從國網(wǎng)浙江電力獲悉，國內第1座建成投運的500千伏智能變電站——金華500千伏芝堰變近日完成了500千伏母線的保護改造。這是浙江第1次實施500千伏老舊智能變電站保護改造升級，為我國智能變電站保護改造工程樹立了樣板，同時也為停電難、施工難、風險大的智能變電站改造提供了實踐經(jīng)驗和技術積累。
500千伏芝堰變是國家電網(wǎng)公司啟動的第1批9座智能化變電站試點工程之一，也是當時國內數(shù)字化技術應用程度極深、實施范圍極廣、保護數(shù)字化程度極高的500千伏智能變電站。該站通過兩回500千伏線路與浙能蘭溪電廠相連，是浙江中西部電網(wǎng)的樞紐變電站。經(jīng)過近15年的可靠穩(wěn)定運行，500千伏芝堰變站內保護、測控等電氣二次設備已經(jīng)達到了壽命周期，備品備件消耗殆盡且大多已經(jīng)停產，因此，國網(wǎng)浙江電力實施了此次升級改造。
500千伏芝堰變此次升級改造的主要內容是500千伏母線的保護、測控、智能終端等電氣二次設備改造和站控層網(wǎng)絡升級。在變電站各級電壓設備設施中，母線是將變壓器等大型電氣設備與各種電器裝置連接的導體，起到匯集、分配和傳送電能的重要作用?！芭c其他主設備保護設備相比，母線保護的配置與可靠性要求更加嚴苛，失去母線保護可能造成電力設備的損壞及系統(tǒng)瓦解。”
SZST-300電纜識別儀是用于將某一特定電纜從一束電纜中識別出來的專用儀器。它是一小型化手提式，緊湊型儀器，裝在鋁合金箱內，由一個信號發(fā)生器，一個帶傳感器的接收機及連線構成。
一、工作原理簡介（SZST-300高壓電力電纜識別儀測試迅速準確）
為了可靠準確地識別電纜，需要給被識別電纜加一特殊的信號，該信號要被專用接收機接收，利用這一特性便能識別出要找的電纜。
該儀器按下述原理工作：
發(fā)生器將周期性的單極性電壓脈沖饋入要識別的電纜中，該電纜需要在遠端接地，以保證有足夠大的電流流過電纜。該系統(tǒng)要設計成返回電流不要從同一電纜中返回，能做到這一點，饋入電纜中的脈沖電流的方向可做為一明顯的識別標準，流出去的電流僅從這一根電纜通過，所有其它鄰近電纜中流過的都是返回電流，但它們的極性相反。除了電流方向這一實際差異外，電流幅度也是一識別特征，流出去的電流僅通過一根電纜、而返回電流可通過幾根電纜、這意味著流出去的電流比流過其它電纜的返回電流大。
接收機的任務是探測流過電纜電流方向以及它的大小。為達到這一目的，電流傳感器被用作傳感器，它帶有一放大器并串聯(lián)在電路中，傳感器鉗住被測電纜，電流流過電纜產生的磁場在傳感器的線圈中感應出電壓，該電壓極性由電流方向和傳感器線圈的方向決定。為了得到明顯有電流方向的電壓極性，對一束電纜中所有電纜進行測試都采取相同正確的方向。傳感器線圈中感應的電壓在表頭中顯示出來，如果傳感器按上述方式連接，指針擺動方向可顯示電流方向，即只有電流流出的這根電纜指針向一邊偏，這根就是要找的電纜。所有其它電纜只流過返回電流，指針向另一邊偏、或無脈動電流，指針不偏轉。接收機上的放大調節(jié)器可調整信號強度。
二、外型及功能介紹（SZST-300高壓電力電纜識別儀測試迅速準確）
識別儀主機及接收機外型如圖1所示
主機外型尺寸： 370mm×270mm×210mm
接收機外型尺寸：170mm×60mm×140mm
識別儀主機各部分功能如下：
1. 電源開關：控制整機電源通斷。
2. 電源輸入插座：用儀器所配專用電源線，輸入50HZ、220V交流電源。儀器使用時，應獨立使用三孔電源插座，插座接地線就近直接接地。
3. 保險座：儀器使用10A保險芯，損壞時應換同規(guī)格保險芯。
4. 黑接線柱：測試時，用配套黑色測試線（Ф11插頭）插入此插孔，另一端測試夾接系統(tǒng)地。
5. 紅接線柱：測試時，用配套紅色測試線（Ф11插頭）插入此插孔，另一端測試夾接被測電纜芯線。
6. 表頭：指示輸出電流大小。
7. 輸出調節(jié)：用于調整主機電流大小，使用時根據(jù)測試電纜長短及接收器指示大小適當調節(jié)。順時針旋轉輸出電流增大。
接收機各部分功能如下：
電源開關：接收機電源接通與關斷。
幅度調節(jié)：順時針旋轉，接收機電表指示值增大，逆時針旋轉，指示值變小。
表頭：指示輸入信號幅度大小與極性。
電源指示燈：電源開關接通時，指示燈亮。
三、工作方法（SZST-300高壓電力電纜識別儀測試迅速準確）
電纜識別儀信號發(fā)生器由交流電源供電，它對已斷電的、要識別的電纜加上固定周期單極性的直流脈沖。發(fā)生器輸出線連在電纜芯線和接地點或地釘上，該電纜線鎧裝與大地斷開，芯線在遠端與接地點或地釘相連，該回路可傳導脈沖電流，它可由識別
儀上的表頭讀出，電流大小由環(huán)路電阻決定，環(huán)路電阻應盡可能小。識別儀接線圖如圖2所示
發(fā)射機與接收機開始正常工作后，傳感器線圈中感應的電壓在接收機表頭中顯示出來，表頭指針擺動方向可顯示電流方向，即只有電流流出的這根電纜指針向右偏并且擺幅較大，這根就是要找的電纜。所有其它電纜只流過返回電流，指針向左偏并且擺幅極小。接收機上的輸出調節(jié)旋鈕可調整信號強度。
1、儀器供電
電纜識別儀主機由交流220V供電，接收機由一節(jié)9V電池供電、電池裝在接收機手把后蓋內。擰開后蓋兩側螺絲、拉出后蓋，可更換電池。
2、傳感器
傳感器是一電流變換器，鉗口內部尺寸為120mm。當電流流過測試電纜，在傳感器內感應出電壓，電壓幅度由電流強度決定，其極性由電流方向決定。
3、測試
一定要進行以下測試，以避免造人員傷亡或損壞電纜識別儀及其它設備。使用電纜識別儀時，要對被測電纜進行帶電檢查，并確保該電纜處于無電狀態(tài)。
將儀器接入被測電纜前，要對其附近末加保護的儀器或電纜進行檢查，并將這些帶電部分用絕緣材料進行保護。
四、準備測試（SZST-300高壓電力電纜識別儀測試迅速準確）
1、主機準備
連接：
（1）在進行測試工作之前，將被測電纜斷電，其周圍環(huán)境應處于穩(wěn)定狀態(tài)。
（2）發(fā)生器與被測電纜相連，紅色夾子與被識別電纜的一根芯線或幾根芯線連到一起。將黑色夾子與地釘相連。
（3）將電纜遠端的芯線與地釘相連。
（4）將電纜兩端的鎧裝與地線斷開。
（5）將電源線插入電源插座。
開機：
（1）逆時針方向調節(jié)輸出旋鈕到零。
（2）打開主機電源開關，對主機供電。
（3）緩慢調節(jié)輸出旋鈕，主機開始間斷向電纜發(fā)出脈動直流信號，使輸出脈動電流信號為5－15A之間即可。
2、接收機準備
（1）從接收機手把背面卸下螺釘，將一節(jié)9V電池裝入接收機中，就可正常工作。
（2）接通接收機電源，紅色發(fā)光二極管亮。
（3）緩慢調節(jié)靈敏度旋鈕，使電表開始指示。
注意傳感器插入電纜的方向及接收機表頭擺動幅度的
大小。
五、測試（SZST-300高壓電力電纜識別儀測試迅速準確）
1.設置測試回路
為保證儀器的正常使用，應注意設置測試回路。
將紅色輸出插孔與要識別的電纜的芯線相連，將黑色輸出插孔與地相連，將電纜芯線在遠端與地相連。如圖3所示
輸出電流在電纜線中沿箭頭方向流向遠端，通過大地返回發(fā)生器，將被識別電纜的所有芯線連到一起，能得到較清楚的信號。
2.儀器校準
校準接收機時，要在始端處用傳感器卡住電纜（接近發(fā)生器），然后從0開始調整接收機的輸出幅度，直到表頭顯示讀數(shù)為4－6格，如果接收機過載，儀表指示過大，此時應減小輸出幅度。然后在需要檢測處用相同的接收靈敏度進行檢測，用傳感
器將每一根電纜都卡一遍，當卡住需要識別的電纜時，接收機表頭顯示讀數(shù)為4-6格，且向同一方向偏擺。
所有其它電纜要么沒有讀數(shù)，要么讀數(shù)極小且電流方向相反，即向另一方向偏擺。
3.測試實例
實例1
由于電纜屏蔽層通常與地相連，如果電纜束中，其它電纜也接到公共地上，發(fā)生器上黑色輸出插孔可連到公共地上，返回電流在幾根電纜屏蔽層進行分配，將返回電流分成許多支流，意味著被識別電纜的差值電流較大，有用信號較清楚， “差值”的意思是輸出電流和其分得的返回電流在同一通道內。如圖4所示，圖4中有5根電纜，4號電纜是我們需要識別的，要識別的電纜中“輸出電流”為20A。假設返回電流在所有電纜的屏蔽層中平均分配，在要測的電纜中應有4A的返回電流，要識別的電纜中的差值為：20A（輸出）－4A（返回）＝16A（差值）
實例2
如果被測電纜的屏蔽層從系統(tǒng)地中斷開，其差值將會得到改進，在該電纜的屏蔽層中，沒有返回電流。如圖5所示
圖5中有5根電纜，4號電纜是我們需要的電纜，要識別的電纜中“輸出電流”為20A。由于電纜屏蔽層與地斷開，在其余4根電纜中分得的返回電流為：20A/4＝5A，要識別電纜的電流差值為：20A－0＝20A
實例3
用作返回電路的屏蔽層數(shù)量越少，從差值法中得到的讀數(shù)越小，極限情況是僅有兩根電纜的情況。如圖6所示
在圖6中有兩根電纜，1號電纜是要識別的電纜，要識別的電纜中輸出電流為20A，返回電流在兩根電纜的屏蔽層中分配，因此每根電纜的屏蔽層的返回電流為10A，產生的電流差為：20A－10A＝10A
將電纜屏蔽層從公共地上斷開，改善發(fā)生器的接地狀況，在電纜遠端加一地釘，差值電流會得到改善。如圖7所示
圖7中有兩根電纜，1號電纜是要識別的電纜，要識別的電纜中輸出電流為20A，返回電流在2號電纜屏蔽層中為10A，產生的 值電流為：20A－0A＝20A
實例4
如果沒有屏蔽層來構成返回電路，返回電路可通過地釘來實現(xiàn)，此時需要兩個地釘，一個地釘在電流遠端與電纜芯線相相連，另外一個與主機黑色輸出插孔相連，如圖8所示
圖8中有兩根電纜，1號電纜是我們要識別的電纜，要識別電纜的輸出電流為20A，返回電流通過地釘經(jīng)大地回到發(fā)生器。
為保證環(huán)路電阻的阻抗盡可能低，地釘與地之間要保證接觸良好（將地釘附近的地方弄濕）。
警告：為確保人身保證，對已確定的電纜結果，不能作為開據(jù)前的依據(jù)，已識別的電纜只能作為標示或掛牌的依據(jù)，如果要維修開鋸前，一定要進行扎釘試驗。
“芝堰變作為國內第1座500千伏智能變電站試點，當時的數(shù)字化、智能化變電站技術還處于起步階段，部分設計與現(xiàn)在標準設計存在差異，新老保護、測控、智能終端的模型也存在較大差異，新老智能二次設備能否通信等都是改造前期我們重點考慮的問題。”
此次母線保護改造過程中，將芝堰變站控層MMS單環(huán)網(wǎng)結構改造升級為目前的樹狀雙星型網(wǎng)絡結構，保護裝置實現(xiàn)了信號雙通道傳輸，全方位提升設備之間信號的傳輸可靠性。
改造過程中，國網(wǎng)浙江電力還充分發(fā)揮了智能變電站的數(shù)字化、網(wǎng)絡化優(yōu)勢，利用離線驗證平臺、仿真工具等提前開展模擬驗證，有效壓縮改造過程中的重復試驗時間，同時，結合掏屏改造的方式，改造效率得到大幅提升，改造時間較常規(guī)減少了50%以上，極大了降低了500千伏變電站單母線運行的電網(wǎng)風險。
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