配电网新型一二次融合成套设备测试方法研究--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

配电网新型一二次融合成套设备测试方法研究

发表时间：2020/8/5 来源：《基层建设》2020年第10期作者：康帅

[导读] 摘要：配电网一二次设备融合是近年来配电设备标准化、集成化发展的趋势。

        国网河北省电力有限公司保定供电分公司
        摘要：配电网一二次设备融合是近年来配电设备标准化、集成化发展的趋势。本文在分析配电网新型一二次融合成套设备的类型、基本结构及特点的基础上，针对一二次融合设备的测试方法进行了研究，提出了电流采样、电压采样、电量记录等关键功能的测试方法，并针对测试结果及发现的问题进行了深入分析。本文的研究对于开展配电网新型一二次融合成套设备的性能测试及评估具有重要参考价值，也为解决一二次融合设备推广应用过程中的问题提供了有益指导。
        关键词：配电网；测试方法；一二次融合
        引言
        配电网一二次融合设备采取从一次和二次设备进行整体设计、整体招标的方式来应用于现场，和传统的环网柜与终端结合方式相比，解决了一二次设备之间的配合问题以及减少了现场调试人员的协调工作量；一二次融合设备采用传感器技术来实现测量、保护、计量功能，有体积小、可消除铁磁谐振、采样线性度好、采样范围大、节省资源等优点；一二次融合设备具备电量记录功能，满足线损管理的技术要求。目前，对配电网一二次融合设备的测试没有一种可以借鉴的方案。本文主要针对配电网一二次融合设备研究编制出了一种关键项的测试方法以及对测试过程发现的问题进行了充分的分析，为今后配电网一二次融合设备的测试提供了参考，也为今后配电一二次融合技术的发展路线提供了参考依据。
        1.配电网一二次融合设备
        配电网一二次融合设备主要分为一二次融合环，网柜和一二次融合柱上开关，其中一二次融合环网柜又分为集中式和分布式，分布式一二次融合环网柜采用10kV/万或3.25V/万的电阻分压式电压传感器和600A/1V的低功耗电流传感器来进行电压电流采样，每个终端采集电压电流信号来计算对应环网柜间隔的遥测值和电量数据。通讯管理机通过交换机汇集每个终端的数据，再通过以太网把数据上传给主站。
        集中式一二次融合环网柜采用10kV/万或3.25V/万的电阻分压式电压传感器和600A/1V的低功耗电流传感器来进行电压电流采样，终端采集电压电流信号来计算整个环网柜的测量值，线损模块采集电压电流信号来计算环网柜每个间隔的电量数据。线损模块以485串口的通信方式把电量数据传给终端，终端通过以太网把数据上传给主站。
        一二次融合柱上开关把10kV/万或3.25V/万的电阻分压式电压传感器和600A/1V的低功耗电流传感器集成在开关本体，再通过航插线的方式把信号送至FTU柜，FTU采集电压电流信号来计算测量值，线损模块采集电压电流信号来计算电量数据。线损模块以485串口的通信方式把电量数据传给FTU，FTU通过以太网把数据上传给主站。
        2.配电网一二次融合设备关键测试方法
        2.1线性度检查，在没有大电流发生器设备或精度不满足要求的情况下，采用从二次施加模拟小电压信号来进行电流采样的线性度测试。基于二次侧施加电压小信号的电流采样测试方法。
        2.2一次通流测试，为了检查整个电流采样回路是否正常以及电流采样的整体误差，采用电流源从电流传感器一次侧施加电流的方式进行测试。基于一次通流的电流测试方法。
        3.测试发现的问题及分析处理
        3.1电压传感器空载测试
        在对集中式一二次融合环网柜进行电压采样测试时，B相一次侧分别输入8kV和10kV，终端显示值分别为7.87kV和9.84kV，误差较大。经过分析、测试，发现B相电压传感器在空载情况下，当一次输入10kV时，二次输出为3.15V，按额定变比计算，二次应该输出为3.25V左右。结合测试数据得出B相电压采样误差大的原因是B相采样电阻本身阻值变小导致传感器二次输出电压偏低。
        由上可知，电压传感器内部19.5kSZ可微调的采样电阻存在个体差异，在出厂校验后，发至现场可能由于振动、环境等因素导致阻值变化进而引起采样误差。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

另外电阻是否会因为现场工作温度的变化引起阻值的变化导致采样误差增大值得考验。
        3.2安全分析
        当采样电阻开路时，10kV电压会经60MSZ电阻以及负载阻抗对地形成回路。若以负载阻抗8MSZ计算，叠加在DTU采样回路上的电压将达到1.176kV。因此，电压传感器采样电阻由于损坏等其它原因导致开路，将可能在DTU采样回路上产生高电压，进而烧坏装置元件，甚至造成人身伤害。
        假设10kV线路A相上装了巧台一二次融合设备，并且全部安装电阻分压式电压传感器，那么A相对地的绝缘电阻约等于15个60MSZ的电阻并联后的阻值4MSZ不满足10kV线路的对地绝缘要求。
        由上可知，如果要使用此类电阻分压原理的电压传感器来进行电压采样，必须在电压传感器本身或者终端电压采样回路采取过压保护措施，并且一条线路不宜使用过多以免影响一次线路对地绝缘。
        3.3线损模块计量问题
        集中式一二次融合环网柜与一二次融合柱上开关采用单独配置线损模块的方式采集电压传感器和电流传感器的二次模拟信号，计算出当前的有功无功电量和冻结电量数据来进行电量记录，分布式一二次融合环网柜通过终端本体采集电压传感器和电流传感器的二次模拟信号，计算出当前的有功无功电量和冻结电量数据。在现场进行电量测试的过程中发现有以下问题：
        （1）线损模块电量记录无法清零。在进行电量数据的精度测试时，线损模块每次测试完成后，电量数据无法清零，不方便重复测试。修改程序后正常。
        （2）线损模块电量记录分辨率过低。线损模块计算总电量的逻辑是：以有功电量为例，线损模块先把二次模拟信号折算成脉冲信号，总电量以32个脉冲为累计单位，而犯个脉冲对应一次有功电量为100kWh，这样总有功电量的最小刻度为100kWh。因此，这意味着线损模块记录电量的分辨率过低，无法满足实际应用要求。经过修改程序，总有功电量以1个脉冲为累计单位。由于1个脉冲对应的累计有功电量为100kWh/32=3.125kWh，因此修改程序之后，线损模块分辨率明显提高，即当电量值累计达到3.125kWh时，就会将该值累加至总有功电量。
        （3）线损模块电量记录误差较大。线损模块分辨率提高后，当电量累计达到3.125kWh(一次值)，就会将该电量累加至总电量，而电量一二次换算的系数规定为10000，意味着对应线损模块记录的电量二次值为0.0003125kWh，由于模块默认计算时仅精确到小数点后第5位，因此实际保存的电量二次值为0.00031kWh，对应一次值为3.1kWh，这样就造成了电量的理论计算值与实际测量值的误差。经过修改程序，将线损模块计算的精度扩展到小数点后8位后数据正常。
        3.4潮流反向冻结值错误
        潮流反向计算的启动条件有3个：一是有功反向，即有功从一、四象限变化至二、三象限；二是反向后的有功不能低于反向前的5%；三是反向后的有功至少持续1min。电量计算程序设计时，该部分逻辑存在错误。导致潮流反向冻结值记录错误，如理论计算值为0时，测量值为25。原因为实际潮流反向1min后装置才启动潮流反向的记录，此记录值不应把这1min产生的电量值纳入潮流反向电量值。修改程序后测试正常。
        结语
        根据配电网一二次融合设备的工作原理，研究编制了关键项测试方法，为今后现场配电网一二次融合设备测试方法提供了参考。根据现场测试情，从电压采样误差大、电压二次回路的安全隐影响大量接入电阻分压式电压传感器对线路绝缘的、电量记录不正确问题等方面进行了总结分况患，提出了应对策略和相关建议，为今后一二次融设备的应用提供了参考依据。
        参考文献
        [1]国家能源局.配电自动化系统信息采集及分类技术规范：DL/T5500-2015（S）.北京：中国计划出版社，2015.
        [2]国家能源局.配电自动化技术导则：DL/T1406--2015(B).北京：中国计划出版社，2015.