TV二次壓降的現(xiàn)場無線測試技術(shù)分析

劉 芬 梁旭常 鄒蔭榮

(廣東電網(wǎng)公司佛山供電局，佛山 528200)

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TV二次壓降的現(xiàn)場無線測試技術(shù)分析

劉 芬 梁旭常 鄒蔭榮

(廣東電網(wǎng)公司佛山供電局，佛山 528200)

在分析了TV二次壓降直接測量法存在的不足基礎(chǔ)上，有針對性的提出了基于無線通信技術(shù)的現(xiàn)場測試新技術(shù)，可以在保證測量準(zhǔn)確性的前提下，成功解決傳統(tǒng)的有線測試方法中現(xiàn)場長距離的放置臨時測試電纜所帶來的安全、效率、準(zhǔn)確度上的不足，從而實現(xiàn)提高工作效率和降低安全風(fēng)險、準(zhǔn)確測量的預(yù)期效果。

二次壓降；無線；測試技術(shù)

0 引言

安裝運行于發(fā)電廠或變電站中的電壓互感器通常與控制室中電能表的距離較遠(yuǎn)，過長的二次導(dǎo)線導(dǎo)致了二次端電壓與表計端子上電壓幅值和相位的不一致，從而帶來了電能計量誤差?！峨娔苡嬃垦b置技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定Ⅰ和Ⅱ類用于貿(mào)易結(jié)算的電能計量裝置中電壓互感器二次回路電壓降應(yīng)不大于其額定二次電壓的0.2%，其他電能計量裝置中電壓互感器二次回路電壓降應(yīng)不大于其額定二次電壓的0.5%。同時，運行中的電壓互感器二次回路電壓降應(yīng)定期檢測。對于35kV及以上電壓互感器二次回路電壓降，每兩年至少檢驗一次。因此，開展TV二次壓降現(xiàn)場檢測是供電部門一個非常重要和頻繁的現(xiàn)場作業(yè)項目，其工作安全性、作業(yè)效率和測試質(zhì)量應(yīng)當(dāng)受到足夠的重視。

1 常用測試方法及不足

目前，常用的TV二次壓降現(xiàn)場測試方法為測差法，即直接測量法。該測試方法有兩個要點，一是隔離PT；二是屏蔽絞合長電纜測量線。隔離PT的主要作用是將始端電壓傳遞到次級，以便與末端電壓相比較，并且實現(xiàn)裝置的兩個輸入端之間的電氣隔離，提高測量的安全性。而使用屏蔽絞合長電纜測量線是為了抑制電磁場干擾。其不足之處是需要使用電纜車由控制室儀表屏單獨引出長電纜線至互感器端子箱處，必須安排專人監(jiān)管電纜線車，費時費力，并且存在電纜線車的電纜發(fā)生相間短路的安全風(fēng)險。

2 基于無線通信技術(shù)的測試方法

基于無線通信技術(shù)的TV二次壓降測試方法正是針對常規(guī)測試方法的不足而研究開發(fā)的新的現(xiàn)場測試技術(shù)。使用無線方式實現(xiàn)電壓互感器二次壓降測量的接線如圖1所示，其關(guān)鍵在于通過無線電臺將TV側(cè)的電壓數(shù)據(jù)傳送至主控室測試儀，避免長距離放置測試電纜，不但徹底避免了二次壓降現(xiàn)場測試時最費時耗力且安全風(fēng)險較大的電纜鋪設(shè)工作，降低了現(xiàn)場測試工作強(qiáng)度和安全工作風(fēng)險，還從根本上免除測量導(dǎo)線上的壓降帶來的零位誤差對測量的影響，從而實現(xiàn)提高現(xiàn)場工作效率，降低現(xiàn)場工作風(fēng)險和提高測試質(zhì)量的目的。

圖1 用無線方式實現(xiàn)電壓互感器二次壓降測量

3 測量準(zhǔn)確性分析

其中，比差測量值由PT側(cè)和儀表側(cè)的電壓幅值計算所得，即：

因此，比差測量準(zhǔn)確度的關(guān)鍵是保證PT側(cè)和儀表側(cè)電壓的測量精度。通過采用精度為0.05%級的電壓表可以滿足比差測量精度要求。

角差的測量的原理是以PT側(cè)無線電臺發(fā)送的高準(zhǔn)確度同步脈沖做為時間基準(zhǔn)，測量信號傳輸?shù)臅r間差推算得到角差值。具體為：測量PT回路始端電壓過零點時間Tpt經(jīng)過PT二次線纜傳輸后到達(dá)電能表端的T2，以及PT末端電壓過零點時間Twh，由其時間差ΔT即可推算出角差值。角差測量原理如圖2所示。

圖2 基于同步脈沖的角差測量原理圖

測量時，首先由分機(jī)中的過零檢測電路檢測到Tpt，再由Tpt觸發(fā)分機(jī)中的脈沖生成電路產(chǎn)生同步脈沖上升沿T1，再經(jīng)過分機(jī)的無線電臺將T1傳輸給電能表側(cè)的主機(jī)電臺，經(jīng)主機(jī)電臺接收并生成同步脈沖上升沿T2，同時主機(jī)的過零檢測電路測量到Twh，然后用T2作為時間基準(zhǔn)代替Tpt,測量Tpt和Twh的時間差ΔT。各時間同步脈沖關(guān)系如圖3所示。

圖3 同步脈沖示意圖

從圖3可以看出，保證測量準(zhǔn)確度的關(guān)鍵在于從分機(jī)檢測到的過零點時間Tpt，到主機(jī)電臺生成同步脈沖上升沿T2之間的無線傳輸時間誤差Td要足夠小。目前，采用具有高準(zhǔn)確度的無線電臺發(fā)送同步信號，同時對因傳輸距離不同而產(chǎn)生的電磁波傳輸時間延遲進(jìn)行修正，可以保證其同步脈沖傳輸?shù)恼`差小于1μs。對于工頻交流電壓，1μs的延時對角差的正交分量的影響約為1′，可以滿足角差測量精度的要求。

4 應(yīng)用實例

經(jīng)過在220kV某變電站對220kV母線TV進(jìn)行實地現(xiàn)場二次壓降檢測，應(yīng)用新的測試設(shè)備和方法前后的試驗時間差別明顯，完成一個站的測試任務(wù)的總體時間從373min/站降低至143min/站，其中由于采用無線方式取代臨時電纜放置一項共計為整個試驗過程節(jié)省了約184min，占原工作方法下總耗時的49.3%，而且工作組人數(shù)由原來的5人降至3人，工作效率明顯提高。因為測試測量過程中的無需放置電纜線車，也不必要專人監(jiān)管電纜線車，更從技術(shù)上避免電纜線車的電纜相間短路的安全隱患。

5 結(jié)論

基于無線通信技術(shù)的TV二次壓降現(xiàn)場測試方法，采用無線技術(shù)和數(shù)據(jù)補償技術(shù)，在沒有降低測量準(zhǔn)確度的前提下成功解決了現(xiàn)場長距離放置臨時測試電纜所帶來的安全、效率、準(zhǔn)確度上的不足，從而實現(xiàn)提高工作效率和降低安全風(fēng)險、準(zhǔn)確測量的預(yù)期效果。另外，目前這種測量技術(shù)在某些特定現(xiàn)場用于角差測量的無線同步信號會受到干擾，使其測量結(jié)果不穩(wěn)定。因此，在改進(jìn)通訊模塊抗干擾性，確保無線測量的可靠性方面此項技術(shù)尚有改善的空間。

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10.3969/j.issn.1000-0771.2015.1.10