變壓站模擬負荷裝置簡介

變電站三相一次通流加壓模擬帶負荷繼電保護向量檢測裝置

一 概述

新建變電站一、二次設備安裝完畢后，帶負荷進行向量檢查是繼電保護技術工作中非常重要的項目，向量錯誤將導致正常運行狀態或故障狀態的繼電保護誤動或拒動，繼電保護正式投運前必須保證向量的正確性。

《DL/T995-2006繼電保護和電網安全自動裝置檢驗規程》明確要求：

8.2.2 對新安裝的或設備回路有較大變動的裝置，在投入運行前，必須用一次電流及工作電壓加以校驗和判定:

a) 對接入電流、電壓的相互相位、極性由嚴格要求的裝置（如帶方向的電流保護、距離保護等），其相別、相位關系以及所保護的方向是否正確。

b)  電流差動保護（母線、發電機、變壓器的差動保護、線路縱聯差動保護及橫差保護等）接到保護回路中的各組電流回路的相對極性關系及變比是否正確。

c)  利用相序濾過器構成的保護所接入的電流（電壓）的相序是否正確、濾過器的調整是否合適。

d) 每組電流互感器（包括備用繞組）的接線是否正確，回路聯接是否牢靠。

8.2.3 用一次電流與工作電壓檢驗，一般需要進行如下項目：

a) 測量電壓、電流的幅值及相位關系。

b) 對使用電壓互感器三次電圧或零序電流互感器電流的裝置，應利用一次電流與工作電壓向裝置中相應元件通入模擬的故障量或改變被檢查元件的試驗接線方法，以判斷裝置接線的正確性。

c) 測量電流差動保護各組電流互感器的相位及差動回路中的差電流（或差電壓），以判明差動回路接線的正確性。所有差動保護（母線、變壓器、發電機的縱、橫差等）在投入運行前，除測定相回路和差回路外，還必須測量各中性線的不平衡電流、電壓，以保證裝置和二次回路接線的正確性。

d) 檢查相序濾過器不平衡輸出的數值，應滿足裝置的技術條件。

e) 對高頻相差保護、導引線保護，須進行所在線路兩側電流電壓相別、相位一致性的檢驗。

f) 對導引線保護，須以一次負荷電流判定導引線極性連接的正確性。

2018版-國家電網有限公司十八項電網重大反事故措施（修訂版），15 防止繼電保護事故中15.4 運行管理應注意的問題：

15.4.3 所有保護用電流回路在投入運行前，除應在負荷電流滿足電流互感器精度和測量表計精度的條件下測定變比、極性以及電流和電壓回路相位關系正確外，還必須測量各中性線的不平衡電流（或電壓），以保證保護裝置和二次回路接線的正確性。

國內其它省、網公司繼電保護管理規定：

互感器極性、變比及其回路的正確性應通過一次負荷電流和工作電壓檢驗；對于平時正常運行無電流通過的互感器（如中性點零序互感器），應采取必要的技術手段（如非全相運行），確保其回路、極性的正確性。

二 目前現狀

目前，因為試驗條件的限制，在工程投運前必須通過帶一次負載送電來驗證二次回路的正確與完整，以及檢查設備的向量正確性。變電站傳統投產啟動方案采用循序漸進的方式，雖然安全可靠，但是進度慢、工作量大、存在可能的故障風險等。實際的工程投產啟動方案，需考慮多種電網運行方式，分步分段進行試驗，需要一步步驗證一次接線、二次回路、保護裝置的正確完整，試驗進度緩慢；帶一次負荷送電試驗時，二次回路及裝置沒有得到驗證，保護不能直接投入，需增加臨時保護等安全措施；帶一次負荷試驗，從沖擊開始到試驗結束，操作涉及到一次設備的合分和保護的投退，步驟復雜，操作工作量非常大；帶一次負荷試驗要求必須有一定量系統負荷，如果負荷電流太小不滿足測試要求值，相關試驗無法完成；帶一次負荷試驗，發現回路故障后，故障排查需要時間，耽誤變電站正常投運進度。

三 裝置簡介

本模擬帶負荷繼電保護向量檢測裝置，可模擬一次回路各種三相對稱、不對稱向量，用于母線、線路及變壓器的負荷向量模擬，裝置可輸出工頻高電壓、大電流到變電站的一次設備，檢查母差保護、線路保護、測控裝置、計量裝置、錄波裝置等二次設備的向量正確性。還可輸出三相低頻電源，配置高精度無線選頻相位伏安測試裝置滿足變壓器差動保護二次回路正確性的驗證及六角圖繪制，推算差流。實現智能變電站合并單元和常規變電站的互感器二次接線的變比、極性、相位等檢測，既能滿足常規變電站，也能滿足智能變電站測試需求，既能測試母差保護、線路保護，也能測試主變差動等各種保護。

四 標準和規范引用

1.   DL/T995-2006《繼電保護和電網安全自動裝置檢驗規程》

2.   DL／T587—2007《微機繼電保護裝置運行管理規程》

3.   GB／T14285-2016《繼電保護和安全自動裝置技術規程》

4.   GB50150—2016《電氣設備交接試驗標準》

五 裝置技術參數及配置

（1）變頻電源采用高頻開關放大器原理設計，三階濾波輸出，觸摸屏設計，幅值、相位單獨可調，具有輸入過壓/欠壓保護，輸出過流保護，過熱保護

額定容量： 33kVA      輸入：三相四線 380V±10%/50A   頻率：50Hz

輸出波形：標準正弦波  波形失真：優于THD3%   輸出穩定度：±1%

輸出頻率：0.5Hz～150Hz可選   雙路輸出獨立,單獨可控

Ⅰ路輸出：電流/電壓： 0～380V /0～50A連續可調

Ⅱ路輸出：電流/電壓： 0～380V/0～5A連續可調

Ⅱ路以Ⅰ路電流為參考基準可移相輸出，移相范圍±180°

使用環境：－20℃至50℃，相對濕度<90%，海拔2000m以下

（2）三相工頻大電流轉換輸出裝置

額定容量：10kVA       輸入電壓/電流：0～380V/15A

輸出電流：對稱120°三相電流，分相顯示輸出電流幅值

輸出電流/開口電壓： 0～200A/15V（工頻）連續可調

輸出電流200A，時間不小于120分鐘

（3）三相工頻電壓轉換輸出裝置

容量： 3kVA    輸入電壓/電流：0～380V/5A

輸出：對稱120°三相電壓，分相顯示輸出壓幅值

輸出一次電壓范圍：0～10kV/200mA； 輸出二次電壓范圍：0～100V/1A

（4）高精度無線遙測選頻相位伏安表電氣參數（一臺主機/三臺分機）

電流鉗（工頻）：5mA～5A    精度：±0.5%   最高分辨率：0.1mA

       (低頻): 2mA～500mA  精度：±1%    最高分辨率：0.1mA

電壓范圍： 0.200～400V      精度±0.5%   最高分辨率：1mV

相位測試范圍及誤差：0～360° 誤差：≤3°

無線通訊距離：空曠500米，采用中繼方式大于1000米

表計對時同步采樣時間誤差（30分鐘內）：50ns以內（測量偏差1°以內）

（5）無線叉口式電流鉗(三組/9只)

測量電流范圍：5.0～500A  準確度：±2%    最高分辨率：0.1A

無線通訊距離：空曠200米

六 檢測裝置試驗項目簡述

6.1母差保護試驗：利用一組三相工頻大電流，在一母線支路（如母線進線）通入試驗電流，于母線其它支路（如母線出線）接回電流，試驗電流通過進線CT 、母聯開關、線路CT形成回路，在保護屏上讀取電流幅值相位及差流，檢查母差保護向量的正確性。

a)單母線接線方式一次通流接線 b)雙母線接線方式一次通流接線  c)雙母雙分段接線方式一次通流接線

6.2線路保護試驗：利用一組三相工頻電壓和一組三相工頻電流，分別給PT加壓及線路CT通流，模擬一次負荷電流和工作電壓，電流和電壓相位可以靈活設定，檢查線路保護向量正確性

線路保護一次加壓通流試驗接線

6.3變壓器差動保護試驗：根據變壓器試驗繞組對短路電抗大小，選擇對變壓器繞組施加三相工頻或低頻，對變壓器高壓側（或中壓側）一次加壓，利用激勵電流模擬加壓側一次負荷電流，中壓側（高壓側或低壓側）母線三相短路接地，利用短路電流模擬短路側一次負荷電流，檢查變壓器差動保護向量正確性及推算差流。

變壓器差動保護加壓通流試驗接線

七 裝置成套附件清單

序號	名稱	參數	單位	數量
1	三相寬頻功率電源	Ⅰ路30kVA/Ⅱ路3kVA	臺	1
2	三相大電流轉換輸出裝置	3*200A/對稱120°	臺	1
3	三相高電壓轉換輸出裝置	0～10(0.1)kV/對稱120°	臺	1
4	無線遙測選頻相位伏安表	一臺主機/三臺分機	套	1
5	無線叉口式電流鉗	3組*3只（含6米的伸縮桿）	套	1
6	三相四線電源電纜線	3×10mm2+1長度50米	條	1
7	三相試驗電纜線	3×10mm2長度20米	條	1
8	大電流三相輸入電纜線	3×6mm2長度20米	條	1
9	電壓轉換裝置輸入電纜線	3×2.5mm2+1長度50米	條	1
10	大電流輸出電纜線	50mm2長度10米/3根	組	1
11	三相高壓輸出硅膠線	1mm2（黃綠紅）15米/3根	組	1
12	裝置二次電壓測試線	3米/2根	組	1
13	高壓伸縮令克棒	3*6米	組	1