劉 芬 梁旭常 鄒蔭榮

(廣東電網(wǎng)公司佛山供電局，佛山 528200)

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TV二次壓降的現(xiàn)場(chǎng)無線測(cè)試技術(shù)分析

劉 芬 梁旭常 鄒蔭榮

(廣東電網(wǎng)公司佛山供電局，佛山 528200)

在分析了TV二次壓降直接測(cè)量法存在的不足基礎(chǔ)上，有針對(duì)性的提出了基于無線通信技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試新技術(shù)，可以在保證測(cè)量準(zhǔn)確性的前提下，成功解決傳統(tǒng)的有線測(cè)試方法中現(xiàn)場(chǎng)長距離的放置臨時(shí)測(cè)試電纜所帶來的安全、效率、準(zhǔn)確度上的不足，從而實(shí)現(xiàn)提高工作效率和降低安全風(fēng)險(xiǎn)、準(zhǔn)確測(cè)量的預(yù)期效果。

二次壓降；無線；測(cè)試技術(shù)

0 引言

安裝運(yùn)行于發(fā)電廠或變電站中的電壓互感器通常與控制室中電能表的距離較遠(yuǎn)，過長的二次導(dǎo)線導(dǎo)致了二次端電壓與表計(jì)端子上電壓幅值和相位的不一致，從而帶來了電能計(jì)量誤差?！峨娔苡?jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定Ⅰ和Ⅱ類用于貿(mào)易結(jié)算的電能計(jì)量裝置中電壓互感器二次回路電壓降應(yīng)不大于其額定二次電壓的0.2%，其他電能計(jì)量裝置中電壓互感器二次回路電壓降應(yīng)不大于其額定二次電壓的0.5%。同時(shí)，運(yùn)行中的電壓互感器二次回路電壓降應(yīng)定期檢測(cè)。對(duì)于35kV及以上電壓互感器二次回路電壓降，每兩年至少檢驗(yàn)一次。因此，開展TV二次壓降現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)是供電部門一個(gè)非常重要和頻繁的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)項(xiàng)目，其工作安全性、作業(yè)效率和測(cè)試質(zhì)量應(yīng)當(dāng)受到足夠的重視。

1 常用測(cè)試方法及不足

目前，常用的TV二次壓降現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法為測(cè)差法，即直接測(cè)量法。該測(cè)試方法有兩個(gè)要點(diǎn)，一是隔離PT；二是屏蔽絞合長電纜測(cè)量線。隔離PT的主要作用是將始端電壓傳遞到次級(jí)，以便與末端電壓相比較，并且實(shí)現(xiàn)裝置的兩個(gè)輸入端之間的電氣隔離，提高測(cè)量的安全性。而使用屏蔽絞合長電纜測(cè)量線是為了抑制電磁場(chǎng)干擾。其不足之處是需要使用電纜車由控制室儀表屏單獨(dú)引出長電纜線至互感器端子箱處，必須安排專人監(jiān)管電纜線車，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并且存在電纜線車的電纜發(fā)生相間短路的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2 基于無線通信技術(shù)的測(cè)試方法

基于無線通信技術(shù)的TV二次壓降測(cè)試方法正是針對(duì)常規(guī)測(cè)試方法的不足而研究開發(fā)的新的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試技術(shù)。使用無線方式實(shí)現(xiàn)電壓互感器二次壓降測(cè)量的接線如圖1所示，其關(guān)鍵在于通過無線電臺(tái)將TV側(cè)的電壓數(shù)據(jù)傳送至主控室測(cè)試儀，避免長距離放置測(cè)試電纜，不但徹底避免了二次壓降現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)最費(fèi)時(shí)耗力且安全風(fēng)險(xiǎn)較大的電纜鋪設(shè)工作，降低了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試工作強(qiáng)度和安全工作風(fēng)險(xiǎn)，還從根本上免除測(cè)量導(dǎo)線上的壓降帶來的零位誤差對(duì)測(cè)量的影響，從而實(shí)現(xiàn)提高現(xiàn)場(chǎng)工作效率，降低現(xiàn)場(chǎng)工作風(fēng)險(xiǎn)和提高測(cè)試質(zhì)量的目的。

圖1 用無線方式實(shí)現(xiàn)電壓互感器二次壓降測(cè)量

3 測(cè)量準(zhǔn)確性分析

其中，比差測(cè)量值由PT側(cè)和儀表側(cè)的電壓幅值計(jì)算所得，即：

因此，比差測(cè)量準(zhǔn)確度的關(guān)鍵是保證PT側(cè)和儀表側(cè)電壓的測(cè)量精度。通過采用精度為0.05%級(jí)的電壓表可以滿足比差測(cè)量精度要求。

角差的測(cè)量的原理是以PT側(cè)無線電臺(tái)發(fā)送的高準(zhǔn)確度同步脈沖做為時(shí)間基準(zhǔn)，測(cè)量信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)間差推算得到角差值。具體為：測(cè)量PT回路始端電壓過零點(diǎn)時(shí)間Tpt經(jīng)過PT二次線纜傳輸后到達(dá)電能表端的T2，以及PT末端電壓過零點(diǎn)時(shí)間Twh，由其時(shí)間差ΔT即可推算出角差值。角差測(cè)量原理如圖2所示。

圖2 基于同步脈沖的角差測(cè)量原理圖

測(cè)量時(shí)，首先由分機(jī)中的過零檢測(cè)電路檢測(cè)到Tpt，再由Tpt觸發(fā)分機(jī)中的脈沖生成電路產(chǎn)生同步脈沖上升沿T1，再經(jīng)過分機(jī)的無線電臺(tái)將T1傳輸給電能表側(cè)的主機(jī)電臺(tái)，經(jīng)主機(jī)電臺(tái)接收并生成同步脈沖上升沿T2，同時(shí)主機(jī)的過零檢測(cè)電路測(cè)量到Twh，然后用T2作為時(shí)間基準(zhǔn)代替Tpt,測(cè)量Tpt和Twh的時(shí)間差ΔT。各時(shí)間同步脈沖關(guān)系如圖3所示。

圖3 同步脈沖示意圖

從圖3可以看出，保證測(cè)量準(zhǔn)確度的關(guān)鍵在于從分機(jī)檢測(cè)到的過零點(diǎn)時(shí)間Tpt，到主機(jī)電臺(tái)生成同步脈沖上升沿T2之間的無線傳輸時(shí)間誤差Td要足夠小。目前，采用具有高準(zhǔn)確度的無線電臺(tái)發(fā)送同步信號(hào)，同時(shí)對(duì)因傳輸距離不同而產(chǎn)生的電磁波傳輸時(shí)間延遲進(jìn)行修正，可以保證其同步脈沖傳輸?shù)恼`差小于1μs。對(duì)于工頻交流電壓，1μs的延時(shí)對(duì)角差的正交分量的影響約為1′，可以滿足角差測(cè)量精度的要求。

4 應(yīng)用實(shí)例

經(jīng)過在220kV某變電站對(duì)220kV母線TV進(jìn)行實(shí)地現(xiàn)場(chǎng)二次壓降檢測(cè)，應(yīng)用新的測(cè)試設(shè)備和方法前后的試驗(yàn)時(shí)間差別明顯，完成一個(gè)站的測(cè)試任務(wù)的總體時(shí)間從373min/站降低至143min/站，其中由于采用無線方式取代臨時(shí)電纜放置一項(xiàng)共計(jì)為整個(gè)試驗(yàn)過程節(jié)省了約184min，占原工作方法下總耗時(shí)的49.3%，而且工作組人數(shù)由原來的5人降至3人，工作效率明顯提高。因?yàn)闇y(cè)試測(cè)量過程中的無需放置電纜線車，也不必要專人監(jiān)管電纜線車，更從技術(shù)上避免電纜線車的電纜相間短路的安全隱患。

5 結(jié)論

基于無線通信技術(shù)的TV二次壓降現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法，采用無線技術(shù)和數(shù)據(jù)補(bǔ)償技術(shù)，在沒有降低測(cè)量準(zhǔn)確度的前提下成功解決了現(xiàn)場(chǎng)長距離放置臨時(shí)測(cè)試電纜所帶來的安全、效率、準(zhǔn)確度上的不足，從而實(shí)現(xiàn)提高工作效率和降低安全風(fēng)險(xiǎn)、準(zhǔn)確測(cè)量的預(yù)期效果。另外，目前這種測(cè)量技術(shù)在某些特定現(xiàn)場(chǎng)用于角差測(cè)量的無線同步信號(hào)會(huì)受到干擾，使其測(cè)量結(jié)果不穩(wěn)定。因此，在改進(jìn)通訊模塊抗干擾性，確保無線測(cè)量的可靠性方面此項(xiàng)技術(shù)尚有改善的空間。

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10.3969/j.issn.1000-0771.2015.1.10