變電所出線側(cè)不停電安裝高壓帶電顯示裝置的方法研究

王鋼輝，王滌，周天宇，凌秋陽

（國網(wǎng)浙江省電力公司湖州供電公司，浙江湖州313000）

經(jīng)驗(yàn)交流

變電所出線側(cè)不停電安裝高壓帶電顯示裝置的方法研究

王鋼輝，王滌，周天宇，凌秋陽

（國網(wǎng)浙江省電力公司湖州供電公司，浙江湖州313000）

防誤裝置全面覆蓋、防誤裝置功能正常對保障電力系統(tǒng)的安全生產(chǎn)具有十分重大的意義。在現(xiàn)階段，有很大一部分變電所的防誤裝置安裝率達(dá)不到100%的要求。現(xiàn)有解決該問題的方法又都存在需要停電安裝維護(hù)等問題，將會影響供電的可靠性。為此提出一種新的方法，通過實(shí)施不停電安裝一種新型的高壓帶電顯示裝置，對防誤裝置安裝不完善的變電所進(jìn)行改進(jìn)，提高了變電所的防誤裝置完善率。

不停電；帶電顯示裝置；防誤完善率

0 引言

浙江省電力公司《變電所運(yùn)維管理規(guī)范》中有明確規(guī)定：“不斷提高變電所的防誤裝置安裝率?！钡珦?jù)初步統(tǒng)計(jì)，湖州電網(wǎng)目前有超過150條線路驗(yàn)電未納入強(qiáng)制閉鎖，導(dǎo)致很多變電所防誤裝置安裝率達(dá)不到100%。而現(xiàn)有的方法需要停電安裝維護(hù)，影響了供電可靠性，急需研究一種新的方法。

1 變電所防誤裝置現(xiàn)狀調(diào)查

1.1 變電站防誤裝置完善率現(xiàn)狀

據(jù)統(tǒng)計(jì)，國網(wǎng)湖州供電公司變電運(yùn)維室所轄66座變電所中防誤裝置完善的變電所有29座，變電所防誤裝置完善率為43.94%，大部分變電所防誤裝置還不完善，存在一定安全隱患，變電所防誤裝置完善率還需進(jìn)一步提高。

1.2 完善率偏低原因分析

通過對防誤裝置不完善變電所進(jìn)行分析，可以看到這37個變電所分別存在110 kV進(jìn)出線操作線路接地刀閘（簡稱地刀）無強(qiáng)制驗(yàn)電閉鎖、35 kV開關(guān)柜后柜門無帶電閉鎖、10 kV母線帶電小車無強(qiáng)制閉鎖、35 kV進(jìn)線開關(guān)無強(qiáng)制閉鎖等4類問題（見表1），其中存在110 kV進(jìn)出線操作線路地刀無強(qiáng)制驗(yàn)電閉鎖問題的變電站占比最大，占總數(shù)的86.49%?？梢缘贸?，110 kV進(jìn)出線操作線路地刀無強(qiáng)制閉鎖是導(dǎo)致現(xiàn)有變電站防誤裝置不完善的主要問題。

表1 變電站存在問題分析

2 現(xiàn)有方案比較

通過調(diào)查現(xiàn)有防誤裝置完善的變電所，大多通過安裝線路電壓互感器（簡稱壓變），或安裝感應(yīng)式高壓帶電顯示裝置實(shí)現(xiàn)110 kV線路地刀強(qiáng)制驗(yàn)電，見表2。

表2 對110 kV進(jìn)出線操作線路地刀無強(qiáng)制驗(yàn)電閉鎖問題解決辦法

2.1 加裝線路壓變

通過加裝線路壓變，進(jìn)而進(jìn)行復(fù)驗(yàn)電的方式可以有效解決線路地刀的強(qiáng)制驗(yàn)電。在老的AIS（敞開式空氣絕緣）變電站的典型設(shè)計(jì)中并未在線路側(cè)裝設(shè)線路壓變。如果通過該方式對這些變電站防誤裝置進(jìn)行完善，必須結(jié)合線路停電的方式進(jìn)行，極大地影響了供電可靠性。而且線路壓變的價格較貴，一臺110 kV的線路壓變單價在15 000元左右，對生產(chǎn)成本也有一定的壓力。

2.2 加裝感應(yīng)式高壓帶電顯示裝置

采用該類型的產(chǎn)品，相較于安裝線路壓變，在經(jīng)濟(jì)上有一定的優(yōu)勢?，F(xiàn)有應(yīng)用中的類似產(chǎn)品也有很多，但基本上都是感應(yīng)式的，只能采取停電安裝的方式。并且在后期維護(hù)裝置時也必須結(jié)合停電進(jìn)行，如表3所示。在現(xiàn)有的供電形勢下，社會對電力供應(yīng)的可靠性要求越來越高，停電計(jì)劃的制定也越來越難，對電力企業(yè)的供電可靠性帶來了很大的壓力。而且湖州地區(qū)雨霧等天氣較多，空氣濕度較大，空氣污染也比較嚴(yán)重，對感應(yīng)式的高壓帶電顯示裝置可靠性也產(chǎn)生了一定的影響。

3 新的實(shí)施策略

綜合以上現(xiàn)有的兩種方式，新的裝置設(shè)計(jì)應(yīng)該突出亮點(diǎn)：一是不停電安裝施工情況下信號源的采集問題，二是惡劣環(huán)境下的抗干擾設(shè)計(jì)。根據(jù)現(xiàn)場變電所實(shí)際與現(xiàn)場倒閘操作經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)檢修人員大多會在操作線路側(cè)地刀時查看避雷器泄漏電流指示儀情況，如果避雷器泄漏電流三相均接近0，在操作時也可以輔助判斷該線路已無電。同時現(xiàn)有變電設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)也有避雷器泄漏電流的采集監(jiān)控。因此，以避雷器泄漏電流作為電氣量來源判斷線路的帶電情況，進(jìn)而結(jié)合防誤裝置對該閉鎖點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)制閉鎖是可行的。

通過在A，B，C三相避雷器引下線上加裝3個小的穿心TA（電流互感器），如圖1所示，對電流信號進(jìn)行取樣，再對信號進(jìn)行放大和濾波，然后將三相信號輸出到LED（發(fā)光二級管）指示驅(qū)動電路。在傳感器輸出端并上1個TVS（舜態(tài)二極管），當(dāng)有雷擊過電壓（過電流）時，將電位扼制在一定的電壓值，防止損壞采集單元，可有效提高惡劣環(huán)境下的抗干擾能力。根據(jù)泄漏電流特性設(shè)計(jì)了一套電路（見圖2），主控MCU（單片機(jī)）采集三相避雷器泄漏電流信號，當(dāng)避雷器泄漏電流值高于某個閥值時，控制閉鎖驅(qū)動電路輸出常開節(jié)點(diǎn)，同時控制LED指示驅(qū)動電路點(diǎn)亮相應(yīng)LED燈，指示高壓線路處于帶電狀態(tài)；當(dāng)避雷器泄漏電流值低于某個閥值時，控制閉鎖驅(qū)動電路輸出常閉節(jié)點(diǎn)，同時控制LED指示驅(qū)動電路點(diǎn)亮相應(yīng)LED燈，指示高壓線路處于停電狀態(tài)。該裝置實(shí)物照片見圖3。

表3 變電運(yùn)維室感應(yīng)式高壓帶電顯示裝置2015年1—3月份缺陷統(tǒng)計(jì)

圖1 穿心TA實(shí)物

圖2 避雷器泄漏式高壓帶電顯示裝置電路框圖

該避雷器泄漏電流式高壓帶電顯示裝置通過輸出空接點(diǎn)信號，提供給微機(jī)防誤系統(tǒng)驗(yàn)電鎖，實(shí)現(xiàn)防止帶電誤合接地刀閘（掛接地線）的強(qiáng)制閉鎖功能。

4 效果檢查

4.1 安裝效果檢查

圖3 該裝置實(shí)物

避雷器泄漏電流式高壓帶電顯示裝置掛網(wǎng)試運(yùn)行申請材料分別有：《新設(shè)備、新材料入網(wǎng)審批表》、《運(yùn)行安全風(fēng)險評估報告》、《安裝方案》、《掛網(wǎng)運(yùn)行事故預(yù)案》等。在2015年8月10日，完成了110 kV橫街變、七里變3條線路的安裝工作。本次安裝實(shí)現(xiàn)了線路不停電作業(yè)，工作時僅在避雷器引下線掛設(shè)了臨時地線。

裝置經(jīng)過將近1個月的帶電運(yùn)行，通過日常運(yùn)維、操作等工作情況，該裝置能夠達(dá)到目標(biāo)需求。經(jīng)過專家組對該裝置進(jìn)行專業(yè)鑒定，通過材料評審以及現(xiàn)場抽檢，一致認(rèn)為該裝置采用不停電安裝方式替代常規(guī)感應(yīng)式高壓帶電顯示裝置，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。從以下幾個方面進(jìn)行檢查匯總后形成了試運(yùn)行報告：避雷器泄漏穿心TA三相外觀有無松動、銹蝕；高壓帶電顯示裝置柜體安裝是否牢固，內(nèi)部防雨情況是否良好，有無銹蝕，是否影響一次設(shè)備的正常運(yùn)行。帶電顯示裝置防誤閉鎖點(diǎn)接入微機(jī)防誤系統(tǒng)后閉鎖邏輯是否正確等。

裝置試運(yùn)行結(jié)束，經(jīng)專家組驗(yàn)收通過后，開始在剩余的29座變電站進(jìn)行安裝，其中35 kV下昂變、莫蓉變的進(jìn)線避雷器為獨(dú)立柜外設(shè)備。至2015年9月底，湖州區(qū)域內(nèi)防誤裝置安裝完成的變電所共63座，未完善的3座，變電所防誤裝置完善率達(dá)95.45%。

4.2 該裝置的核心優(yōu)勢

根據(jù)避雷器泄漏電流式高壓帶電顯示裝置的使用情況，總結(jié)出該裝置具有三大核心優(yōu)勢：

（1）安裝維護(hù)方便。只需旁路避雷器接地引下線，不需要停電。

（2）信號采集可靠。信號源從傳感器中間穿過，能夠不受相鄰相或者相鄰線路的電場的影響，可靠、準(zhǔn)確地指示所測線路或設(shè)備的帶電狀態(tài)，杜絕了誤動和拒動。

（3）裝置運(yùn)行安全。在傳感器輸出端并上1個TVS管，當(dāng)有雷擊過電壓（過電流）時，將電位鉗制在一定的電壓值，防止損壞采集單元，有效提高了惡劣環(huán)境下的抗干擾能力。

4.3 經(jīng)濟(jì)效益

一套避雷器泄漏電流式高壓帶電顯示裝置的成本價格為5 000元，相比于原有的2種方式，材料成本將大幅下降。

目前市面上的常規(guī)高壓帶電顯示裝置在安裝的過程中因?yàn)榘踩嚯x的原因需停電作業(yè)，且后期的維護(hù)也需停電。拋開供電可靠性的壓力，單純的停電成本也將大大節(jié)約。

另外，還可以避免發(fā)生帶電合地刀誤操作事故，減少對用戶的供電和經(jīng)濟(jì)損失。

5 結(jié)語

避雷器泄漏電流式高壓帶電顯示裝置是對變電站防誤裝置的改進(jìn)，大大提高了變電所的防誤裝置安裝率，也降低了變電站運(yùn)維人員倒閘操作的誤操作風(fēng)險，保證了供電可靠性，對企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、社會效益起到了良好的效果。同時避免了該裝置維護(hù)時設(shè)備的停復(fù)役操作風(fēng)險，對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行也有積極意義。

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（本文編輯：陸瑩）

Study on Installation Method of High Voltage Presence Indicating Device at Substation Outlet Side without Power Cut

WANG Ganghui，WANG Di，ZHOU Tianyu，LIN Qiuyang
（State Grid Huzhou Power Supply Company，Huhzou Zhejiang 313100，China）

Full coverage and normal functioning of anti-maloperation devices are critical to ensure production safety of power system.At present，installation rate of anti-maloperation devices in most substations cannot reach a percentage of 100 as required.However the existing installation and maintenance methods need power cut，which influences power supply reliability.The paper proposes a new method of high voltage presence indicating device installation without power cut to improve substations with incomplete anti-maloperation device and increase the installation rate of the devices in substations.

non-outage；presence indicating devices；anti-maloperation completion rate

10.19585/j.zjdl.201705016

1007-1881（2017）05-0062-04

TM862

B

2016-11-07

王鋼輝（1985），男，助理工程師，技師，主要從事變電運(yùn)維管理工作。