继电保护相位测试装置解决方案

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江西一次通流加压模拟带负荷向量试验装置通过测量各母线侧PT二次电压值，验证电压互感器二次回路接线、变比、验证各保护装置电压采样幅值、相位的正确性，验证电压并列功能的正确性。（1）试验电流估算根据变压器额定空载电流0.1%，考虑高压、中压母线电容量和PT电容量、10kVPT、接地变低压空载等，预估变压器低压侧励磁电流约在0.500A左右。（2） 试验准备检查全站刀闸、断路器均在分闸位置，合上220kV、110kV、10kV母联开关将各侧母线PT接入，通过对#1主变低压侧励磁，在高压侧、中压侧、接地变低压侧感应出电压，进行一次电压并列相别对应关系检验，对PT开口三角电压检验时需任一切断三相输入电源一相即可完成。加压路径见图1图1（3）技术措施1）将#1主变低压侧001开关合上、0192、1#母线PT 01P-1手车摇至工作位置；将010、0101分段Ⅰ手车、023、#2A母线PT 02AP-1手车摇至工作位置；将0021、0022、2B#母线PT 02BP-1手车摇至工作位置。可以直接测量10kV#1母线、#2A母线、#2B母线PT保护、计量、开口三角电压及各个间隔的采样，#1、#2接地变低压侧电压高压侧电压相位。2）将#1主变110kV侧主变开关101-3、101、101-1、11P-1#1母线PT刀闸合上；再将110kV母联开关100-1、100、100-2、12P-2#2母线PT刀闸合上。可以直接测量110kV#1母线#2母线PT保护、计量、开口三角电压。3）将#1主变220kV侧主变开关201-3、201、201-1、21P-1#1母线刀闸；合200-1、200、200-2、22P-1#2母线PT刀闸。可以直接测220kV#1、#2母线PT保护、计量、开口三角电压。备注：为节约后续试验准备工作，缩短测试时间，通压测试结束后即可安排进行PT与母线断开工作，临时拆除220kV#1母线PT 21P-1-D1、110kV#1母线PT 11P-1-D1方便线路方向保护检查时接入一次高电压（10kV）。 负荷继电保护向量检测装置2 三相通流加压模拟带负荷向量试验装置 三相模拟带负荷向量试验装置 三相一次通流加压模拟带负荷继电保护检测装置 无线相位测试仪2 全智能无线高压检验电测试仪 三相一次通流加压模拟带负荷继电保护向量检测装置 变电站工程通流加压模拟带负荷试验装置 电力系统同步相量测量系统试验装置

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江西一次通流加压模拟带负荷向量试验装置变电站继电保护相关标准要求及问题新建变电站一、二次设备安装完毕后，带负荷进行向量检查是继电保护技术工作中非常重要的项目，向量错误将导致正常运行状态或故障状态的继电保护误动或拒动，因此在继电保护正式投运前必须保证向量的正确性。《DL/T 995-2006 继电保护和电网安全自动装置检验规程》明确要求：对新安装的或设备回路有较大变动的装置，在投入运行前，必须用一次电流及工作电压加以校验和判定，包括：电压、电流幅值及相位的判定；使用电压互感器三次电压或零序电流互感器电流的装置接线的正确性判定；电流差动保护中差动回路接线的正确性判定及所有差动保护中相回路、差回路、中性线不平衡电压电流的判定。 2018版- 电网有限公司十八项电网重大反事故措施（修订版）， 15条防止继电保护事故中明确规定：所有保护用电流回路在投入运行前，除应在负荷电流满足电流互感器精度和测量表计精度的条件下测定变比极性以及电流和电压回路相位关系正确外，还必须测量各中性线的不平衡电流（或电压），以保证保护装置和二次回路接线的正确性。目前因为试验条件的限制在工程投运前必须通过带一次负载送电来验证二次回路的正确与完整，以及检查设备的向量正确性。变电站传统投产启动方案采用循序渐进的方式，虽然安全可靠，但是进度慢、工作量大、存在可能的故障风险等。实际的工程投产启动方案，需考虑多种电网运行方式，分步分段进行试验，需要一步步验证一次接线、二次回路、保护装置的正确完整，试验进度缓慢；带一次负荷送电试验时，二次回路及装置没有得到验证，保护不能直接投入，需增加临时保护等安全措施；带一次负荷试验，从冲击开始到试验结束，操作涉及到一次设备的合分和保护的投退，步骤复杂，操作工作量非常大；带一次负荷试验要求必须有一定量系统负荷，如果负荷电流太小不满足测试要求值，相关试验无法完成；带一次负荷试验，发现回路故障后，故障排查需要时间，耽误变电站正常投运进度。

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江西一次通流加压模拟带负荷向量试验装置一次通流加压试验作业条件（1）施工作业条件1)全站单体调试已经完成，分系统调试完成，对时、故障录波、网络报文分析、交直流系统、监控系统等其他系统调试已经完成。2)参加试验人员应经安全教育并考试合格；试验前试验负责人应向全体人员进行技术交底，使全体试验人员熟悉试验过程中的安全防范要求并严格按照安全规程及安全施工措施的要求进行试验。3)试验装置的电源开关应使用明显断开的双极开关并加装过载自动跳闸装置；试验装置的外壳应可靠接地；试验接线完成后应由非接线人员检查确认后方可进行试验。4)试验时应严格按照操作步骤进行操作，出现任何异常时应立即断开工作电源。雷雨、六级以上大风天气及空气湿度80%以上不得进行试验工作。（2）保证措施 1)提前编写试验方案并报送公司和监理审核，试验方案审核完毕后进行安全和技术交底。2)试验前确定单体调试、分系统调试、其他系统调试已经完成，并且不能有影响试验进行的缺陷（刀闸无法分合等情况）。试验开始前检查设备和工器具，确保性能良好。3)合理安排试验时间，试验时全站不应有其他专业施工。4)试验时设专人指挥协调，确保试验项目有序进行。 电力系统同步相量测量系统试验装置 电位差双钳数字相位伏安表 三相微机继电保护综合校验仪 特高压变压器继电保护向量测试装置 无线相位表测试仪 全智能无线高压验电测试仪 三相智能相位伏安表 模拟带负荷测试装置 无负荷相量测量装置 六相微机继电保护综合测试仪 配电网继电保护向量检查和动作逻辑校验测试装置

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江西一次通流加压模拟带负荷向量试验装置220kV母线各间隔通流参考相位以220kV #1母线PT 的A相为参考相位基准，将220kV#1PT间隔21P-D1接地连接排拆除接入高压电压（10kV），拉开21P-1刀闸（注意检查与母线开关处在分断位，临时拆除母线PT处的-1D接地联片，将#1母线PT智能汇控柜中的电压并列把手置于强制Ⅰ）；通过#1主变高压侧220kV套管处对母线三相通流（160A）按照对应检测回路关系操作开关分合及接地刀闸，完成母线差动、线路保护检验；检查4回220kV线路进线侧接地刀闸D3接地可靠防止向线路送电。4.1)201-#1母线-200母联开关-#2母线-213线路间隔将201-3、201、201-1、200-1、200、200-2、213-2、213开关合上， 213-D2接地刀闸合上，测试电流经过主变开关-#1母线-母联开关-#2母线-213线路间隔。通流加压路径如图2图2测量2套母差保护屏中201、200、213母差保护，测量213间隔线路保护方向，包括后台监控机测量值等；测量完成后将213间隔一次设备恢复到初始状态。备注：为节约后续试验工作，缩短测试时间，通流时改换测试间隔时可不必中断输出，先合上214间隔开关，然后再将213间隔一次设备恢复到初始状态。以下间隔雷同4.2)201-#1母线-200母联开关-#2母线-214线路间隔将201-3、201、201-1、200-1、200、200-2开关合位状态不变，合上214-2、214、214-D2接地刀闸，测试电流经过主变开关-#1母线-母联开关-#2母线-214线路间隔。通流加压路径图略测量2套母差保护屏中201、200、214母差保护，测量214间隔线路保护方向，包括后台监控机测量值等；测量完成后将213间隔一次设备恢复到初始状态。4.3）201-#1母线-200母联开关-#2母线-202#2主变开关间隔将201-3、201、201-1、200-1、200、200-2开关合位状态不变，合上202-2、202、202-D2接地刀闸，测试电流经过主变开关-#1母线-母联开关-#2母线-202#2主变间隔。通流加压路径图略测量2套母差保护屏中201、200、202母差保护，包括后台监控机测量值等；测量完成后将202间隔一次设备恢复到初始状态。4.4）201-#1母线-200母联开关-#2母线- 215线路间隔将201-3、201、201-1、200-1、200、200-2开关合位状态不变，合上215-2、215、215-D2接地刀闸，测试电流经过主变开关-#1母线-母联开关-#2母线-215线路间隔。通流加压路径图略测量2套母差保护屏中201、200、215母差保护，包括后台监控机测量值等；测量完成后将215间隔一次设备恢复到初始状态。

江西一次通流加压模拟带负荷向量试验装置变压器通流试验核查差动保护接线1）试验准备为方便现场接线，根据变压器阻抗参数计算，本次选择变压器110kV侧绕组为施加变频电源侧完成#1和#2主变差动保护接线校验。1.1）在#1主变中压115kV侧套管处经主变开关-110kV#1母线-母联-#2主变开关施加三相工频（或低频）电源，对#2主变差动保护接线检验，利用变压器短路阻抗在#2主变220kV侧和10kV侧绕组在主变开关后级合上接地刀闸形成短路电流，进行变压器电流差动保护回路检查，通过二次电流六角向量图核定接线组别完成检验。1.2）在#2主变中压115kV侧套管处经主变开关-110kV#2母线-母联-#1主变开关施加三相工频（或低频）电源，对#1主变差动保护接线检验，利用变压器短路阻抗在#1主变220kV侧和10kV侧绕组在主变开关后级合上接地刀闸形成短路电流，进行变压器电流差动保护回路检查，通过二次电流六角向量图核定接线组别完成检验。1.3）注：为方便也可利用工频电压转换装置同时对220#1PT施加10kV电压，以Ua为参考相位基准绘制六角向量图。 PT变比220kV/√3/0.1kV√3）二次相电压约2.62V。2）变压器阻抗参数计算#1主变与#2主变短路阻抗差别较小，故以#1主变参数计算。根据#1主变短路阻抗参数计算出阻抗欧姆值：ZH-M=40.85Ω ZH-L=153.65Ω ZM-L=27.32Ω 因本次由中压侧加压，故换算中压侧对高压侧等效阻抗:ZM-H=40.85/（230/115）2≈10.21高压侧和低压侧短路后并联等效阻抗保护显示屏及测量装置显示分辨率完全可满足读数及测量。3）#2主变三侧通流（由#1主变开关-110kV#1母线-母联-#2主变开关）将101-3、101、101-1、100-1、100、100-2、102-2、102、102-3开关合上，由#1主变110kV侧对#2主变施加试验电流；将#2主变220kV侧202-3、202开关合上，202-D1接地刀闸合上，在220kV侧主变开关202进线侧形成短路接地；将#2主变10kV侧002手车推至工作位置，合上002开关，在0022出线侧使用短路线短路接地，在#2主变10kV 002开关出线侧形成短路接地。

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江西一次通流加压模拟带负荷向量试验装置分机对时校准显示菜单6.3.2 测量数据无线通讯编码、存储、查阅对主机接入的信号轻触“基准选择”进行电压或电流切换，无线通讯过程中，接入信号应始终保持不变做为相位参考基准，分机发送的被测二次幅值及相位信息是相对于主机接入信号的滞后角度，分机根据测试点定义对应的测试组和相别，按“发送”将分机测试数据对应存储到主机显示屏幕的位置，测试过程分机可随时对已测试过的信息进行读取查阅，待该测试完成后可由分机控制主机对测试数据按照时钟时间进行存储（见图7）。图7分机测试通讯、定义组别、存储、回传信息显示菜单6.3.3 分机操作待分机测试的电压或电流幅值数据稳定后，按“发送”键分机将被测试点的电压（或电流）幅值及相对于参考基准的相位信息通过无线通讯发送至主机，同时主机将数据再次反馈给分机进行有效确认；改变测试组别时按“F”键，通过方向键进行修改，电压电流相别各有9组供选择，若无操作10s退出编号修改界面；测试完成后按分机“存储”键控制主机存储分机所有上传的测试数据；通过分机主菜单“数据回传”，可提取主机已存储的所有信息，通过方向键翻看存储数据。 一次通流加压模拟带负荷向量试验装置 电位差数字相位伏安表 电位差双钳相位伏安表 电位差双钳数字相位伏安表 模拟一次负荷法继电保护相位检验装置 三相通流加压模拟带负荷继电保护向量检测装置 六相微机继电保护校验仪 三相智能相位伏安表 继电保护相位测试装置 无线相位伏安测试仪 智能变电站投运前继电保护向量检查装置

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江西一次通流加压模拟带负荷向量试验装置变压器通流试验核查差动保护接线1）试验准备为方便现场接线，根据变压器阻抗参数计算，本次选择变压器110kV侧绕组为施加变频电源侧完成#1和#2主变差动保护接线校验。1.1）在#1主变中压115kV侧套管处经主变开关-110kV#1母线-母联-#2主变开关施加三相工频（或低频）电源，对#2主变差动保护接线检验，利用变压器短路阻抗在#2主变220kV侧和10kV侧绕组在主变开关后级合上接地刀闸形成短路电流，进行变压器电流差动保护回路检查，通过二次电流六角向量图核定接线组别完成检验。1.2）在#2主变中压115kV侧套管处经主变开关-110kV#2母线-母联-#1主变开关施加三相工频（或低频）电源，对#1主变差动保护接线检验，利用变压器短路阻抗在#1主变220kV侧和10kV侧绕组在主变开关后级合上接地刀闸形成短路电流，进行变压器电流差动保护回路检查，通过二次电流六角向量图核定接线组别完成检验。1.3）注：为方便也可利用工频电压转换装置同时对220#1PT施加10kV电压，以Ua为参考相位基准绘制六角向量图。 PT变比220kV/√3/0.1kV√3）二次相电压约2.62V。2）变压器阻抗参数计算#1主变与#2主变短路阻抗差别较小，故以#1主变参数计算。根据#1主变短路阻抗参数计算出阻抗欧姆值：ZH-M=40.85Ω ZH-L=153.65Ω ZM-L=27.32Ω 因本次由中压侧加压，故换算中压侧对高压侧等效阻抗:ZM-H=40.85/（230/115）2≈10.21高压侧和低压侧短路后并联等效阻抗保护显示屏及测量装置显示分辨率完全可满足读数及测量。3）#2主变三侧通流（由#1主变开关-110kV#1母线-母联-#2主变开关）将101-3、101、101-1、100-1、100、100-2、102-2、102、102-3开关合上，由#1主变110kV侧对#2主变施加试验电流；将#2主变220kV侧202-3、202开关合上，202-D1接地刀闸合上，在220kV侧主变开关202进线侧形成短路接地；将#2主变10kV侧002手车推至工作位置，合上002开关，在0022出线侧使用短路线短路接地，在#2主变10kV 002开关出线侧形成短路接地。

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江西一次通流加压模拟带负荷向量试验装置变压器短路阻抗计算点击左上角三个点，选择“差动计算”，根据变压器铭牌输入变压器的额定容量、额定电压、短路阻抗及电流互感器变比，当变比为1时二次侧显示的电流值为实际一次电流值。根据变压器类型，选择“三相电力变压器”、“三相自耦变压器”、 “单相电力变压器”或“单相自耦变压器”；根据短路阻抗接线方式选择“高压侧加压 中低压侧短路”、“中压侧加压 高低压侧短路”、“低压侧加压 高中压侧短路”。参数输入完成后按“计算”键会自动计算短路等效阻抗、建议施加的电压、电流幅值及二次侧电流幅值信息等。6.3 无线遥测相位表操作说明（部分）6.3.1 主机、分机对时校准使用前需要先将主机与分机开机后通过校准线连接，主机在 “工作模式”或“通讯测量”界面（见图5），分机光标指在“电压通讯”或“电流通讯”时按“确定”键进入对时校准，分机显示屏幕动态提示对时时间（见图6），通常在90秒内完成对时校准，主机与分机的对时校准完成后拔出校准线即可进入测量通讯工作方式，当主机被误操作断电时需关闭分机重新进行对时校验。 三相一次通流加压模拟带负荷向量试验装置 一次通流加压模拟负荷向量试验装置 模拟试验装置 变电站继电保护回路向量检查 模拟带负荷继电保护向量检测装置 无线相位伏安测试装置 三相通流加压模拟负荷向量试验装置 通流加压模拟带负荷试验方案 通流加压模拟带负荷继电保护向量检测装置 变电站工程通流加压模拟带负荷试验装置 三相一次通流加压模拟带负荷继电保护检测装置

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江西一次通流加压模拟带负荷向量试验装置模拟负荷模块连接关系及功能简述55V/200A一般用于变压器差动保护，在中压和高压侧短路，低压侧加压的情况；110V/100A、220V/50A、440V/25A一般用于变压器差动保护，对低压和高压侧短路，中压侧加压的情况；440V/25A、880V/12.5A一般用于变压器差动保护，对中压侧和低压侧短路，高压侧加压的情况；其中880V还用于全站通压试验中。Ⅰ路电源接三相工频大电流转换输出15V/200A，用于母线及间隔回路通流试验；Ⅱ路电源接三相工频电压转换输出10kV/0.2A，用于对PT一次加压做为参考相位基准，验证PT变比、极性、相位关系是否正确；电压转换输出100V/0.1A方便对保护装置的二次输入电压用作相位测量的参考基准。6. 模块操作说明6.1变频电源操作说明打开变频电源柜门，接好输入电源线及2路输出线后，启动送电，合上左上角控制开关，待显示屏进入登录界面后合上输入开关，并根据试验项目需要合上输出开关，变频电源的电压、频率、相位调整均可通过平板控制实现。6.2平板操作说明6.2.1蓝牙连接打开app，左上角会显示“模拟负荷调试（未连接）”，请点击右上角三个点，选择连接设备，已匹配设备列表中有 “MNFH-xxx”的蓝牙设备，点击连接。成功连接后左上角会显示“模拟负荷调试（已连接）”，蓝牙连接前的平板所有设置均为无效设置，蓝牙连接后会自动更新至源当前设置状态。如果已匹配设备为空，请关闭软件，到系统设置——蓝牙——可用设备——选中MNFH-xxx，并输入配对密码1234，待成功配对后返回模拟负荷app界面连接蓝牙设备。6.2.2 Ⅰ路电源输出连接说明a) 变频电源连接三相工频大电流转换装置时，Ⅰ路输出方式：升流输出，Ⅰ路输出端选择：10V/200A 升流器；b) 变频电源连接三相阻抗变换装置时，输出方式：升压输出，Ⅰ路输出端选择：根据阻抗变换装置连接关系做一一对应；c) 变频电源直接输出时，输出方式：升压输出，Ⅰ路输出端选择：电源输出；6.2.3 Ⅱ路电源输出连接说明变频电源连接升压装置时，Ⅱ路输出方式：升压输出；变频电源Ⅱ路直连时，Ⅱ路输出方式：电源输出；平板显示的电压、电流、均为按照变比折算到一次回路上的电压、电流幅值。6.2.4 电源参数设置参数设置时，先输入设置值，再按输入值左侧灰底黑字描述部分，待设置值由黑色变为灰色，说明设置成功。以变频源Ⅱ路连接升压装置为例，Ⅱ路电压设置5.7kV，并按设置值左侧对应的灰色按钮“Ⅱ-电压[kV]”待设置值由黑色变为灰色，说明设置成功。如果Ⅱ路电源处于启动状态，输出相电压为5.7kV。在平板设置与实际接线一致的情况下，平板显示的电压、电流幅值为实际施加到一次回路上的电压、电流幅值。

江西一次通流加压模拟带负荷向量试验装置主机操作使用5.1 开机界面：主机按on/off开关机，开机后有六种工作模式（见图1）。通讯测量、单机测量、通讯查询、单机查询、二次负荷、参数设置。图1 主机工作模式5.2 单机测量：选择电压作为参考基准，根据被测电流相别（见图2），点击记录到对应位置（例：当轻触绿色区域IHA时，电流的幅值及相位就落入IHA对应区域并暂存，同时显示IHA相位图）。图2主机单机测量菜单6 分机操作使用开机界面（见图3），可通过上下键或者是左右键选择需要的工作模式，按“确定”键进入到电压通讯、电流通讯、单机测量、二次负荷、无线中继、数据回传功能菜单（见图4）。图3 分机工作模式图4 分机单机测量菜单7 主机、分机测量通讯操作使用7.1 主机、分机对时校准使用前需要先将主机与分机开机后通过校准线连接，主机在 “工作模式”或“通讯测量”界面（见图5），分机光标指在“电压通讯”或“电流通讯”时按“确定”键进入对时校准，分机显示屏幕动态提示对时时间（见图6），通常在90秒内完成对时校准，主机与分机的对时校准完成后拔出校准线即可进入测量通讯工作方式，当主机被误操作断电时需关闭分机重新进行对时校验。图5 主机对时校准显示菜单显示屏幕左上角有“返回主页”键、“数据存储”键、“数据清除”键、“相位图表”键，选择对应功能操作（图3）。图6分机对时校准显示菜单7.2 测量数据无线通讯编码、存储、查阅对主机接入的信号轻触“基准选择”进行电压或电流切换，无线通讯过程中，接入信号应始终保持不变做为相位参考基准，分机发送的被测二次幅值及相位信息是相对于主机接入信号的滞后角度，分机根据测试点定义对应的测试组和相别，按“发送”将分机测试数据对应存储到主机显示屏幕的位置，测试过程分机可随时对已测试过的信息进行读取查阅，待该测试完成后可由分机控制主机对测试数据按照时钟时间进行存储（见图7）。图7分机测试通讯、定义组别、存储、回传信息显示菜单分机操作：待分机测试的电压或电流幅值数据稳定后，按“发送”键分机将被测试点的电压（或电流）幅值及相对于参考基准的相位信息通过无线通讯发送至主机，同时主机将数据再次反馈给分机进行有效确认；改变测试组别时按“F”键，通过方向键进行修改，电压电流相别各有9组供选择，若无操作10s退出编号修改界面；测试完成后按分机“存储”键控制主机存储分机所有上传的测试数据；通过分机主菜单“数据回传”，可提取主机已存储的所有信息，通过方向键翻看存储数据。7.3 分机做为无线中继使用分机做为无线中继模式用于强电磁场干扰及强屏蔽环境的无线通讯信号桥接。当主机与分机无法正常通讯时，可将另一分机作为中继放置主分机之间（一般为强屏蔽门口即可）按分机“无线中继”键进入中继通讯模式(见图8）图8分机无线中继模式7.4 主机通讯存储数据查询主机通讯查询分两个，一个为查询主界面（图8），显示保存的日期、时间、基准的幅值信息；一个为存储查询的次级界面，即数据详情界面（图9），显示主机一屏全部的数据信息。

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