电力输电线路直流核相装置的研制.pdf

文章编号:()电力输电线路直流核相装置的研制过佳平李晓晗赵澄宇程望望(嘉兴智圣网络科技有限公司浙江 嘉兴 国网嘉兴供电公司浙江嘉兴 安徽省池州市公安局安徽 池州)摘 要:由于传统的核相方法是使用绝缘电阻表进行核相在对于悬空被测试的输电线路会产生感应电有时感应电高达几千伏在进行核相时危及到人身和设备的安全存在着一定的安全隐患 因此本文研制一种电力输电线路直流核相装置能在线路接地情况下进行输电线路核相试验的装置完全消除了在对输电线路进行直流核相时由于被测线路的悬空而产生的感应电对人身和设备的损害关键词:核相输电线路感应电安全隐患中图分类号:文献标识码:(.):.:引言在电力系统在日常的工作中新建、改建、扩建后的变电所和输电线路以及在线路检修完毕、向用户送电前都必须对电力输线路、电力电缆进行三相电路核相试验以确保输电线路、电力电缆相序与用户三相负载所需求的相序一致 核相是指在电力系统电气操作中用仪表或其他手段核对两电源或环路相位、相序是否相同 针对二路电源而言的 二路电源需要向同一个用电设备供电时在投入时要在并列点进行核相 若二路电源需要并列倒电时若不核相由于安装接线错误可能出现相序(相位)不一致引起短路事故造成设备损坏影响正常供电严重时危及系统稳定 若二路电源需要停电倒电时若不核相可能由于相序不一致引起三相设备的非正常运行如电机的反转造成设备损坏以及危及人身安全 因此在第二路电源投入时一定要与第一路电源进行核相 目前电力系统经常采用绝缘电阻表进行核相因为这种用绝缘电阻表核相定位方式测试快、携带方便、使用简单 但在核相的过程中也存在一些安全隐患因为用绝缘电阻表核相时要满足以下技术条件:输电线路、电缆一端二相短接并接地没有接地的另一相输电线路悬空另一端输电线路三相保电气开关(.)持不接地状态悬空再用绝缘电阻表在输电线路的另一端进行核相测试来判断输电线路的相位 对于悬空被测试的输电线路就有感应电的产生在进行核相测试过程中有时感应电感应电高达几千伏危及到人身和设备的安全 电力输电线路直流核相装置整体概述 直流核相仪整机包括两个部分输出装置和接收装置 输出装置的主要功能是输出、两档可选的直流电流输出电压可达 内部控制电路使用高性能 单片机作为主控芯片电流输出部分使用开关式大功率恒流源保证输出功率 三相电流输出可随意切换保证单独输出便于操作电流指示采用笔段式液晶显示屏准确指示输出电流便于与接收装置进行电流校对 接收装置整体设计 接收装置主要功能是同时指示三相电路流过的电流通过与输出装置进行核对辨别相序 接收装置内部自备电池方便没有外部供电的情况下操作装置内部由电源管理部分和接收电流指示部分组成 电源管理部分由大容量可充电电池和高性能充电芯片以及各级稳压芯片组成其负责电池的充放电以及各模块的电源供应接收电流只是部分由三路液晶指示电路组成采用三块笔段式液晶显示屏及独立供电电路同时指示三相电路的电流通过与输出装置进行校对辨别相序如图 所示图 整体原理图 输出装置整体设计 电流发送部分即为输出装置内部电路“”、“”、为 电源进线“”接地线“”、“”、“”及“”为装置输出线“”、“”、“”外接三相线路“”为公共回路接线 开关电源为电路供电电源有 和 两组输出 供数字表头和单片机使用 供输出切换继电器使用 恒流源为电流输出的电源最大可提供 的 输出可提供 和 得切换输出供不同环境使用 数字表头指示输出电流 控制板主要是控制输出切换保证同一时间只能有一路输出 电流接收部分即为接收装置内部电路“”、“”、为 电源进线提供装置供电和电池充电“”接地线“”、“”、“”及“”为装置输入线“”、“”、“”外接三相线路“”为公共回路接线 充电器为内部电池充电电路 蓄电池提供无外部供电时仪器的电源 电源板电池电压降压后分别提供给三个数字表头 三个数字表头同时指示“”、“”、“”三相的电流 详细电路设计 电力输电线路直流核相装置其主要由输出装置控制板和接收装置控制板 输出装置控制板由:主控制器、输入接口、输出接口、切换继电器等元器组成 接收装置控制板:充电控制芯片、电源转换模块 、充电芯片、电池、等元器组成 输出装置控制板原理设计 主控制器为 负责处理按键输入、输出控制和输出指示“”、“”、“”为面板三个按键的输入接口为主控制器提供三个按键的状态“”、“”、“”为面板三个指示灯的输出接口主控制器根据电流输出状态为装置提供不同的状态指示“”、“”、“”为三个电流输出切换继电器根据不同的用户操作提供不同的输出如图 所示 接收装置控制板设计 充电控制芯片采用 高性能镍镉电池专用充电芯片能够明显提高电池使用寿命 电池电压首先经过()一级降压把 电压降为然后经过三个隔离 产生三路独立的 电压 采用 电源转换模块 最后一级经过 降压产生三路 电压供三个液晶显示仪表使用如图 所示 装置特点 仪器采用直流环路核相方式可以有效避免线电气开关(.)路中的交流干扰同时仪器发送装置及接收装置内部均有交流放电回路交流干扰直接被旁路保证了测量结果的准确性图 输出装置控制板电路图图 接收装置控制板电路图 仪器采用隔离式开关电源恒流供电保证与市电电气隔离输出端对地测试时仪器供电电网不跳闸同时与市电隔离也保证了作业人员的人身安全 仪器发送及接收装置电流显示精度高这样能有效的判断出线路是否漏电及严重程度如何 接收装置三相电流同步显示这样可有效判断是否出现相间短接相间漏电 发送装置内部采用高性能控制器完成设计通过严格控制电流切换时间保证快速切换输出电流的同时避免了线路中可能出现的打火现象 仪器外部接线每相单独配置接线支杆方便作业人员操作连线与支杆牢固固定避免出现断线连线滑落的问题 连线与支杆采用活扣连接方便分开携带 接收装置内置可充电电池方便无电源供应的野外环境作业 装置实物图 电力输电线路直流核相装置包括:输出装置和接收装置组成 如图、图 所示图 输出装置图 接收装置 装置应用与推广 电力输电线路直流核相装置不仅适用于输电线路的核相功能同时也适用于电力电缆的核相适应范围广使用方便快捷 如图 所示我们用试验专用线模拟电力输电线路或电缆线路的核相过程输入装置端输电线路或电缆短路接地当输出装置 相输出时输入装置会显示电流输入 相明显比、相电流高说明 相相位正确 我们人为的将、相相位相反当输出装置 相输出时输入装置会显示电流输入 相明显比、相电流高说明 相相位不正确如图 所示 鉴于本文研制的电力输电线路直流核相装置在实际生产过程中使用方便快、安全可靠、效果显著目前已在多家单位得到应用并作为浙江省电力公司群众性科技性项目在浙江省电力系统全面推电气开关(.)广应用图 装置的应用 总结 针对电力输电线路直流核相由于原有的核相仪(绝缘电阻表)在核相定相过程中被测的架空输电线路需要悬空悬空被测试的输电线路就有感应电的产生 对试验人员和设备形成安全隐患 经常出现烧坏测试设备和人身触电事故 本文研制的输电线路直流核相装置在电力系统施工作业的现场运用中对于输电线路、电力电缆的核相时能在输入装置端输电线路或电缆短路接地杜绝感应电的产生也能进行输电线路直流核相 从而在技术上保证了测试相关人员安全也防止了感应电烧毁测试设备参考文献 何连兵.实用的电力系统核相方法.农村电气化():.输变电工程投运现场核相试验方法.电力安全技术():.张金波王俊范梅荣等.实用高压电力线路无线核相仪的设计.电力自动化设备():.刘扬超孙慎言李巍巍.在开关磁阻电机调速系统中的应用.国外电子元器件():.崔陆军陈幼平张冈等.基于 单片机的智能型电机保护器的设计.仪表技术与传感器.:.收稿日期:作者简介:过佳平()男嘉兴平湖人本科工程师主要从事变电运维信息技术(数据运维)的工作李晓晗()男汉族江苏徐州人硕士电气工程师主要研究方向:变电一次设备检修变电设备运行维护赵澄宇()男汉族浙江嘉兴人本科助理电气工程师主要研究方向:变电一次设备检修变电设备运行维护程望望()男汉族安徽池州人本科助理工程师主要从事远端视频硬件系统电子设备优化运行的研究(上接第 页)的输电线路雷电过电压识别模型的识别效果明显好于其他模型验证了 模型在雷电过电压识别方面的正确性和优越性表 三种模型识别结果的综合正确率模型 综合正确率/结论 本文采用斑点鬣狗算法对支持向量机的惩罚因子和核参数进行优化建立了基于 的输电线路雷电过电压识别模型 采用仿真分析对模型正确性和优越性进行验证并与 和 模型进行对比结果表明 算法迭代次数更少优化效果更好 模型对雷电过电压识别结果的综合正确率为 明显高于其他模型参考文献 王国平邓佃毅董鹏程.输电线路雷电绕击过电压仿真分析研究.电工技术():.张晶焯肖黎赖振宇等.基于贝叶斯决策的输电线路差异化防雷设计.电瓷避雷器():.李静怡.输电线路直击雷过电压的识别研究.合肥工业大学.赵洪彬罗庆亮李欣等.融合多级支持向量机的铁磁谐振和雷电过电压识别方法研究.湖南电力():.董建达孙志能周开河等.粒子群优化算法和最小二乘支持向量机的雷电过电压识别.电网与清洁能源():.罗小丽刘万太李谟发.基于 的输电线路雷电过电压识别.内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版)():.:.:.王海涛陈明文中等.基于 的接地网腐蚀速率预测.智慧电力():.陈文礼程瑛颖舒永生等.基于改进支持向量机的智能电能表故障多分类方法/.电测与仪表:.陈炜方志广.输电线路的雷电过电压的识别方法.自动化与仪器仪表():.收稿日期:作者简介:马路金(.)男广东化州人汉雷电防御工程师大学本科从事防雷安全监管、管理及检测等工作电气开关(.)