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红河一次通流加压模拟带负荷向量试验装置 系统简介本模拟带负荷继电保护向量检测装置，可模拟一次回路各种三相对称、不对称向量，用于变电站内母线线路及变压器的负荷向量模拟，装置可输出工频高电压、大电流到变电站的一次设备，检查母差保护、线路保护、测控装置、计量装置、录波装置等二次设备的向量正确性。还可输出三相工频或低频电流，配置高精度无线选频相位伏安测试装置用于对变压器差动保护二次回路正确性的验证及六角向量图的绘制，推算差流。实现智能变电站合并单元和常规变电站的互感器二次接线的变比、极性、相位等检测，既能满足常规变电站，也能满足智能变电站测试需求，既能测试母差保护、线路保护，也能测试主变差动保护。2. 引用参考标准文件1) GB 50150—2016《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》2) DLT995-2006 《继电保护和电网自动装置检验规程标准》3) GB/T14285-2006《继电保护和自动装置技术规程》4）Q/GDW441-2010《智能变电站继电保护技术规范》5）Q/GDW11145—014《智能变电站二次系统标准化现场调试规范》6）DL/T587-2016《继电保护和自动装置运行管理规程》7）DL/T559-2007《220kV～750kV 电网继电保护装置运行整定规程》8）Q/GDW422-2010《电网继电保护整定计算技术规范》9）电网设备〔2018〕979号《电网公司十八项电网重大反事故措施》3. 变电站继电保护相关标准要求及问题新建变电站一、二次设备安装完毕后，带负荷进行向量检查是继电保护技术工作中非常重要的项目，向量错误将导致正常运行状态或故障状态的继电保护误动或拒动，因此在继电保护正式投运前必须保证向量的正确性。《DL/T 995-2006 继电保护和电网自动装置检验规程》明确要求：对新安装的或设备回路有较大变动的装置，在投入运行前，必须用一次电流及工作电压加以校验和判定，包括：电压、电流幅值及相位的判定；使用电压互感器三次电压或零序电流互感器电流的装置接线的正确性判定；电流差动保护中差动回路接线的正确性判定及所有差动保护中相回路、差回路、中性线不平衡电压电流的判定。一次通流加压模拟带负荷向量试验装置 全智能无线高压验电器 智能变电站通流加压典型实验装置 继电保护测试仪 六相微机继电保护测试仪 三相通流加压模拟负荷校验装置 模拟带负荷测试装置 三相模拟带负荷向量试验装置 电位差数字相位伏安表 三相微机继电保护测试仪 三相模拟带负荷向量试验装置

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红河一次通流加压模拟带负荷向量试验装置通过测量各母线侧PT二次电压值，验证电压互感器二次回路接线、变比、验证各保护装置电压采样幅值、相位的正确性，验证电压并列功能的正确性。（1）试验电流估算根据变压器额定空载电流0.1%，考虑高压、中压母线电容量和PT电容量、10kVPT、接地变低压空载等，预估变压器低压侧励磁电流约在0.500A左右。（2） 试验准备检查全站刀闸、断路器均在分闸位置，合上220kV、110kV、10kV母联开关将各侧母线PT接入，通过对#1主变低压侧励磁，在高压侧、中压侧、接地变低压侧感应出电压，进行一次电压并列相别对应关系检验，对PT开口三角电压检验时需任一切断三相输入电源一相即可完成。加压路径见图1图1（3）技术措施1）将#1主变低压侧001开关合上、0192、1#母线PT 01P-1手车摇至工作位置；将010、0101分段Ⅰ手车、023、#2A母线PT 02AP-1手车摇至工作位置；将0021、0022、2B#母线PT 02BP-1手车摇至工作位置。可以直接测量10kV#1母线、#2A母线、#2B母线PT保护、计量、开口三角电压及各个间隔的采样，#1、#2接地变低压侧电压高压侧电压相位。2）将#1主变110kV侧主变开关101-3、101、101-1、11P-1#1母线PT刀闸合上；再将110kV母联开关100-1、100、100-2、12P-2#2母线PT刀闸合上。可以直接测量110kV#1母线#2母线PT保护、计量、开口三角电压。3）将#1主变220kV侧主变开关201-3、201、201-1、21P-1#1母线刀闸；合200-1、200、200-2、22P-1#2母线PT刀闸。可以直接测220kV#1、#2母线PT保护、计量、开口三角电压。备注：为节约后续试验准备工作，缩短测试时间，通压测试结束后即可安排进行PT与母线断开工作，临时拆除220kV#1母线PT 21P-1-D1、110kV#1母线PT 11P-1-D1方便线路方向保护检查时接入一次高电压（10kV）。 负荷继电保护向量检测装置2 三相通流加压模拟带负荷向量试验装置 三相模拟带负荷向量试验装置 三相一次通流加压模拟带负荷继电保护检测装置 无线相位测试仪2 全智能无线高压检验电测试仪 三相一次通流加压模拟带负荷继电保护向量检测装置 变电站工程通流加压模拟带负荷试验装置 电力系统同步相量测量系统试验装置

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红河一次通流加压模拟带负荷向量试验装置201-#1母线-200母联开关-#2母线- 216线路间隔将201-3、201、201-1、200-1、200、200-2开关合位状态不变，合上216-2、216、216-D2接地刀闸，测试电流经过主变开关-#1母线-母联开关-#2母线-216线路间隔。通流加压路径图略测量2套母差保护屏中201、200、216母差保护，测量216间隔线路保护方向，包括后台监控机测量值等；测量完成后将216间隔一次设备恢复到初始状态。4.6）201-#2母线-200母联开关-#1母线- 216线路间隔（复验一次）将201-3、201、201-2、200-2、200、200-1开关合位，合上216-1、216、216-D2接地刀闸，测试电流经过主变开关-#2母线-母联开关-#1母线-216线路间隔。通流加压路径如图3图3验证2套母差保护屏中201、200、216母差保护，测量216间隔线路保护方向，包括后台监控机测量值等；测量完成后将216间隔一次设备恢复到初始状态。4.7）220kV通流试验记录表母线差动保护向量检查 电流变比（1600/5）套保护 第二套保护一次 通道 Ia Ib Ic Ia Ib Ic幅值（A） 相位（°） 二次 通道 幅值（A） 相位（°） 线路保护向量检查 电流变比（1600/5） 电压变比（220/0.1√3）一次 通道 Ia Ib Ic Ua Ub Uc幅值（A/V） 相位（°） 二次 通道 Ia Ib Ic Ua Ub Uc幅值（A/V） 相位（°） 注：模拟线路带阻感性负荷检查（5）110kV母线各间隔通流参考相位以110kV #1母线PT 的A相为参考相位基准（也可以220kV #1母线PT 的A相为参考相位基准），将110kV#1PT间隔21P-D1接地连接排拆除接入高压电压（10kV），拉开21P-1刀闸（注意检查与母线开关处在分断位，临时拆除母线PT处的-1D接地联片，将#1母线PT智能汇控柜中的电压并列把手置于强制Ⅰ）；通过#1主变高压侧110kV套管处对母线三相通流（200A）按照对应检测回路关系操作开关分合及接地刀闸，完成母线差动、线路保护检验；检查8回110kV线路进线侧接地刀闸D3接地可靠防止向线路送电。对110kV母线一次预加电压估算：110kV PT一次侧（PT变比110kV/√3/0.1kV√3二次电压5.25V）。5.1）101--#1母线-100母联开关-#2母线-111线路间隔将101-3、101、101-1、100-1、100、100-2、111-2、111开关合上，合上111-D2接地刀闸，测试电流经过主变开关-#1母线-母联开关-#2母线-111线路间隔。

红河一次通流加压模拟带负荷向量试验装置测试装置是根据传统变电站互感器二次接线测试的便捷化需求，智能变电站二次模拟量（合并单元）分布测量的需求研发的新一代产品。每套设备包含一套主机及一之三套分机（选配）以组网方式实现不同测试点间电压、电流幅值及相位关系的测试，主机可任选一相电压（电流）信号做为相位参考基准，分机可在变电站任意位置测试二次回路和母差保护系统、差动保护各组PT/CT之间的相位关系，并通过无线通讯的方式将测量结果传输给主机进行测试点间的相位关系检查，主机一屏可同时显示相位参考基准幅值、9组电压、9组电流的幅值与参考基准的相位角度，主机实现无人操作，由分机发送和呼叫回传已测试的数据信息。主机采用7寸工业级触摸屏，高亮度，宽视角，阳光下可视，图形化界面，显示分辨率800*480，触摸屏操作，并设有数据存储、U盘数据导出等功能；分机采用黑白式点阵屏，字迹清晰，手持方便。主机可单独进行电压、电流、相位的测试及差动回路六角向量图的绘制，参考基准和方向可自行定义；分机具有电压通讯、电流通讯、单机测量、二次负荷、无线中继、数据回传功能，完全满足用户的个性化需求。该无线相位伏安测试采用工频基波采样及数字滤波的方式，可有效避免因环境噪声引起的相位、幅值波动及硬件滤波引起的相位滞后，所选Cortex M4处理器具有单精度硬件浮点运算功能，大大提高运算效率。 智能变电站投运前继电保护向量检查装置 六相微机继电保护校验仪 三相一次通流加压模拟带负荷继电保护检测装置 三相通流加压模拟负荷校验装置 模拟负荷向量试验装置 电位差相位伏安表 模拟一次负荷法继电保护相位检验装置 母差保护线路保护 钩式验电器2 继电保护向量检查和动作逻辑校验测试装置 电位差双钳相位伏安表 三相微机继电保护综合校验仪 微机继电保护测试仪 无负荷相量测量装置 三相通流加压模拟带负荷继电保护向量检测装置

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红河一次通流加压模拟带负荷向量试验装置试验准备、测试步骤(1) 试验准备根据对变电站现场踏勘，站内检修电源箱开关容量（空开80A/3P）可满足装置供电要求，现场安装主变两台，220kV、110kV双母线单分断，10kV三母线单分断。为减少试验接线操作，本次试验充分利用220kV、110kV母联开关和10kV联络开关的操作实现各通流和加压回路间隔的投切。(2) 测试步骤1)全站母线一次通压试验通过#1主变10kV低压侧套管对变压器低压侧励磁，在变压器230kV、115kV感应出一次电压，将220kV、110kV母联开关合上完成母线一次电压并列相位检查。2）220kV、110 kV、10 kV母线/间隔通流试验在#1主变220kV、110kV侧套管分别接入三相工频大电流，通过#1主变开关201将220kV母联开关及需检测的回路间隔投入试验回路，在21-P-1#1母线220kV PT处接入高电压，通过倒闸操作配合完成220kV线路保护、母线保护相位的检验；通过#1主变开关101将110kV母联开关及需检测的回路间隔投入试验回路，在11-P-1#1母线110kV PT处接入高电压，通过倒闸操作配合完成110kV线路保护、母线保护检验。3）#1、#2变压器通流试验核查差动保护接线根据变压器阻抗参数计算，本次选择变压器110侧绕组为施加变频电源侧通过一台主变母线通过110kV母线串带另一台主变开关对115kV侧绕组施加工频（或低频）电源，其余侧绕组在主变开关后级合上刀闸形成短路电流，完成变压器差动保护相位检验。9.8 一次电压并列相位检查220kV、110kV、10kV母线一次电压并列相位检查（含开口三角电压，10kV#1接地变接线组别）：装置变频电源三相电源输出接入#1主变低压侧套管，通过对变压器低压侧励磁后，三相相序为正序，分别在变压器各侧感应出一次电压：10kV母线：一次电压=380V，接地变低压侧电压及PT二次电压=14.47V;110kV母线:变压器变比K=115/10.5=10.95 PT变比=110/0.1/0.1√3PT一次电压=0.380×10.95=4.160kVPT二次线电压=4160/1100=3.782VPT一次相电压=0.380×10.95/1.732=2.400kVPT二次相电压=4160/1100/1.732=2.183V220kV母线：变压器变比K=230/10.5=21.9 PT变比=220/0.1/0.1√3PT一次电压=0.380×21.9=8.322kVPT二次线电压=8322/2200=3.782VPT一次相电压=0.380×21.9/1.732=4.804VPT二次相电压=8322/2200/1.732=2.183V通过测量各母线侧PT二次电压值，验证电压互感器二次回路接线、变比、验证各保护装置电压采样幅值、相位的正确性，验证电压并列功能的正确性。

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红河一次通流加压模拟带负荷向量试验装置测量2套母差保护屏中101、100、111母差保护，包括后台监控机测量值等；测量完成后将111间隔一次设备恢复到初始状态。备注：为节约后续试验工作，缩短测试时间，通流时改换测试间隔时可不必中断输出，先合上112间隔开关，然后再将111间隔一次设备恢复到初始状态。以下间隔雷同5.2）101--#1母线-100母联开关-#2母线-112线路间隔将101-3、101、101-1、100-1、100、100-2开关合位状态不变，合上112-2、112、112-D2接地刀闸，测试电流经过主变开关-#1母线-母联开关-#2母线-112线路间隔。通流加压路径图略测量2套母差保护屏中101、100、112母差保护，测量112间隔线路保护方向，包括后台监控机测量值等；测量完成后将112间隔一次设备恢复到初始状态。5.3）101--#1母线-100母联开关-#2母线-113线路间隔将101-3、101、101-1、100-1、100、100-2开关合位状态不变，合上113-2、113、113-D2接地刀闸，测试电流经过主变开关-#1母线-母联开关-#2母线-113线路间隔。通流加压路径图略测量2套母差保护屏中101、100、113母差保护，测量113间隔线路保护方向，包括后台监控机测量值等；测量完成后将113间隔一次设备恢复到初始状态。5.4）101--#1母线-100母联开关-#2母线-114线路间隔将101-3、101、101-1、100-1、100、100-2开关合位状态不变，合上114-2、114、114-D2接地刀闸，测试电流经过主变开关-#1母线-母联开关-#2母线-114线路间隔。通流加压路径图略测量2套母差保护屏中101、100、114母差保护，测量114间隔线路保护方向，包括后台监控机测量值等；测量完成后将114间隔一次设备恢复到初始状态。5.5）101--#1母线-100母联开关-#2母线-115线路间隔将101-3、101、101-1、100-1、100、100-2开关合位状态不变，合上115-2、115、115-D2接地刀闸，测试电流经过主变开关-#1母线-母联开关-#2母线-115线路间隔。通流加压路径图略测量2套母差保护屏中101、100、115母差保护，测量115间隔线路保护方向，包括后台监控机测量值等；测量完成后将115间隔一次设备恢复到初始状态。5.6）101--#1母线-100母联开关-#2母线-116线路间隔将101-3、101、101-1、100-1、100、100-2开关合位状态不变，合上116-2、116、116-D2接地刀闸，测试电流经过主变开关-#1母线-母联开关-#2母线-116线路间隔。通流加压路径图略测量2套母差保护屏中101、100、116母差保护，测量116间隔线路保护方向，包括后台监控机测量值等；测量完成后将116间隔一次设备恢复到初始状态。5.7）101--#1母线-100母联开关-#2母线-117线路间隔将101-3、101、101-1、100-1、100、100-2开关合位状态不变，合上117-2、117、117-D2接地刀闸，测试电流经过主变开关-#1母线-母联开关-#2母线-117线路间隔。通流加压路径图略测量2套母差保护屏中101、100、117母差保护，测量117间隔线路保护方向，包括后台监控机测量值等；测量完成后将117间隔一次设备恢复到初始状态。5.8）101--#1母线-100母联开关-#2母线-118线路间隔将101-3、101、101-1、100-1、100、100-2开关合位状态不变，合上118-2、118、118-D2接地刀闸，测试电流经过主变开关-#1母线-母联开关-#2母线-118线路间隔。通流加压路径图略测量2套母差保护屏中101、100、118母差保护，测量118间隔线路保护方向，包括后台监控机测量值等；测量完成后将118间隔一次设备恢复到初始状态5.9）101-#2母线-100母联开关-#1母线- 118线路间隔（复验一次）将101-3、101、101-2、100-2、100、100-1开关合位，合上118-1、118、118-D2接地刀闸，测试电流经过主变开关-#2母线-母联开关-#1母线-118线路间隔。

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红河一次通流加压模拟带负荷向量试验装置电网有限公司十八项电网重大反事故措施（修订版）， 15条防止继电保护事故中明确规定：所有保护用电流回路在投入运行前，除应在负荷电流满足电流互感器精度和测量表计精度的条件下测定变比极性以及电流和电压回路相位关系正确外，还必须测量各中性线的不平衡电流（或电压），以保证保护装置和二次回路接线的正确性。目前因为试验条件的限制在工程投运前必须通过带一次负载送电来验证二次回路的正确与完整，以及检查设备的向量正确性。变电站传统投产启动方案采用循序渐进的方式，虽然可靠，但是进度慢、工作量大、存在可能的故障风险等。实际的工程投产启动方案，需考虑多种电网运行方式，分步分段进行试验，需要一步步验证一次接线、二次回路、保护装置的正确完整，试验进度缓慢；带一次负荷送电试验时，二次回路及装置没有得到验证，保护不能直接投入，需增加临时保护等措施；带一次负荷试验，从冲击开始到试验结束，操作涉及到一次设备的合分和保护的投退，步骤复杂，操作工作量非常大；带一次负荷试验要求必须有一定量系统负荷，如果负荷电流太小不满足测试要求值，相关试验无法完成；带一次负荷试验，发现回路故障后，故障排查需要时间，耽误变电站正常投运进度。4. 装置技术参数4.1 三相通流加压模拟负荷电子式电源变频电源采用高频开关放大器原理设计，三阶滤波输出，触摸屏设计、双路输出、幅值相位可调、市电过压跳闸、输入过流跳闸、风机智能运行、直流母线过、欠压保护、逆变器及可控硅过温保护、输出过流预告警、输出过流保护及瞬时过流保护过热保护。额定容量： 33kVA 输入：三相四线 380V±10%/50A 频率：50Hz输出波形：标准正弦波 波形失真：优于THD3% 输出稳定度：±1% 输出频率：0.5Hz～150Hz可选 双路输出独立单独可控Ⅰ路输出：电流/电压： 0～380V /0～50A连续可调Ⅱ路输出：电流/电压： 0～380V/0～5A连续可调Ⅱ路以Ⅰ路电流为参考基准可移相输出，移相范围±180°使用环境：－20℃至50℃，相对湿度<90%，海拔2000m以下通流加压模拟带负荷向量检测装置 变电站监控信息自动对点装置 三相微机继电保护校验仪 通流加压模拟带负荷试验方案 带负荷测试装置 无线核相电流相位表 变压器差动保护装置 模拟试验装置 三相一次通流加压模拟带负荷向量试验装置 无负荷相量测量装置 智能变电站继电保护向量检查装置

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红河一次通流加压模拟带负荷向量试验装置主机通讯查询次界面7.5 相位图表轻触主机“相位图表”键进入相位图表显示界面，直观显示已测试的二次电压或电流的幅值及相对于相位参考基准的角度，在此界面可通过“基准选择”和“方向”任一对测试的相位关系改变参考基准或方向。主机单机相位图表、通讯查询相位图表、界面和操作方式雷同（图10）。图10 主机相位图表显示界面说明：主机一屏可同时存储主机参考基准幅值及分机3组，每组各3相电压、3相电流的测试幅值及相位信息。8 应用举例以变压器SFSZ9-180000/220主变带负荷差动保护二次电流大小和方向测试为例，，由装置测试完成全部测试，主机生成主变差动六角图。变压器额定容量：180MVA/180 MVA /6 MVA；额定电压：220±8*1.25/110±4*1.25/10 kV；接线组别：YN yn0 d11；变压器带负荷测试数据见下表（以高压侧A相电压UN为参考量，实测相角是电流滞后电压的角度）测试位置 额定变比 二次编号 分机编码 二次电流(A) 实测相角(°)220kV侧 600/1 A4011 IHA 0.251 7.5B4011 IHB 0.249 127.1C4011 IHC 0.247 247.9110kV侧 1200/1 A4111 IMA 0.211 186.4B4111 IMB 0.220 306.7C4111 IMC 0.219 66.810kV侧 4000/1 A4261 ILA 0.114 169.5B4261 ILB 0.114 289.0C4261 ILC 0.114 49.6图11 以UN为参考基准的六角图图11是主机以UN电压(REF) 为相位检查参考基准，方向默认12点，该相位图表中H对应高压侧， M对应中压侧、L对应低压侧，黄、绿、红色代表A、B、C三相。图12 以IHA为参考基准的六角图图12是主机改变相位参考基准后的六角图，通过“基准”键可选择IHA为参考基准，方向默认12点，直观检查差动接线。对于断路器失灵保护、微机母差保护、故障录波、监控系统电度计量、监控、安稳及备自投等都可参考上述方式进行保护二次回路的接线检查。9 操作注意事项1 ）主机与分机在通讯校验完成前不得随意插拔校验线。2） 测量通讯过程中不得改变主机基准，以免造成测量相位的错误。3） 相位测量时，注意电流流向必须与电流钳箭头标注方向一致。4） 分机切换编号或测量点，请等待5s钟待测量示数稳定后再发送。5） 测量通讯过程中若出现误关机，必须关闭分机重新校验。10 主机存储数据格式的导出使用装置附带的U盘可以将主机存储的测试数据导出，所导出的数据格式均加入了制表符，可直接复制至excel文档中进行后期测试报告的编辑。10.1测量通讯数据导出格式10.2 单机测量数据导出格式11 产品保修卡产品保修卡1 本产品自购买日期起免费保修一年，终身维修。2 下述情况产品出现故障不在保修范围内：2.1 未按照说明书要求使用所造成的损坏。2.2 人为行为导致的产品损坏。此保修卡为保修服务的重要凭证，遗失不补。请妥善保管！

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红河一次通流加压模拟带负荷向量试验装置试验前准备工作5.1 资料和图纸变电站相关设计图纸，继电保护装置原理说明书及使用说明书等资料齐全。5.2 试验设备及仪器仪表试验设备: TH-2030型变电站三相一次通流加压模拟带负荷继电保护向量检测装置1套(其中大电流转换试验装置1台，高电压试验转换装置1台，专用电源线4组，大电流三相输出线1组，高电压三相输出线1组，高精度高灵敏选频相位表1套)，数字万用表（0.5级及以上）1块，电流钳表（1.0级及以上）1块，组合工具接地线围栏等。5.3 设备状态变电站所有线路出口一次侧已断引（或线路隔离开关在分位）、电压互感器一次侧已断引；断路器及隔离开关在分位，保护出口压板已断开。6 试验项目及方法变电站继电保护相位检验试验时，大电流转换试验装置固定放置在主变侧易于接线的位置方便对各电压级母线通流(开关站可固定放置在输电线路中间位置某一间隔)高电压转换试验装置放在对应母线电压互感器位置通过倒闸操作配合完成变电站所有继电保护相位的检验工作。对安装两台主变的变电站，装置变频电源宜放置在主变位置根据变压器阻抗参数选择合适的变压器绕组为施加变频电源通过一台主变母线串带另一台主变开关和绕组施加工频（或低频）电源，其余侧绕组在绕组开关后级合上刀闸形成一次短路电流，完成变压器差动保护相位检验。试验顺序宜按照各电压级分别进行，对分段双母线需要利用变压器升压方式，完成一次电压并列相位检查（开口三角电压），而后进行各电压级电压线路保护、母线保护的顺序进行， 进行变压器差动保护相位检验试验，电度表二次回路接线、断路器保护和故障录波器可随线路和变压器保护相位检验试验同时进行。 变电站继电保护向量检查装置 带负荷校验保护装置 变电站监控信息自动对点装置 特高压变压器继电保护向量测试装置 高精度六相微机继电保护综合测试仪 变电站投运前继电保护一二次回路向量检查 智能变电站通流加压典型实验装置 三相微机继电保护测试仪 智能变电站继电保护向量检查装置 三相通流加压模拟负荷校验装置

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