具有燈光可視化效果的計量二次回路對線驗收輔助裝置研究

常鵬

摘要：在常規(guī)變電站建設(shè)中，大量使用多芯二次電纜作為保護(hù)裝置、計量裝置、互感器之間的信號傳輸介質(zhì)。電纜芯線的正確與否決定二次設(shè)備信號、控制回路、計量回路接線的正確性。目前在施工及驗收環(huán)節(jié)多采用萬用表對地測量電阻值對線法驗證同一根電纜兩端電纜芯的一致性，這種方法存在易將芯線混淆、遺漏，且至少需要4名工作人員，造成工作效率低，難以保證接線準(zhǔn)確性。本論文研究一種多芯電纜快速對線器，利用24V直流電源、空氣開關(guān)、PLC控制單元、中間繼電器、發(fā)光二極管研制出一種具有燈光可視化效果的二次回路對線裝置，可同時檢測8芯多芯電纜，經(jīng)擴(kuò)展后可對更多芯線電纜進(jìn)行檢測，通過手持終端指示燈的循環(huán)點(diǎn)亮，可快速檢測出多芯電纜各芯的通斷，完成對線作業(yè)，減少測試時間和失誤，有效提高準(zhǔn)確性和效率。

關(guān)鍵詞：電纜芯對線、可視化、準(zhǔn)確性、效率

一、計量專業(yè)目前對線存在的問題

按照電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程要求，須采用專用的二次回路電壓作為電能表接入電壓，目前我供電局變電站已發(fā)生2起雙母接線或單母分段接線變電站內(nèi)電能表電壓存在Ⅰ、Ⅱ段母線二次電壓交叉取電壓的情況，導(dǎo)致電能表計量電壓失準(zhǔn)。因目前新建變電站施工周期長，作業(yè)現(xiàn)場復(fù)雜等實際情況受限，驗收人員不能做到隨工驗收，施工單位多采用電纜逐段對線的方法，在后期接線過程中容易在電壓并列屏、屏頂小母線、切換裝置、計量電能表屏處將Ⅰ、Ⅱ段母線電壓二次回路接反，把本來該接Ⅰ段母線電壓的電能表接在了Ⅱ段目前電壓上。因Ⅰ、Ⅱ段母線電壓略有差異，長期運(yùn)行會給電能計量造成影響，當(dāng)電能表接取的二次電壓大于實際值時，將會對用戶多收取電費(fèi)，當(dāng)電能表接取的二次電壓小于實際值時，將會對用戶少收取電費(fèi)，導(dǎo)致計量失準(zhǔn)。

施工及監(jiān)理環(huán)節(jié)對于隱蔽作業(yè)點(diǎn)把關(guān)困難，工程竣工驗收時傳統(tǒng)對線方法受人力資源限制存在局限性，且耗費(fèi)時間較長，效率低。設(shè)備投運(yùn)后在電網(wǎng)正常運(yùn)行方式下，因變電站Ⅰ、Ⅱ段母線都帶電，二次電壓都正常，即便電能表電壓回路取電交叉，電能表能正常工作，接線異常的問題不能暴露出來。

目前計量回路驗收時沒有從回路的起點(diǎn)至終端開展回路一致性對線工作，這種方法在二次電纜對線時需要一根根重復(fù)對地，兩端需配合作業(yè)，芯線較多時混淆，極大影響了工作進(jìn)度和接線準(zhǔn)確性，造成后期計量失誤。

二、解決問題的設(shè)想

針對計量專業(yè)目前對線存在的問題，研制出一種新設(shè)備，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的二次回路驗收不徹底，驗收盲區(qū)的問題。本文探討利用24V直流電源、空氣開關(guān)、繼電器、發(fā)光二極管等器件，研制出一套變電站計量電壓、電流二次回路驗收對線輔助裝置。具有燈光可視化效果的二次回路對線簡易裝置具有耗時短，測試結(jié)果直觀，便于分析的特點(diǎn)。在開展新建變電站計量裝置及二次回路驗收工作時，利用該設(shè)備發(fā)現(xiàn)存在的隱患，及時排查整改，把好入網(wǎng)質(zhì)量關(guān)。該套設(shè)備還具有安全可靠，輕便、靈活、成本低便于攜帶等特點(diǎn)。該裝置實現(xiàn)對線原理參見下圖。

邏輯說明：（1）單片機(jī)PLC模塊控制1-8ZJ中間繼電器，單片機(jī)PLC模塊及1-8ZJ中間繼電器選用24V直流電源供電。（2）常開接點(diǎn)ZJ1閉合后，對應(yīng)的指示燈（二極管）點(diǎn)亮。（3）接通電源啟動單片機(jī)PLC模塊后，1ZJ動作，1ZJ1接點(diǎn)閉合，L1燈點(diǎn)亮。延時0.5S后2ZJ動作，L2燈點(diǎn)亮。以此類推，間隔0.5S下一個燈點(diǎn)亮，須注意的是后一個燈亮起來之后，前面的燈保持在亮的狀態(tài)。（4）最后8ZJ動作，L8燈亮，0.5S后，PLC控制1-8ZJ中間繼電器復(fù)位，全部燈熄滅，2S后單片機(jī)PLC模塊控制1-8ZJ中間繼電器重復(fù)2-4步邏輯，直到手動關(guān)閉PLC或斷開電源。

三、工程運(yùn)用方面

變電站或用戶側(cè)新建工程驗收時，變電站內(nèi)或用戶設(shè)備都不帶電，計量運(yùn)維人員可利用該裝置完成對線工作。具體接線原理及使用方法參見下圖。

對線輔助裝置內(nèi)含24V直流電源模塊、單片機(jī)PLC控制模塊、中間繼電器輸出模塊，在單片機(jī)PLC既定程序的控制下，按順序把+24V電壓依次加載到待測試電纜芯線上，+24V電壓通過電纜溝、電壓并列裝置、切換裝置后到達(dá)電能量計量屏，在通過大地形成回路，依次點(diǎn)亮手持終端內(nèi)的發(fā)光二極管。具體來說就是在變電站施工作業(yè)結(jié)束開展驗收時，我們將對線輔助裝置放在變電站開關(guān)場電流互感器（CT）和電壓互感器（PT）處，利用試驗導(dǎo)線互感器本體接線盒處將待測試電纜芯接入對線輔助裝置，在此以110kV Ⅰ、Ⅱ段母線PT計量電壓回路對線檢測展開敘述。

將110kV Ⅰ段母線PT計量電壓回路（A611、B611、C611、N600），110kV Ⅱ段母線PT計量電壓回路（A621、B621、C621、N600）通過測試導(dǎo)線、鱷魚線夾接入對線輔助裝置，打開電源后，單片機(jī)PLC和繼電器按照既定程序工作在這8根電纜芯線上加載+24V電壓。之后作業(yè)人員可以返回主控室開始對電纜芯接線順序進(jìn)行檢測，在電能量計量屏處將接入電能表的電壓回路（A710、B710、C710、N600）或（A720、B720、C720、N600）通過鱷魚線夾、測試導(dǎo)線接入手持終端，手持終端需先接地，接地線上設(shè)置啟動開關(guān)。若不考慮110kV Ⅰ、Ⅱ段母線PT并列與否，也不考慮切換裝置運(yùn)行情況，即PT處電纜芯和電能表屏處電纜芯為同一根電纜，A611對應(yīng)A710，B611對應(yīng)B710，以此類推C621對應(yīng)C720，當(dāng)啟動手持終端開關(guān)后，若L1至L8按順序依次循環(huán)點(diǎn)亮，說明整個回路中，從互感器到電能表之間電纜芯接通正常，順序正確，回路無誤。如出現(xiàn)L2比L1先被點(diǎn)亮，則說明L1、L2對應(yīng)的二次回路接線出現(xiàn)交叉，需檢查整改。若出現(xiàn)L2點(diǎn)亮后L6燈被點(diǎn)亮，則說明計量回路C相存在110kV Ⅰ、Ⅱ段母線電壓接反的情況，需檢查整改。正確接線情況下有且僅有一種點(diǎn)亮序列，如出現(xiàn)不是L1-L8一次點(diǎn)亮的情況，則說明接線有誤，需檢查整改。

假定計量電能表屏處檢測的是110kV鋼鐵廠161斷路器間隔，110kV Ⅰ、Ⅱ段母線分裂運(yùn)行，若110kV鋼鐵廠161斷路器間隔運(yùn)行在110kV Ⅰ段母線時，計量電能表屏處手持終端檢測到的是L1-L4依次循環(huán)點(diǎn)亮，否則就是接線有誤，需檢查整改。若110kV鋼鐵廠161斷路器間隔運(yùn)行在110kV Ⅱ段母線時，計量電能表屏處手持終端檢測到的是L5-L8依次循環(huán)點(diǎn)亮，否則就是接線有誤，需檢查整改。其他電網(wǎng)運(yùn)行方式檢測方法也是一樣，區(qū)別是需根據(jù)運(yùn)行情況假設(shè)接線無誤，先分析得出L1-L8的點(diǎn)亮序列，若檢測結(jié)果與分析得出的點(diǎn)亮序列不一致，那么就是驗收不合格，需檢查整改。同樣的，新建客戶工程也可以使用具有燈光可視化效果的計量二次回路對線驗收輔助裝置進(jìn)行驗收，方法相同。

四、技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)

（1）可靠新。該裝置能夠反應(yīng)從互感器接線盒（起點(diǎn)）至電能表（終點(diǎn)）電壓、電流二次回路相序、極性、電壓并列裝置、切換裝置、間隔所屬母線接線是否正常，并用直觀的燈光效果循環(huán)顯示結(jié)果給試驗人員。避免了混淆、漏測、或重復(fù)測量。

（2）簡易高效性。該裝置安裝和拆除應(yīng)簡單，易操作，對線作業(yè)人員由4人減少至2兩人。直觀的燈光效果可快速完成檢測，新建工程中對于電壓回路的對線，在PT處完成對線輔助裝置安裝后，可以在電能表屏完成所有斷路器間隔的電壓回路對線，與傳統(tǒng)方法相比，時間縮短為原來的三分之一。

（3）安全性。采用24V的安全電壓，不會對人身或設(shè)備造成損傷。在新建工程驗收中，因為設(shè)備都沒有在運(yùn)行，在二次電纜上引入24V的電壓不會對二次設(shè)備、通訊設(shè)備產(chǎn)生干擾或影響，可以放心使用。電源采用適配器從交流220V轉(zhuǎn)直流24V供電，同時配直流蓄電池，在沒有交流電的情況下也可以使用。