电流回路隐性缺陷在线检测装置的研制与应用.pdf
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1、宁夏电力 年第 期 基金项目:国网宁夏电力宁东供电公司群创项目()电流回路隐性缺陷在线检测装置的研制与应用王玉财李志远李绯吴一凡朱炳旭邵卫星(.国网宁夏电力有限公司宁东供电公司宁夏 灵武 .宁夏中创智能科技有限公司宁夏 银川)摘 要:为保证电流二次回路隐性缺陷检测的有效性和快速性本文设计了一种基于负载阻抗测量的二次电流回路隐性缺陷在线检测装置 装置能够在线采集电流二次回路的电压和电流然后自动计算出电流二次回路的负载阻抗值当电流二次回路存在虚接、端子排裂痕等隐性缺陷时回路负载阻抗值异常装置能够进行自动判断并显示回路存在隐性缺陷的具体相别 现场应用实践表明装置可快速判别出电流二次回路的隐性缺陷为检
2、修人员准确判断故障点提供依据提高变电站二次设备运行的可靠性和安全性关键词:电流二次回路隐性缺陷在线检测负载阻抗中图分类号:文献标志码:文章编号:()有效访问地址:/././.(.):.:./.宁夏电力 年第 期 引 言连接电流互感器与保护装置之间的交流二次回路是变电站内重要的二次回路电流二次回路一旦开路将产生很高的过电压引起保护装置的误动作、设备损坏甚至发生人身触电等严重事故 电流回路的隐性缺陷是指电流互感器端子箱长期布置于户外运行由于风吹日晒及热胀冷缩的原因导致端子排螺丝松动或交流端子出现裂痕等问题此时电流回路虽然没有开路但电缆线芯与端子的螺丝处因接触不良易处于长期发热最终导致开路的风险较大
3、影响变电站二次设备安全稳定运行电流回路隐性缺陷检测的难点在于电流回路未完全断开故障现象不明显常规检测方法无法快速准确地检测出电流回路的隐性缺陷 为解决上述问题设计了一种基于电流回路二次负载阻抗检测原理的电流回路隐性缺陷自动检测装置该装置通过电压采集回路采集出电流回路的电压通过电流采集回路采集出回路的二次电流值之后装置自动计算出二次电流回路的负载值依据设定的算法判别回路是否存在隐性缺陷实现电流回路隐性缺陷的智能判断和显示提高检修人员现场判断的准确性及判断效率应用实践表明装置具有良好的现场应用效果和推广前景 常规检测方法.电流互感器停用时检测方法在电流互感器停用时一般采用二次回路直流电阻代替实际二
4、次负载阻抗 将二次回路断开然后采用直流电桥直接进行测量得到电阻值 以此验证电流互感器二次回路接线是否完好 通过对比历年检修测量阻值变化可快速发现电流互感器二次回路接触不良、划片未紧固、回路开路等故障 但是该方法需停电检测无法实现在线检测.红外测温检测方法电流互感器二次回路正常有电流通过如果电流互感器二次回路存在接触不良会使接触电阻增大从而导致更多的电阻损耗发热 过多的电阻损耗发热会造成接触面氧化使得接触电阻进一步增大由此恶性循环最终导致开路故障一般检修人员通过红外测温能发现这些发热故障点 根据图 电流回路 接线点有发热现象实测温度.环境温度.其他接线 左右停电检查计量回路中间连接片有断裂迹象检
5、修人员更换交流端子后温度恢复正常图 红外测温现场发热红外测温方法虽然能发现电流回路的缺陷但是该方法存在以下不足:第一红外测温方法受环境温度影响较大第二红外测温方法判断不够准确第三当保护装置电流回路采样异常时无法通过红外测温方法判断出到底是装置采样插件的问题还是电流二次回路的问题此时需要本文所设计的电流回路隐性缺陷在线检测装置进行在线定量准确检测 在线检测原理.电流互感器等值电路正常运行时电流互感器的等值电路如图 所示图 电流互感器的等值电路王玉财等:电流回路隐性缺陷在线检测装置的研制与应用图 中为二次感应电动势为励磁阻抗为电流互感器二次绕组电抗为电流互感器二次绕组电阻为二次负载阻抗(包括二次设
6、备及连接导线)电流互感器内部等效阻抗为(二次绕组阻抗)与(励磁阻抗)之和二次绕组阻抗一般不超过.约为励磁阻抗的.且不会在电流互感器出现饱和时发生变化因此可用励磁阻抗 替代内部阻抗 因此电流互感器的等值电流图可简化成图 图 电流互感器简化等值电路.在线检测设计思路电流互感器二次回路正常运行时其负载阻抗三相基本相同并且数值较小当电流二次回路存在虚接等隐性故障时其负载阻抗值不同于正常相 基于此原理可通过检测负载阻抗值来检测二次回路的健康状态 设计测量接线如图 所示为保证能够进行带电检测设计一种工频阻抗测试装置测量位置应在最接近电流互感器二次绕组的位置(开关端子箱或电流互感器二次接线盒)检测时不需要对
7、电流互感器二次回路做任何变动图 测量回路设计为电流互感器侧的阻抗值为二次负载回路的阻抗值 实测阻抗为两侧工频阻抗的并联:()在二次回路未开路、无隐性故障的情况下由于 故正常情况下实测阻抗值为()当二次负载侧开路的情况下 故开路情况下实测阻抗值为()如果负载回路开路测量结果呈现极大的电感值远远超过电流互感器额定二次负载 同历史二次负载阻抗值及自身各相的阻抗值进行对比如果测量同类型的电流互感器二次绕组得到了差异化的数据但未完全开路则可判定电流二次回路存在虚接、接触不良等隐性缺陷 装置硬件设计.装置总体结构从.小节可以看出电流互感器二次回路隐性缺陷检测的重点在于测量负载回路的阻抗值设计装置总体结构如
8、图 所示 装置主要由电压采集模块、电流采集模块、主控计算模块、电源模块、显示模块组成图 装置内部结构电流采集模块采集电流互感器二次负载回路电流电压采集模块采集二次负载回路电压主控计算模块用于计算二次负载回路阻抗值并且与程序中的历史阻抗值进行比对进行二次负载回路完好性判断宁夏电力 年第 期.电流采集模块设计为了实现二次负载回路电流的在线采集基于电磁耦合法检测原理本文设计了如图 所示的钳型电流传感器它主要由磁芯、线圈、积分电阻回路、金属屏蔽盒等组成 金属屏蔽盒由两个半圆结构构成其尺寸稍微大于磁芯用于安装固定磁芯同时将现场测量的干扰信号屏蔽掉 磁芯由耐腐蚀性好、磁导率高、稳定性好的磁性材料构成它由两
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