计量电压切换显示装置的研制.pdf

设备管理与维修2023 翼9（下）0引言在变电站内进行倒母操作时，运行人员需要检查二次设备的刀闸位置指示是否正常，以判断相应的线路刀闸有无切换到位，但很多计量屏上并没有相应提醒或指示，运行人员在完成刀闸操作后，只能使用多用表等仪器进行检查核对，影响操作效率，检查错误率高，并且可能会因电压切换回路切换异常等问题，导致计量表的电能计算缺漏、损失，存在很大风险，给电网正常运行带来损失。根据 广东省电力系统继电保护反事故措施 2007 版（释义版 v3.1）1及调度关于刀闸检查的要求，明确指出母线刀闸操作后（含倒母线操作中）必须立刻检查相关涉及电压切换回路的刀闸指示是否正确，包含母差屏、保护屏、计量屏等，所以，拟研制一款计量电压切换显示装置，用于在计量屏显示电压切换回路的刀闸位置指示，协助运行人员快速、准确地完成倒母操作。1电压切换基本原理解释当变电站的接线方式为双母线接线时，一条线路可根据运行要求运行在 I 母或 II 母，普遍的电压切换原理则如图 1 所示，1YQJ2、1YQJ4、2YQJ2、2YQJ4 为双位置继电器，当某线路挂在 I 母上时，I 母刀闸常开接点闭合，常闭接点断开，使 1YQJ2、1YQJ4 继电器带电，则保护装置采到的电压为 I 母电压；当该线路由挂 I 母运行改为挂 II 母运行时，I 母刀闸断开，其常闭接点闭合，1YQJ2、1YQJ4 双位置继电器返回；II 母刀闸常开接点闭合，使 2YQJ2、2YQJ4 继电器带电，使保护装置采到的电压为 II 母电压1。当某一母线需要停电时，根据规程应将该侧母线上的负荷转移到另外一母线上。如果 I 母已停电，但该 I 母 PT 刀闸没有拉开，隔离刀闸辅助触点也就没有断开其二次回路。此时在电压切换回路中属于该刀闸的继电器的辅助触点有可能出现粘合或误接，此时 PT 二次回路有可能发生误并列。如果因为 PT 停电摘要：介绍一种计量屏内电压切换显示装置的研制。首先介绍制度要求，详细说明为何需要电压切换显示装置，随后简单地介绍电压切换的原理，对如今的痛点进行分析，最后提出显示装置的研制，实现在计量屏显示电压切换回路的刀闸位置指示，协助运行人员快速、准确地完成倒母操作及监视计量屏目前刀闸位置指示状况。关键词：变电站；电压切换；计量屏中图分类号：TM506文献标识码：BDOI：10.16621/ki.issn1001-0599.2023.09D.30计量电压切换显示装置的研制苏子恒，梁颖辉，钟健强（广东电网有限责任公司江门供电局，广东江门529000）钮被按下时程序就执行该按钮所对应的子程序模块，当每个子模块执行完成后就退回到主界面上，等待下一个测试任务。它也可以同时执行多个测试任务。（2）系统配置模块。在数据采集之前，测试软件需要读取测试通道信息，安装测试软件后首次运行时需要读取配置通道信息，测试通道信息存储于测试软件安装目录的下面，配置信息包括测试点名称、通道名称、测试通道增益与偏移量、测试板卡通道名称等。在系统扩展或测试通道变更后，可以增加或修改相应的测试板卡通道对应关系，在计量时可以根据需要变更测试通道增益与偏移量参数。可以保存当前的通道配置信息，在弹出的保存对话框中选择保存路径即可，点击“读取”按钮可以读取已保存的通道配置信息。（3）数据采集记录模块。根据所选择的采集通道，实时采集并记录通道波形，便于事后数据分析。（4）数据处理模块。读取存储的采样数据，快速回放所记录的数据，并能设置光标等，读取时间、幅值信息。（5）供电品质分析模块。在数据回放的基础上，根据所分析的信号特性，按照 GJB 1812012 飞机供电特性 及对变频和高压直流系统的要求，分析所选择的电气参数。2.2显示分析界面显示分析界面分为 5 部分，分别为交流稳态、交流瞬态、直流稳态、直流瞬态、数据采集配置。每个界面由数据回放区、数据结果显示区和控制按钮组成，稳态和瞬态特性显示分析界面如图 3 所示。3技术创新（1）本测试系统针对变频电源的基波频率是 360耀800 Hz，以往应用于恒频电源系统畸变系数和畸变频谱测试的模拟基波带阻滤波器难以适应这种基波频率的变化，本项目采用高精度的采集板卡，软件内部内置数字滤波方法，用以自适应变频系统的基波频率的变化。（2）本测试系统软件采样率最大可支持到 2 M/s，稳态参数测试与瞬态参数测试都可以已最大采样率进行采集并分析，满足交流/直流畸变频谱可显示所有谐波和非谐波分量的要求。4结论与展望电源系统作为飞机的一个重要系统，与飞机上的所有系统都有交联关系，现阶段在飞机生产制造阶段由于测试可达性、缺乏相应测试技术、缺乏相应测试设备等多方面因素，在故障排查时耗费大量时间精力，甚至部分典型故障在生产阶段无法及时輪輲设备管理与维修2023 翼9（下）定位，研制的便携式航空电源参数测试装置可有效解决上述测试难题。参考文献1GJB 181-2012，飞机供电特性 S.2013.2巩兴华，张泾周，李陈.航空电源参数测量与分析软件设计与实现 J.计算机测量与控制，2008（7）：1040-1042.3成学军.航空电源畸变参数测试方法研究 J.国外电子测量技术，2012（3）：39-41.4司剑飞，郝世勇，战祥新.飞机地面电源供电品质在线测试系统设计 J.电子测量技术，2012（7）：116-118，128.编辑吴建卿图 3稳态和瞬态特性显示分析界面检修从而导致保护及自动装置误动、拒动，则应在 PT 停电前停用相关保护及自动装置或采取其他隔离措施2。2计量屏电压切换显示装置的研制2.1计量屏内电压切换原理变电站内计量屏借用位于保护屏内的电压切换回路，实现在计量电压回路中的切换功能。利用刀闸的常开接点闭合后将线路挂 I 母运行时切换回路所带的正电（731）及挂 II 母运行时切换回路所带的正电（735）接至计量屏中。当正电进入计量屏中后，以挂 I母运行为例，731 带正电进入 D22 端子使 3YQJ 带电，并经 D21 端子通过 302 回路回到保护屏电压切换箱中的负电形成回路，此时3YQJ 带电。此时原本接在 D10、D11、D12 中的 I母 A、B、C 三相电压即可通过 3YQJ 辅助节点的闭合进入到 D17、D18、D19 中，也就是进入计量装置的电压 A、B、C 相，此时计量装置的电压即为正常运行时的 I母电压3。计量屏中电压切换回路如图 2 所示。2.2现状分析由于在运行人员倒母操作过程中时间紧、任务重，该计量屏内的电压切换回路是自动完成的，运行人员一般只能借助观看保护屏上电压切换灯来判断计量屏是否完成了切换，而计量屏是借保护屏中电压切换的正电来进行计量屏内自己的电压切换，实际上观看保护屏上的结果并不可靠，如果还需要进一步验证则需要运行人员携带多用表对每一条倒母的线路在计量屏内进行三相电压的测量并进行 I 母、II 母电压结果的比对来确认电压已经完成了切换。然而 I 母、II 母在正常运行时电压相差不大，多用表的数值很难区分开 I 母和 II 母，但是实际运行要求需要正确选取母线电压避免在某条母线失压时计量的电压回路表示错误，导致计量表错误计算。使用多用表校验既耗时多又增大操作风险，不符合电网智能、高效、可靠的要求，因此需要一种更直观的方式来观察计量屏内电压是否已经完成了切换。2.3计量电压切换显示装置的研制通过观察位于计量屏上的电压切换装置，发现在计量屏中的电压切换继电器中针对每一把刀闸的切换继电器都存在一副空的辅助节点可以加以利用，在这个基础上，将该带电显示装置引一路正电进入该辅助接点一端，在此前接入一个指示灯，再从另一个端子中引至该装置的负电形成回路，计量电压切换显示装置（单线路）电路原理如图3 所示，当计量屏中电压切换至 I母或 II母时，指示灯亮，也就指明了该电压切换回路已正常工作。且该显示装置可以同时接入多图 1电压切换原理图 2计量屏中电压切换回路輪輳设备管理与维修2023 翼9（下）1研究背景与意义目前，中国的铁路车辆中 25 型客车被广泛应用，其实现车辆与车辆之间的连接完全是通过车钩来实现的。车钩钩舌 S 面之间的相互咬合使 2 个钩舌得以连接。因此，车钩是铁路车辆的重要配件，在车辆运行中传递牵引力和冲击力。列车车钩有车辆连接、牵引和缓冲 3 项功能，起到连接各节车厢的作用。在使用过程中，悬挂的车钩钩舌会产生很大的牵引力和撞击。钩舌是列车最关键的联结部件，在高速列车上经常受到很大的冲击和磨损，必须经常进行更换或修理。据了解，我国大多数铁路客车检修企业对车钩钩舌的检修采用人工加气体保护焊的焊接方式，只有极少企业实现了半自动焊接，从工件装夹到焊枪运动焊接没能实现自动化，生产效率低、不能满足生产需求。但采用更换新钩舌的方式打通生产瓶颈，将大大增加企业的运营成本。随着铁路交通运量的增加，需要修理的钩舌数量也随之增加。现有的检修方式与现代轨道交通极不协调。因此，开发一种高效、便捷、适用的铁路客车钩舌自动焊接设备具有重要意义。2研究内容了解国内外铁路货车钩舌焊接设备的设计和制造现状，深入分析自动钩舌焊接机的主要结构、工作原理、控制逻辑和焊接工艺。通过对自动焊接设备的设计、制造及应用进行分析，决定按照 3 个模块分别进行设计1，主要内容有：淤四轴数控焊接机摘要：对铁路客车钩舌结构进行分析研究，并设计专用焊机，实现钩舌的夹紧和焊接过程中的移动。夹具采用附加的定位靠模，使靠模能准确地与钩重的 S 面不安全面相吻合，起到强制成型的作用，保证 S 面尺寸准确。设计基于可编程逻辑控制器的控制系统，由直流伺服电机和步进电机控制焊枪和夹具移动，实现焊接过程自动化。关键词：堆焊设备；铁路客车钩舌；自动焊机中图分类号：U279文献标识码：BDOI：10.16621/ki.issn1001-0599.2023.09D.31铁路客车钩舌自动焊接设备的设计制造及运用敖朝凯，徐伟，江勇（中车成都机车车辆有限责任公司，四川成都610511）图 3计量电压切换显示装置电路原理（单线路）条线路的电压切换辅助接点，实现一个装置显示多条线路刀闸的实际位置，在计量屏上节省了安装的空间，也直观显示出线路所挂的母线，大大减轻了刀闸倒母时运行人员检查计量屏的时间。3优缺点及展望该计量电压切换显示装置创新点如下：（1）该切换装置电源配置灵活，输入电源可交直流通用，不需重新敷设电缆。（2）装置只使用电压切换继电器的备用接点，不改动原接线，不影响其他正常使用的接点及接线。（3）装置原理和结构简单、故障率低，能同时接入多组计量设备，可以很好弥补现有的计量屏电压切换回路没有刀闸位置显示的功能缺陷。该装置主要缺点是，装置通过保护操作箱内的电压切换接点来驱动该显示装置中的接点进行二次重动，且只用了单位置继电器，可靠性低且接点不能断电保持。实际使用该装置后，运行人员倒母操作仅因为该装置从原来需要“认真查”到如今“看一眼”即可将用时缩短 0.5 h（以 220 kV母线倒母为例），大大提高工作效率，为电网的高效稳定运行提供良好的基础。后续该显示装置可以引入远程通信模块，与后台监控系统进行通信，令运行人员可以在后台处即可查看刀闸实时的切换状态；由于当前变电站大多数为无人值守变电站，对电能表电压回路进行失压监视，引入信号回路及告警灯光信号，在失压时发出告警信号告知调度及现场运维人员，以便在无人值守站更加安全可靠运行。4结束语电能计量装置电压切换显示装置能够实时表示当前线路挂载的母线，给运行人员的检查及操作带来了很大的方便与简化，当该显示装置采集不到电压时，运维人员可以及时发现缺陷进行消缺，实现人工检查到自动报警的转变，为电网的高效、稳定、经济运行降本增效、保驾护航。参考文献1龙腾云，王国忠，侯建军，等.计量表计电压回路接线的改进 J.农村电气化，2008（11）：14-15.2张勇，肖启露.电压并列及切换装置原理与PT常见故障 J.水电与新能源，2018，32（10）：61-64.3黄昆.电压重动、并列和切换的探讨 J.硅谷，2012，5（15）：147，183.4丁宏林.电压自动切换装置在电能计量装置改造中的应用 J.西北电力技术，2005（3）：9-10，47.编辑毕来金輪輴