接地故障点。我们知道,用摇表查线是要将线路反复多次切割后一段一段地摇,非常麻烦,且又非常很耗时,更何况摇表只能摇到2-3kV,对高阻接地或隐形接地故障是无能为力的;而人工逐级登杆目测法又要耗费大量的时间和大量的人力物力。这种落后的寻线方法与当今电网高度自动化水平极不相适应。无数电力工作者为解决这一问题做出了长时间的巨大努力,但至今仍然没有满意的结果。因而成为困扰电力部门几十年无法解决的一个重大技术难题。

本公司利用了公司经合了国内直流接地故障定位技术、小电流接地故障定位等原理,发明了“S注入法”原理,并成功研发的“高压恒流开路,交流信号自动跟踪定位”技术,基于傅氏算法,开发《WBST-2000架空线缆接地故障定位仪》,在10kV35kV)配网单相接地故障定位的作业方法上取得了重大突破。它解决了因长时间找不到接地故障点而不能及时恢复送电引起的的客户投诉和因售电量减少造成的经济效益问题;也解决了因人海战术即人工逐级登杆查找接地故障而耗费大量人力物力的问题。

使用该仪器就可以在极短的时间内找出接地故障点。仪器内置电池供电,一次可以工作6小时以上,重量小于8公斤,实用方便,从而很好的解决了上述问题,并使停电查线更为准确、快捷、方便、轻松,具有传统方法所无可比似的优越性。

2.1设备组成(架空线路接地故障监测仪质量可靠

单相接地故障点巡查装置是由信号发生装置、信号采集器、信号接收定位器三部分组成。

1)信号发生装置:在故障线路停电状态下,该装置向10kV故障线路注入检测信号,用以检测接地故障。

2)信号采集器:为手持可移动测量装置,检测异频电流信号用于定位单相接地点。在线路正常运行时,可实时检测线路负荷电流。

3)信号接收定位器: 用于接收并显示信号采集器发送异频电流、负荷电流和钳表电压及本机电压等测量数据,确定故障点方向及位置。

2.2操作原理(架空线路接地故障监测仪质量可靠

当线路发生接地故障时,在停电状态下,信号发生装置向故障线路发送一个具有一定功率的异频信号,该信号会通过接地点流向大地,即信号源、线路、接地点和大地之间形成回路。可以通过在线路任意位置检测该信号的存在与否,判断故障点的位置。

示意图如下:

2.3操作步骤

第1步:确认故障线路已经停电(可用信号采集器和信号接收定位器检测)

第2步:用信号源(信号发生装置)向故障线路注入检测信号

第3步:用信号采集器和信号接收定位器根据二分法检测信号

第4步:确定故障点

三、特点及技术参数(架空线路接地故障监测仪质量可靠

3.1特点

1)通过绝缘杆操作,内部有熔断保护装置,操作方便可靠

2)内置内置大容量锂电池电源(可车载充电),无需另外提供电源,使用方便,经久耐用

3)信号发生装置可以配置一组或多组信号采集接收器,可以进一步提高查找速度

4)电流采集接收无线天线内置,确保钳表绝缘可靠

5)背光显示可以设置,方便夜间使用

6)体积小、重量轻、操作简单、携带方便

3.2技术参数

1)信号发生装置

输出范围:0-70mA

输出精度:±1mA

输出功率:50W

测量范围:0-80k

检测线路长度:大于100km

显示方式:中文液晶,背光功能

LCD尺寸: 90mm*73mm

电    源:锂电池12V12Ah

工作时间:大于4h

工作温度:-10℃~+50℃

装置尺寸:327mm*282mm*218mm

装置重量:8kg

2)信号采集器

检测方式:钳形CT,积分方式

传输方式:433MHz无线传送

传输距离:40m

钳口尺寸:Φ33mm

测量范围:0.1mA-100.0mA(异频电流)  

1A-600A(负荷电流)

测试精度:±%

工作时间:大于10h

装置尺寸:255mm*76mm*31mm

电    源:碱性干电池1.5V*4

装置重量: 340g

3)信号接收定位器

显示方式:中文液晶,背光功能

工作时间:大于10h

LCD尺寸:54mm*50mm

装置尺寸:204mm*100mm*35mm

    源:碱性干电池1.5V*5

装置重量: 360g

国网江苏电力先后攻克海量数据在线处理、转换、交互等关键技术,实现了全省电能质量数据实时采集和共享。该系统具备电能质量预警评估、负荷模型辨识、电网设备异常辅助诊断等功能,已在全省枢纽变电站、新能源电站、关键客户等处部署,实现了重要电能质量监测点全覆盖,每年可及时发现并解决电能质量指标超标问题100余起,避免经济损失约4000万元。

运用这套系统不仅能确保供电质量,还能提高新能源并网质量。试验员柳丹回忆道,去年6月,我用电能质量监测系统发现淮安地区部分光伏电站异常,并网点不是电压有偏差就是谐波超标。我们立刻通过系统排查这些光伏电站30天内各类电能参数,同时分析附近钢铁厂谐波污染问题,并对系统主变采用了有载调压,对邻近钢厂等谐波污染源实施了治理,成功解决了这次异常事件。


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