基于双端接地的三相高压断路器集成测量方法与流程

文档序号:25957517发布日期:2021-07-20 17:21阅读:197来源:国知局
基于双端接地的三相高压断路器集成测量方法与流程

本发明属于电力设备技术领域,尤其是涉及电力设备测量技术领域,具体涉及一种基于双端接地的三相高压断路器集成测量方法。



背景技术:

近年来,随着电力系统的快速发展,变电站数量逐日增加,电压等级越来越高,变电站里的感应电也随之越来越大。高压断路器作为变电站内的重要主设备,需要定期对其进行常规预防性试验,机械特性测量和回路电阻测量是其中两项试验项目。三相高压断路器串接在三相高压母线上,用于控制三相高压母线的通断。三相高压断路器中每一相的两端分别通过接地刀闸接地。在母线正常运行时,三相高压断路器为合闸状态,六个接地刀闸处于打开状态。

目前,在传统的高压断路器机械特性和回路电阻测量过程中,需要将断路器两侧接地刀闸拉开,且试验人员需频繁接拆线。

传统的三相高压断路器回路电阻测试方法采用的是四端钮伏安法测量电阻的工作原理,单独对一相高压断路器回路电阻进行测量,需要测量三次。每相高压断路器回路电阻具体测量流程是:1、首先将高压断路器分闸,使母线断电,高压线路处于停电状态;2、将高压断路器两端的接地刀闸闭合;3、解开高压断路器两端的母线,断开与母线的连接,保持与接地刀闸的连接;4、试验人员将回路电阻测试仪的i+、u+测试线连接在被测高压断路器的一侧端口,将仪器的i-、u-测试仪连接在被测高压断路器的另一侧端口;5、将高压断路器两端的接地刀闸打开,断开高压断路器与地的连接;6、将高压断路器合闸,通过回路电阻测试仪测量高压断路器回路电阻的阻值;7、测量结束后,将高压断路器分闸,并将高压断路器两端的接地刀闸闭合,使高压断路器两端接地;8、将回路电阻测试仪的测试线拆下,将高压断路器两端接回母线;9、将高压断路器两端的接地刀闸打开,断开高压断路器与地的连接;10、将高压断路器合闸。按照《国家电网公司电力安全工作规程》要求,步骤5中打开接地刀闸以及步骤7中闭合接地刀闸,均需要工作负责人向变电站值班负责人提出申请,并由值班负责人向当值调度员申请。在征得调度员同意后,由运行人员开锁,并打开或闭合接地刀闸。通过以上流程可以看出,整个测量流程环节多、费时费力,大大降低了试验的效率。

机械特性测量就是测量三相高压断路器中每一相的分闸和合闸的时间。进行机械特性测量时,需连接机械特性测试线,然后三相同时进行测量,测量完成后拆除机械特性测试线。由于断路器两侧接地刀闸拉开会导致断路器两侧端口产生强大的感应电,且频繁拆接测试线对人身安全造成极大威胁。此外,感应电过大对试验仪器本身也是一种考验。因此,实施这些项目,不仅费时、费力且还具有一定作业危险性。



技术实现要素:

本发明的目的是针对现有技术的不足,提供一种基于双端接地的三相高压断路器集成测量方法。

本发明方法具体是:

步骤(1)首先将三相高压断路器分闸,使三相母线断电,高压线路处于停电状态。

步骤(2)将三相高压断路器每一相两端的六个接地刀闸闭合。

步骤(3)解开三相高压断路器两端的三相母线,断开三相高压断路器与母线的连接。

步骤(4)将三相高压断路器六个端口分别通过一根综合测试线连接检测装置。

所述的综合测试线包括相互绝缘的粗芯线和细芯线;测量时,细芯线采集电压信号,粗芯线输入电流信号;

所述的检测装置包括三个机械特性测量模块、三个回路电阻测量模块、一个分合闸控制模块和多路选择开关模块;所述的分合闸控制模块连接三相高压断路器内的分合闸线圈,所述的多路选择开关模块包括十二个单刀双掷开关。

所述的综合测试线一端的粗芯线和细芯线均与高压断路器的一个端口端子连通,另一端分成两路信号线,分别连接检测装置中对应的一个机械特性测量模块或回路电阻测量模块;每一相的综合测试线另一端的接线方式相同,同一相的两个端口端子连接的两根综合测试线的具体接线方式如下:

一根综合测试线的粗芯线接第一单刀双掷开关的动端,细芯线接第二单刀双掷开关的动端;第一单刀双掷开关的一个不动端接机械特性测量模块的电流输出端,另一个不动端接回路电阻测量模块的电流输出端;第二单刀双掷开关的一个不动端接机械特性测量模块的正采样电压端,另一个不动端接回路电阻测量模块的正采样电压端;

另一根综合测试线的粗芯线接第三单刀双掷开关的动端,细芯线接第四单刀双掷开关的动端;第三单刀双掷开关的一个不动端接机械特性测量模块的电流输入端,另一个不动端接回路电阻测量模块的电流输入端;第四单刀双掷开关的一个不动端接机械特性测量模块的负采样电压端,另一个不动端接回路电阻测量模块的负采样电压端。

步骤(5)测量三相高压断路器机械特性和回路电阻。

测量三相高压断路器机械特性方法如下:

(5-1)将与三相高压断路器一相连接的第一、二、三、四单刀双掷开关的动端掷向一个不动端;

(5-2)分合闸控制模块控制三相高压断路器分合闸线圈,对三相高压断路器每一相发送分闸或合闸信号给分合闸控制模块,进行分闸和合闸操作,同时将信号发送给机械特性测量模块;机械特性测量模块记录信号发送时刻,机械特性测量模块实时测量三相高压断路器每相两端之间的阻值,如阻值发生变化,记录变化时刻,变化时刻与发送时刻的时间差即为分闸时间或合闸时间,即为机械特性;

测量三相高压断路器回路电阻方法如下:

(5-3)在三相高压断路器分闸状态下,与一相连接的第一、二、三、四单刀双掷开关的动端掷向另一个不动端,回路电阻测量模块采用基本四线法测量出接地回路电阻,接地回路电阻r′包括地网电阻r1以及两个接地刀闸电阻r2和r3,r′=r1+r2+r3;其他两相相同;

(5-4)分合闸控制模块控制三相高压断路器每相合闸,回路电阻测量模块采用基本四线法测量高压断路器回路电阻rx与接地回路电阻r′并联后的总电阻r″;其他两相相同;

(5-5)由得到一相高压断路器回路电阻其他两相相同。

进一步,所述的综合测试线内置一根粗芯线,具备100a以上的通流能力;粗芯线外包裹主绝缘层,主绝缘层达到ac220v的绝缘强度;在主绝缘层外包裹细芯线层,在细芯线层外包裹外绝缘层,护套层包裹在外绝缘层外。

本发明方法可以在高压断路器双端接地情况下,由检测设备自动测量出断路器机械特性和回路电阻,试验过程中无需拆接测试线,只需在开始进行试验时一次接线,对压缩检测时间、提高检测效率、降低劳动强度,有效的去除了感应电威胁,降低了作业危险性,对于电力系统具有很大的经济价值。

附图说明

图1为高压断路器工作状态示意图;

图2为测量设备连接示意图;

图3为综合测试线结构示意图;

图4为测量状态时的电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明加以详细说明,应指出的是,所描述的实施例仅便于对本发明的理解,而对其不起任何限定作用。

三相高压断路器q串接在三相高压母线c上,用于控制三相高压母线的通断。三相高压断路器q中每一相的两端分别通过接地刀闸j1和j2接地。工作状态下,高压断路器q为合闸状态,接地刀闸j1和j2为打开状态,如图1所示(图中以一相为例进行示意)。

如图2所示,三相高压断路器q中的三相分别串接在三相高压母线的三相c(x)、c(y)和c(z)上。测量时,三相高压断路器q中每一相的两端通过综合测试线与检测装置m连接,三相高压断路器q中的分合闸线圈接检测装置m。

如图3所示,综合测试线内置一根粗芯线1,具备100a以上的通流能力,在测量高压断路器回路电阻时,该粗芯线起到接通100a以上电流的作用;在机械特性测量时,该粗芯线起到接通10a以上电流的作用;粗芯线1外包裹主绝缘层2,主绝缘层达到ac220v的绝缘强度;在主绝缘层2外包裹细芯线层3,在进行回路电阻测量和机械特性测量时采集电压;在细芯线层3外包裹外绝缘层4,护套层5包裹在外绝缘层4外。

如图4所示,三相高压断路器q(图中虚线框所示,图中x/y/z表示三相)在合闸状态下,每一相高压断路器回路电阻分别是rx(x)、rx(y)和rx(z);每一相两个端口连接的接地刀闸j1和j2在闭合状态下,接地刀闸电阻分别是r1(x)和r2(x)、r1(y)和r2(y)、r1(z)和r2(z),每一相对应的两个接地刀闸之间的地网电阻分别是r3(x)、r3(y)和r3(z)。

具体测量流程如下:

步骤(1)首先将三相高压断路器分闸,使三相母线断电,高压线路处于停电状态;

步骤(2)将三相高压断路器每一相两端的六个接地刀闸闭合;

步骤(3)解开三相高压断路器两端的三相母线,断开高压断路器与母线的连接,保持与接地刀闸的连接;

每一相高压断路器回路电阻rx与接地回路电阻r′并联,接地回路电阻r′即串接的两个接地刀闸电阻r1和r2以及地网电阻r3的和,r′=r1+r2+r3;

步骤(4)将三相高压断路器六个端口分别通过一根综合测试线连接检测装置;

如图4,检测装置m包括三个机械特性测量模块me(x)、me(y)和me(z),三个回路电阻测量模块re(x)、re(y)和re(z),一个分合闸控制模块fh和多路选择开关模块。

回路电阻测量模块me,用于测量断路器内部导电回路的电阻值。

机械特性测量模块re,用于测量断路器的分闸时间、合闸时间。

分合闸控制模块fh连接并控制三相高压断路器内的分合闸线圈xq,用于控制高压断路器每一相的分闸或合闸。分合闸控制模块以及控制三相高压断路器每相的分闸和合闸,属于常规的现有技术。

多路选择开关模块包括十二个单刀双掷开关,对应每一相为四个单刀双掷开关s1(x/y/z)、s2(x/y/z)、s3(x/y/z)和s4(x/y/z),用于选择断路器测量项目:回路电阻测量或机械特性测量。

三相高压断路器中的每一相具有两个端口端子,三相六个端口端子分别通过综合测试线以及单刀双掷开关接三个机械特性测量模块me(x)、me(y)和me(z),以及三个回路电阻测量模块re(x)、re(y)和re(z)。其中,综合测试线一端的粗芯线和构成细芯线层的细芯线均与高压断路器的一个端口端子连通;另一端分成两路信号线,细芯线采集电压信号,粗芯线输入电流信号,连接检测装置中对应的一个机械特性测量模块或回路电阻测量模块。

同一相的两个端口端子连接的两根综合测试线的具体连接方式如下:

一根综合测试线的粗芯线1接第一单刀双掷开关s1的动端,细芯线3接第二单刀双掷开关s2的动端;

第一单刀双掷开关s1的一个不动端接机械特性测量模块的电流输出端i+,另一个不动端接回路电阻测量模块的电流输出端i+;

第二单刀双掷开关s2的一个不动端接机械特性测量模块的正采样电压端u+,另一个不动端接回路电阻测量模块的正采样电压端u+;

另一根综合测试线的粗芯线1接第三单刀双掷开关s3的动端,细芯线3接第四单刀双掷开关s4的动端;

第三单刀双掷开关s3的一个不动端接机械特性测量模块的电流输入端i-,另一个不动端接回路电阻测量模块的电流输入端i-;

第四单刀双掷开关s4的一个不动端接机械特性测量模块的负采样电压端u-,另一个不动端接回路电阻测量模块的负采样电压端u-。

步骤(5)测量三相高压断路器机械特性和回路电阻。

测量三相高压断路器机械特性方法如下:

(5-1)将与三相高压断路器一相连接的第一、二、三、四单刀双掷开关的动端掷向一个不动端;

(5-2)分合闸控制模块控制三相高压断路器分合闸线圈,对三相高压断路器每一相发送分闸或合闸信号给分合闸控制模块,进行分闸和合闸操作,同时将信号发送给机械特性测量模块;机械特性测量模块记录信号发送时刻,机械特性测量模块实时测量三相高压断路器每相两端之间的阻值,如阻值发生变化,记录变化时刻,变化时刻与发送时刻的时间差即为分闸时间或合闸时间,即为机械特性。

测量三相高压断路器回路电阻方法如下:

(5-3)在三相高压断路器分闸状态下,与其中一相连接的第一、二、三、四单刀双掷开关的动端掷向另一个不动端,对应的回路电阻测量模块采用基本四线法测量出接地回路电阻,接地回路电阻r′包括地网电阻r1以及两个接地刀闸电阻r2和r3,r′=r1+r2+r3;其他两相相同;

(5-4)分合闸控制模块控制三相高压断路器每相合闸,对应的回路电阻测量模块采用基本四线法测量高压断路器回路电阻rx与接地回路电阻r′并联后的总电阻r″;其他两相相同;

(5-5)由得到一相高压断路器回路电阻其他两相采用相同方法得到高压断路器回路电阻。

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