变电站二次设备回路全检式辅助验收方法研究.pdf

电气工程电气工程CE MAGAZINE PAGE 62CE MAGAZINE PAGE 63变电站二次设备回路全检式辅助验收方法研究王帅 刘德建 杜玉宇 王耀振【摘 要】变电站二次设备验收周期较长，现有的验收方法存在遗漏或多组重复验收的情况，影响二次验收质量，本文针对变电站二次设备回路全检式辅助验收方法展开研究。基于变电站二次设备回路全检式辅助验收项目，制定二次设备的验收流程，并设计二次设备全检式辅助验收小程序，显示设备验收结果，实现全检式辅助验收。实验结果表明，设计方法下的变电站二次设备回路全检式辅助验收结果与实际情况相符，证实了该方法的合理性。【关键词】变电站设备；二次回路；全检式辅助验收；验收方法作者简介：王帅，硕士，国网菏泽供电公司，中级工程师；刘德建，硕士，国网菏泽供电公司，高级工程师；杜玉宇，硕士，国网菏泽供电公司，高级工程师；王耀振，硕士，国网菏泽供电公司，中级工程师。引言近些年来，我国智能变电站二次设备的验收一直处于摸索阶段，但因二次设备设计技术较广且验证的虚实回路较多，给验收工作带来一定难度。我国传统全检式验收方式主要以二次设备为对象，缺少一套行之有效的验收标准，又因验收人员水平有限，在实际验收工作中容易出现个别项目遗漏或重复的现象，影响变电站二次设备的验收效率，更无法保障验收质量。综上所述我国智能变电站二次设备验收工作存在诸多问题。因此，本文结合我国现行智能变电站二次设备验收经验，研究变电站二次设备回路全检式辅助验收方法，为我国日后变电站二次设备的维护奠定理论基础。一、确定变电站二次设备回路全检式辅助验收项目本文在研究变电站二次设备回路全检式辅助验收方法时，首先需要获取并确定相关验收项目。在确定变电站二次设备回路全检式辅助验收项目时，主要遵循以下几点原则：一是总体性原则，二次设备验收必须服从变电站的设计总体要求，在进行二次设备验收时保障整个变电站的安全运行；二是可靠性原则，验收项目不能影响整个变电站的可靠运行；三是保护独立性原则，变电站设有继电保护装置，保护装置的验收必须独立，不能依赖通信网；四是分层分布原则，二次设备种类繁多、数量繁杂，在实际验收过程中需要采用分层、分布式结构，对所有二次设备的验收项目进行制定与管理；五是防误原则，必须严格遵循各设备的严密与防误操作闭锁逻辑，不能影响设备正常运行。本文确定的变电站二次设备回路全检式辅助验收项目如下表所示：二、变电站二次设备回路全检式辅助验收流程 智能变电站二次设备回路主要包括：电源回路、电流电压回路、控制回路以及信号回路，本文在进行变电站二次设备回路全检式辅助验收时，首先对各二次设备的基本情况进行验收，按照上述回路的顺序分别验收。在变电站二次设备回路全检式辅助验收之前，需要确定相关验收标准，本文遵循我国电网公司验收规范与继电保护及有关二次回路验收规范，仔细核对表1中所有二次设备装置的基本情况是否符合要求，如有一项不符合要求，则说明变电站二次设备回路存在异常，需要及时检修；若符合要求，则需要对电源回路进行验收。验收时，需要先对二次设备的配置与接线进行验收，根据相关规定可知，上、下级的二次设备之间必须有选择性，且不允许有一套独立保护的二次设备安装在不同的保护屏上，在验收完二次设备电源回路中的电源配置与接线后，还需对回路中电源进行送电测试，验收电源回路中的电压。电流电压回路的验收，包括保护电流与电压值的测量，保护电压分为高压、中压及低压，通过各侧CT变比来确定额定电压定值，根据下式来计算出差动电流与制动电流：（1）（2）式中，为保护的差动电流；为保护的制动电流；、分别为变电站二次保护设备各侧电流，均为矢量值。对比上述内容获取的电流与电压测量值和理想值，完成二次设备电流电压回路的验收。在电流电压回路验收结束后，进行控制回路的验收，包括断路器的控制、储能等回路以及各项表1 变电站二次设备全检式辅助验收项目电气工程电气工程CE MAGAZINE PAGE 62CE MAGAZINE PAGE 63变电站二次设备回路全检式辅助验收方法研究王帅 刘德建 杜玉宇 王耀振【摘 要】变电站二次设备验收周期较长，现有的验收方法存在遗漏或多组重复验收的情况，影响二次验收质量，本文针对变电站二次设备回路全检式辅助验收方法展开研究。基于变电站二次设备回路全检式辅助验收项目，制定二次设备的验收流程，并设计二次设备全检式辅助验收小程序，显示设备验收结果，实现全检式辅助验收。实验结果表明，设计方法下的变电站二次设备回路全检式辅助验收结果与实际情况相符，证实了该方法的合理性。【关键词】变电站设备；二次回路；全检式辅助验收；验收方法作者简介：王帅，硕士，国网菏泽供电公司，中级工程师；刘德建，硕士，国网菏泽供电公司，高级工程师；杜玉宇，硕士，国网菏泽供电公司，高级工程师；王耀振，硕士，国网菏泽供电公司，中级工程师。引言近些年来，我国智能变电站二次设备的验收一直处于摸索阶段，但因二次设备设计技术较广且验证的虚实回路较多，给验收工作带来一定难度。我国传统全检式验收方式主要以二次设备为对象，缺少一套行之有效的验收标准，又因验收人员水平有限，在实际验收工作中容易出现个别项目遗漏或重复的现象，影响变电站二次设备的验收效率，更无法保障验收质量。综上所述我国智能变电站二次设备验收工作存在诸多问题。因此，本文结合我国现行智能变电站二次设备验收经验，研究变电站二次设备回路全检式辅助验收方法，为我国日后变电站二次设备的维护奠定理论基础。一、确定变电站二次设备回路全检式辅助验收项目本文在研究变电站二次设备回路全检式辅助验收方法时，首先需要获取并确定相关验收项目。在确定变电站二次设备回路全检式辅助验收项目时，主要遵循以下几点原则：一是总体性原则，二次设备验收必须服从变电站的设计总体要求，在进行二次设备验收时保障整个变电站的安全运行；二是可靠性原则，验收项目不能影响整个变电站的可靠运行；三是保护独立性原则，变电站设有继电保护装置，保护装置的验收必须独立，不能依赖通信网；四是分层分布原则，二次设备种类繁多、数量繁杂，在实际验收过程中需要采用分层、分布式结构，对所有二次设备的验收项目进行制定与管理；五是防误原则，必须严格遵循各设备的严密与防误操作闭锁逻辑，不能影响设备正常运行。本文确定的变电站二次设备回路全检式辅助验收项目如下表所示：二、变电站二次设备回路全检式辅助验收流程 智能变电站二次设备回路主要包括：电源回路、电流电压回路、控制回路以及信号回路，本文在进行变电站二次设备回路全检式辅助验收时，首先对各二次设备的基本情况进行验收，按照上述回路的顺序分别验收。在变电站二次设备回路全检式辅助验收之前，需要确定相关验收标准，本文遵循我国电网公司验收规范与继电保护及有关二次回路验收规范，仔细核对表1中所有二次设备装置的基本情况是否符合要求，如有一项不符合要求，则说明变电站二次设备回路存在异常，需要及时检修；若符合要求，则需要对电源回路进行验收。验收时，需要先对二次设备的配置与接线进行验收，根据相关规定可知，上、下级的二次设备之间必须有选择性，且不允许有一套独立保护的二次设备安装在不同的保护屏上，在验收完二次设备电源回路中的电源配置与接线后，还需对回路中电源进行送电测试，验收电源回路中的电压。电流电压回路的验收，包括保护电流与电压值的测量，保护电压分为高压、中压及低压，通过各侧CT变比来确定额定电压定值，根据下式来计算出差动电流与制动电流：（1）（2）式中，为保护的差动电流；为保护的制动电流；、分别为变电站二次保护设备各侧电流，均为矢量值。对比上述内容获取的电流与电压测量值和理想值，完成二次设备电流电压回路的验收。在电流电压回路验收结束后，进行控制回路的验收，包括断路器的控制、储能等回路以及各项表1 变电站二次设备全检式辅助验收项目电气工程电气工程CE MAGAZINE PAGE 64CE MAGAZINE PAGE 65开关的控制回路这些项目，从后台机或主站对控制回路进行遥控，核对位置指示是否正确。最后进行信号回路的验收，单独试验各二次设备，查看保护信号在不同位置处是否一致，如果一致则表明无问题。三、基于小程序显示二次设备全检式辅助验收结果本文设计的小程序是一个全检式验收程序，用户通过提供的账号密码登录小程序，登录之后选择待验收的变电站。小程序的用户身份主要包括验收人员、管理人员两种，验收人员可以对变电站二次设备回路进行验收，而管理人员只能浏览验收资料。本文设计的小程序主要包括设备管理、账号管理、资料管理以及电站管理这四个模块。在设备管理模块中，显示了全部变电站二次设备，验收人员可以点击待验收设备来查看设备详情，也可以对二次设备进行验收任务的接取；在账号管理模块中，显示了账号的验收状态，包括验收中与验收完成；在资料管理模块中，显示为全检式验收规范的相关资料；在电站管理模块中，显示为变电站的相关信息以及验收进度。运行本文设计的小程序，登录并选择验收设备，按照上述流程完成变电站二次设备回路全检式辅助验收。四、案例分析为验证本文设计方法的有效性与正确性，本章以某变电站为例，展开实例分析。该220kV智能变电站与传统变电站几乎一样，都配备了35kV开关柜、保护装置、计量装置等设备，在该变电站运行过程中，发现二次侧负荷数据存在异常，如下表所示：表 2 变电站二次侧负荷数据如表2所示，如果智能变电站的二次设备处于理想运行状态，那么A、B、C三相的电流在数值上应该是一致的，而该变电站二次侧负荷电流数据存在显著差异，本文将对变电站各二次设备进行全检式验收，表3为各二次设备的测量数据：表 3 变电站二次设备测量数据具体验收流程与验收结果如下图所示：图 1 变电站二次设备全检式辅助验收流程 参考文献：1 姚良炎,吴玉亚.槽式光热电站集热器螺栓安装装置的研制与应用 J.武汉大学学报(工学版),2021,54(S1):153-156.1 张宸滔,郑永康,卢继平等.基于图神经网络的智能变电站二次回路故障定位研究 J.电力系统保护与控制,2022,50(11):81-90.2 徐岩,单肄超.基于 SCD 文件的智能变电站二次回路可视化 J.电力系统及其自动化学报,2023,35(3):69-76.3 刘千宽,刘宏君,丁晓兵等.服务于变电站数字化设计的二次设备建模技术研究 J.电力系统保护与控制,2021,49(2):166-172.4 崔铁军,郭大龙.基于改进 YOLOX 的变电站工人防护设备检测研究 J.中国安全生产科学技术,2023,19(4):201-206.5 尹子会,孟荣,范晓丹等.融合边缘计算和改进 Faster R-CNN 的变电站设备典型视觉缺陷检测系统 J.中国科技论文,2021,16(3):343-348.6 罗勇,苌静,袁千金等.一种快速变电站设备三维点云识别方法J.郑州大学学报(工学版),2023,44(03):62-68.7 肖发龙,吴岳忠,沈雪豪等.基于深度学习和知识图谱的变电站设备故障智能诊断 J.电力建设,2022,43(3):66-74.8 唐志军,李泽科,陈建洪等.考虑设备相关性的智能变电站二次系统可靠性分析 J.福州大学学报（自然科学版）,2021,49(6):782-789.如图1所示，在实例变电站内，本文所得验收结果显示主变保护装置B为问题设备，由表2可知，主变保护装置B的电源回路、电流电压回路以及信号回路中的电流幅值十分接近，而控制回路中电流为0，说明主变保护装置B可能存在短路或者接地点，也就是该保护装置发生了故障。由此说明，在本文设计方法下所得变电站二次设备全检式辅助验收结果与实际情况相符，说明设计方法是可行可靠的。结束语我国智能变电站的二次设备存在物理连接不可视等特点，为设备的验收与检修带来一定困难，本文提出一种变电站二次设备回路全检式辅助验收方法，在获取并确定了二次设备验收项目与流程后，设计一个二次设备全检式辅助验收小程序，运行小程序即可实现变电站二次设备回路全检式辅助验收。本文通过案例分析，对设计方法的有效性与正确性进行验证，为实际智能变电站二次设备的验收提供参考。虽然本文已经取得一定研究成果，但目前仅针对二次设备的验收进行了研究，今后将进一步探讨变电站二次设备的运检，为推动我国电力行业的健康发展做贡献。电气工程电气工程CE MAGAZINE PAGE 64CE MAGAZINE PAGE 65开关的控制回路这些项目，从后台机或主站对控制回路进行遥控，核对位置指示是否正确。最后进行信号回路的验收，单独试验各二次设备，查看保护信号在不同位置处是否一致，如果一致则表明无问题。三、基于小程序显示二次设备全检式辅助验收结果本文设计的小程序是一个全检式验收程序，用户通过提供的账号密码登录小程序，登录之后选择待验收的变电站。小程序的用户身份主要包括验收人员、管理人员两种，验收人员可以对变电站二次设备回路进行验收，而管理人员只能浏览验收资料。本文设计的小程序主要包括设备管理、账号管理、资料管理以及电站管理这四个模块。在设备管理模块中，显示了全部变电站二次设备，验收人员可以点击待验收设备来查看设备详情，也可以对二次设备进行验收任务的接取；在账号管理模块中，显示了账号的验收状态，包括验收中与验收完成；在资料管理模块中，显示为全检式验收规范的相关资料；在电站管理模块中，显示为变电站的相关信息以及验收进度。运行本文设计的小程序，登录并选择验收设备，按照上述流程完成变电站二次设备回路全检式辅助验收。四、案例分析为验证本文设计方法的有效性与正确性，本章以某变电站为例，展开实例分析。该220kV智能变电站与传统变电站几乎一样，都配备了35kV开关柜、保护装置、计量装置等设备，在该变电站运行过程中，发现二次侧负荷数据存在异常，如下表所示：表 2 变电站二次侧负荷数据如表2所示，如果智能变电站的二次设备处于理想运行状态，那么A、B、C三相的电流在数值上应该是一致的，而该变电站二次侧负荷电流数据存在显著差异，本文将对变电站各二次设备进行全检式验收，表3为各二次设备的测量数据：表 3 变电站二次设备测量数据具体验收流程与验收结果如下图所示：图 1 变电站二次设备全检式辅助验收流程 参考文献：1 姚良炎,吴玉亚.槽式光热电站集热器螺栓安装装置的研制与应用 J.武汉大学学报(工学版),2021,54(S1):153-156.1 张宸滔,郑永康,卢继平等.基于图神经网络的智能变电站二次回路故障定位研究 J.电力系统保护与控制,2022,50(11):81-90.2 徐岩,单肄超.基于 SCD 文件的智能变电站二次回路可视化 J.电力系统及其自动化学报,2023,35(3):69-76.3 刘千宽,刘宏君,丁晓兵等.服务于变电站数字化设计的二次设备建模技术研究 J.电力系统保护与控制,2021,49(2):166-172.4 崔铁军,郭大龙.基于改进 YOLOX 的变电站工人防护设备检测研究 J.中国安全生产科学技术,2023,19(4):201-206.5 尹子会,孟荣,范晓丹等.融合边缘计算和改进 Faster R-CNN 的变电站设备典型视觉缺陷检测系统 J.中国科技论文,2021,16(3):343-348.6 罗勇,苌静,袁千金等.一种快速变电站设备三维点云识别方法J.郑州大学学报(工学版),2023,44(03):62-68.7 肖发龙,吴岳忠,沈雪豪等.基于深度学习和知识图谱的变电站设备故障智能诊断 J.电力建设,2022,43(3):66-74.8 唐志军,李泽科,陈建洪等.考虑设备相关性的智能变电站二次系统可靠性分析 J.福州大学学报（自然科学版）,2021,49(6):782-789.如图1所示，在实例变电站内，本文所得验收结果显示主变保护装置B为问题设备，由表2可知，主变保护装置B的电源回路、电流电压回路以及信号回路中的电流幅值十分接近，而控制回路中电流为0，说明主变保护装置B可能存在短路或者接地点，也就是该保护装置发生了故障。由此说明，在本文设计方法下所得变电站二次设备全检式辅助验收结果与实际情况相符，说明设计方法是可行可靠的。结束语我国智能变电站的二次设备存在物理连接不可视等特点，为设备的验收与检修带来一定困难，本文提出一种变电站二次设备回路全检式辅助验收方法，在获取并确定了二次设备验收项目与流程后，设计一个二次设备全检式辅助验收小程序，运行小程序即可实现变电站二次设备回路全检式辅助验收。本文通过案例分析，对设计方法的有效性与正确性进行验证，为实际智能变电站二次设备的验收提供参考。虽然本文已经取得一定研究成果，但目前仅针对二次设备的验收进行了研究，今后将进一步探讨变电站二次设备的运检，为推动我国电力行业的健康发展做贡献。