预装式变电站试验装置的研究与分析.pdf

2023年第45卷第4期第39 页文章编号：10 0 5-7 2 7 7(2 0 2 3)0 4-0 0 39-0 3电气传动自动化ELECTRICDRIVE AUTOMATION预装式变电站试验装置的研究与分析Vol.45,No.42023,45(4):3941颉定文，杨生泽（甘肃电器科学研究院，甘肃天水7 410 18）摘要：本文以预装式变电站试验装置为研究对象，介绍了其主要功能，并对其硬件和软件组成进行了分析和说明。因为温升试验更能体现设备的自动化程度，所以本文主要针对预装式变电站温升试验自动控制系统进行了分析和研究。该试验系统自动化程度高，性能可靠稳定。关键词：预装式变电站；效率；自动化中图分类号：TM835.4；T P 39 1.9 9Research and Analysis of Pre-installed Substation Test Equipment(Gansu Electric Apparatus Science Research Institute,Tianshui 741018,Gansu,China)Abstract:Taking the pre-installed substation test device as the research object,this paper introduces the mainfunctions of this test device,and analyzes and explains its hardwares and softwares.Since the temperature rise testcan well reflect the automation degree of the equipment,so this paper mainly analyzes and studies the pre-installed substation temperature rise test automatic control system.This test system has high automation degree andstable performance.Key words:Pre-installed substation;Efficiency;Automation文献标志码：AXIE Dingwen,YANG Shengze预装式变电站试验品质的好坏直接影响到供电系统的安全性和可靠性。预装式变电站的损坏会影响电力的输送，而这些变电站的修复和往返运输，常常需要几个月的时间。在这一期间，电力输送会受到影响，给国民经济带来很大的损失。而目前国内外关于预装式变电站的测试，由于大部分的测量手段仍停留在有人工干预的测量阶段，且所有的技术指标均由专用仪器设备完成检测，因此智能化水平相对较低。为更有效地推动预装式变电站的开发和建设，根据目前实际状况，本文研制了一套符合生产实际需要的预装式变电站温升试验自动控制系统 。1装置试验能力和主要功能该装置的最大测试能力2 50 0 kVA，被试变压器阻抗电压7.0%。该变电站试验装置可用于检测三相变压器的空载损耗、空载电流、短路阻抗、负载损耗、温升、空载电压、电流谐波、直流电阻等 3,具有独立的单相变压器测试界面，可以完成所有单相变压器的测试工作。本装置主要通过调压器、变送器、电流互感器、保护开关、隔离开关、功率分析仪、PLC等元件进行温升试验自动化技术的实现，解决了第二阶段结束到测热电阻之间过渡时间很长的问题。试验中能够自动切断电源并提示,能够实现绕组电阻自动测量、空载温升试验结果自动计算、空载温升曲线自动拟合、试验报告自动生成及自动处理等功能。本装置实现了正真的自动化控制,提升了检测工作效率，也更有益于温升试验项目的开展。1.1控制部分硬件性能指标分析本文合理选择了系统硬件部分的各执行元件。系统采用PLC作为主控元件实现了各种信号的采集和处理以及对试验电压的实时控制，又通过?40电气传动自动化2023年第4期家标准规范和技术规定，并根据温升试验的特殊性质，在设备选定的情况下合理制定了布置方案，设备室中间变压器外门一电动三工位隔离开关出线：A、B.C图1预装式变电站一次结构平面图Profibus使PC机与下位机硬件实现通讯。该试验系统性能稳定,试验的自动化程度高。在现场控制部分，系统基于STEP7-Micro/WIN32软件实现了基于单片机的信号采集、处理及现场控制。本文开发了试验数据管理和试验报告自动填写程序，方便了试验的后期管理，降低了温升试验后期试验数据人工处理的工作强度,提高了生产效率 1。该装置的被测量信号包含有源和无源接点。其中有源信号包括有功功率、无功功率、电流、电压等。无源信号包括各传感器的反馈信号，如环境温度、绕组温度、跳闸信号、开关限位信号等。试验控制系统采用了先进的核心处理器，其集保护、测量、控制、监视、打印和通讯中转功能于一身。系统的总体框图如图2 所示。系统设计的主要特点如下：(1)专注于检测效率、质量、精度等问题，用智能化与人工相结合的检测方式实现检验检测管理和资源的配置。(2)采用虚实相配合的试验流程，线上检测和线下检测相结合，这是预装式变电站试验平台研发的真正体现。预装式变电站试验装置的硬件设计遵循了国PT电压、电流预采集模块CT装式变电站试验电源图2 系统的总体框图调压器控制室断路器电动工位隔进线：离开关人机交互模块温度采集模块PLC继电器模块并在规划的过程中大胆创新，使用大电流自动化试内门验短路车，具有运行安全、便于检修等特点。在设计外门时合理分配了系统的软件和硬件功能，这样既不会增加太多的费用，也保证了运行的速度，提高了设备一隔板的灵活性。大量运用了集成电路,简化了整机电路的调试，减少了元器件之间的连线，减少了电路中的焊注：此为俯视视图点,降低了设备的成本,提高了电路的工作性能。1.2控制系统软件分析控制系统软件在预装式变电站控制系统中起到了非常重要的作用,测试人员能够通过试验台控制应用软件进行各种试验的测量工作。在目前硬件的要求下，必须研究更完善的控制软件,从而确保试验室的全部试验功能得以实现。预装式变电站试验装置控制软件具备如下的特性：(1)在负载损耗测量试验时，试验软件应根据被试品设置的参数，具备负载损耗及短路阻抗自动按额定电流换算、自动按标准温度换算等功能，软件界面要实时显示负载损耗和测量试验的计算结果。(2)在空载损耗测量试验时，试验软件应根据被试品设置参数，具备自动空载损耗波形畸变校正等功能，软件界面应实时显示空载损耗测量试验的计算结果，同时在测量平均值电压达到试验要求数值的0.2%之内时系统自动同步采集测量数据用于试验结果计算，如采集的测量数据不符合试验要求，试验人员可重新调整电压值并点击“数据采集”按钮重新同步采集电压、电流及损耗数据供系统自动进行试验结果的计算。(3)在空载损耗测量试验时，试验软件自动实时计算三相平均值电压和有效值电压的不平衡率,在两者之间不平衡率3%时在屏幕上发出警告提示信息 2 。显示器（4)软件美观、可靠、扩展性强，报警提示信息丰PC富完善，可按照用户需要增加或修改各种辅助功能机以适应操作人员使用习惯并提高工作效率。网口通讯打印机模块（5）试验软件各试验项目界面中应实时显示系统中各设备的工作状态、各开关的分合状态以及系统中2023年第4期额定文，杨生泽预装式变电站试验装置的研究与分析41各个关键节点的参考电压、电流、频率值，同时显示被开始试品的额定容量额定电压、额定电流及编号等信息。界面输人试验数据，通过网口发至下位机系统初始化数据采集数据分析处理试验数据显示、存储调整电源电量判断是是否需要调整电源？否图3预装式变电站试验装置温升试验软件总流程图.+（上接第57 页）全寿命周期利用率占比”权重值分别是45%、2 5%、30%；N 是评价指标数。4应用实例对某市A区应用评价模型进行配电网综合利用效率评估，可知A区总评估得分为59 分，总体处于一般水平,综合利用效率存在很大提升空间。其中A区110 kV主变最佳高峰负载率范围设备占比为6 2.1%，处于良好水平；中压配变、高中压线路最佳高峰负载率占比偏低。A区110 kV主变和中压线路最佳平均负载率范围设备占比达到优秀水平；110 kV线路和中压配变最佳平均负载率占比偏低。A区最佳容载比评分为8 3.2分，处于中上游水平，容载比控制水平较好。A区最佳全寿命利用率占比指标较低，配网潜力和提升空间巨大,中压配变最佳全寿命利用率占比仅为7.1%，主要是中压配变负荷率较低，寿命使用率低因素造成。5结论本文基于源网荷储全要素影响因子，创新性采油温判断温度变化小于1Kh是杏是否已定时？是定时定时已到？是温升试验第一阶段结束，进行直流电阻测量自动绘制温升曲线图，生成试验报告2结论否本文主要结合目前国内外预装式变电站实际生产现状，依据国家标准和企业标准，通过查阅大量资料和研究分析，设计了电压互感器突发短路时的试验检测系统。现场实际应用表明，该系统性能可靠，能有效提升电压互感器突发短路时检测试验的质量、效率和准确度。参考文献1张恺.电力变压器温升试验自动控制系统的研究与设计c河北农业大学硕士论文集，2 0 0 9.2 G B/T 10 9 4.1，电力变压器第1部分：总则 S.2017.3GB/T17467，高压/低压预装式变电站 S.2020.4 J B/T 50 1-2 0 2 0，电力变压器试验导则 S.2020.用了最佳负载率占比、最佳容载比、最佳全寿命周期利用率占比三位一体评价指标，形成了一套综合利用效率指标评价体系。基于本文工作，可以在配电网规划方案的评估中得到更为全面的考核结论,并且通过进一步的方案综合效益评估等工作,可以更为有效地实现可靠性与经济性的平衡,进而得到最佳方案。参考文献1刘洪，郭寅昌，葛少云，等.配电系统供电能力的修正计算方法 J.电网技术，2 0 12,36（3）:2 17-2 2 2.2张勇军,石辉，翟伟芳，等.基于层次分析法-灰色综合关联及多灰色模型组合建模的线损率预测 J.电网技术,2 0 11,35(6):7 1-7 6.3刘洪，杨卫红，王成山，等.配电网设备利用率评价标准与提升措施 J.电网技术，2 0 14,38（2)：40 0-40 5.4魏春,韩民晓，杨霞.低碳经济对电网负荷率特性的影响分析 J.电网技术，2 0 10,34(9)：10 0-10 4.5杨明海,刘洪,王成山，等.中压配电系统供电模型研究J.北京师范大学学报（自然科学版),2 0 11,47(4):38 2-38 6.收稿日期：2 0 2 3-0 2-16收稿日期：2 0 2 3-0 2-16+