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配电网新型一二次融合成套设备测试方法研究

更新时间:2009-03-28

配电网一二次融合设备采取从一次和二次设备进行整体设计、整体招标的方式来应用于现场,和传统的环网柜与终端结合方式相比,解决了一二次设备之间的配合问题以及减少了现场调试人员的协调工作量;一二次融合设备采用传感器技术来实现测量、保护、计量功能,有体积小、可消除铁磁谐振、采样线性度好、采样范围大、节省资源等优点;一二次融合设备具备电量记录功能,满足线损管理的技术要求。

日前,对配电网一二次融合设备的测试没有一种可以借鉴的方案。本文主要针对配电网一二次融合设备研究编制出了一种关键项的测试方法以及对测试过程发现的问题进行了充分的分析,为今后配电网一二次融合设备的测试提供了参考,也为今后配电一二次融合技术的发展路线提供了参考依据。

正如Zelt等(2003)提倡的,合理地进行初至波层析成像可以提供最小结构的速度模型。因此,初至波层析成像的结果对检验更复杂方法的结果是至关重要的。初至波层析成像中呈现的结构,也应该在用其他方法得出的模型中呈现,包括利用续至波的方法。

1 配电网一二次融合设备

配电网一二次融合设备主要分为一二次融合环网柜和一二次融合柱上开关,其中一二次融合环网柜又分为集中式和分布式,采样原理分别如图1—3所示。

  

图1 分布式一二次融合设备采样原理

  

图2 集中式一二次融合设备采样原理

  

图3 一二次融合柱上开关采样原理

分布式一二次融合环网柜采用10 kV/3或3.25 V/3的电阻分压式电压传感器和600 A/1 V的低功耗电流传感器来进行电压电流采样,每个终端采集电压电流信号来计算对应环网柜间隔的遥测值和电量数据。通讯管理机通过交换机汇集每个终端的数据,再通过以太网把数据上传给主站。

富勒烯(C60)是三维电子受体材料能够可逆地接受多个电子形成稳定的多阴离子。C60大的双电层和快速的电荷转移有利于全固态离子选择性电极固体接触层的开发,Qin课题组[16]基于C60制作的Pb2+选择性电极界面C60的电化学活性层,有利于促进聚合物离子选择性之间离子—电子的转导。从而有效避免了传导层与膜层之间的水层而显示出优异的电位稳定性,而且对O2、CO2和光的干扰不敏感。

7)Ⅲ象限无功:输出有功功率,输出无功功率,用户负荷相当于一台过励磁发电机;

3.1.1 电压传感器带负载测试

2 配电网一二次融合设备关键测试方法

2.1 电流采样检查

2.1.1 线性度检查

在没有大电流发生器设备或精度不满足要求的情况下,采用从二次施加模拟小电压信号来进行电流采样的线性度测试〔1-3〕。基于二次侧施加电压小信号的电流采样测试方法如图4所示。

我国专业化管理机构建设稳步推进,不断完善和规范全流程的规章制度,但还需要进一步围绕科研服务需求,将有关制度规定整合衔接起来,并加快流程化、可视化和公开化工作,便于管理人员、申请人、评审人及公众掌握和遵循。

  

图4 基于二次侧施加电压小信号的电流采样测试图

A、B、C三相电流传感器变比为600 A/1 V,零序电流传感器变比为20 A/0.2 V,终端按此变比进行配置〔4-5〕。以一个间隔A相为例,测试数据见表1。

彭柏林教授在公益伦理概念的界定中指出:“……是依据一定社会伦理道德的基本价值观念对公益救助活动的客观要求所进行的理性认识和价值升华。”[2]彭柏林教授认为公益伦理的产生是建立在人们对蕴涵在公益救助活动中的道德必然性的认识和把握的基础之上的。因此,以非政府、民间的形式对社会弱势群体实施人道救助的社会活动——公益救助是公益伦理得以展现的载体和基础。

 

表1 A相电流采样测试数据

  

二次输入值/V 一次换算值/A 一次显示值/A 引用误差/%0.01 6 5.9 -0.02 0.04 24 24 0.00 0.1 60 59.6 -0.07 0.2 120 119.9 -0.02 0.4 240 240.1 0.02 0.6 360 360 0.00 0.8 480 479.9 -0.02 1.0 600 599.5 -0.08 1.4 840 839.8 -0.03

2.1.2 一次通流测试

1)正向有功功率:即输入有功功率,是电网向用户送电,是用户用电功率;

我国医疗改革已进行了30多年,群众看病难、看病贵、医疗暴力事件仍时有发生。以下是笔者对2个甲等医院病人的调查案例。

  

图5 基于一次通流的电流采样测试图

按图5所示测试方法用电流源对一个三相电流传感器进行20 A通流测试,测试数据见表2。

 

表2 一次通流测试数据

  

相别 输入值/A 测量值/A 引用误差/%A 20 19.9 -0.002 B 20 19.9 -0.002 C 20 19.9 -0.002

2.2 电压采样检查

从表5可以看出带电运行的终端数量会影响采样精度。原因分析:当至少有1台终端未上电时,相对于电压传感器二次侧来说,负载阻抗有所减小,导致传感器输出二次电压偏低,最终使得终端电压数值偏低。电压传感器说明书要求二次负载阻抗≥5 MΩ。

  

图6 电压采样测试图

电压传感器相序变比为10 kV/3或3.25 V/,零序变比为10 kV/3或6.5V/3。终端按此变比进行配置,以某一个间隔的A相为例,测试详情见表3。

 

表3 A相电压采样测试

  

输入值/kV 2 4 6 8 10显示值/kV 2.002 5 4.001 2 6.001 3 8.007 1 10.013 3引用误差/% 0.02 0.01 0.01 0.07 0.13

2.3 电量记录测试

根据 《多功能电能表通信协议》DL/T645—2007的规定,将一个平面坐标系的横轴定义为有功功率,纵轴定义为无功功率,二个轴将一个平面划分为四个区域,右上角的为Ⅰ象限,逆时针依次为Ⅱ象限、Ⅲ象限和Ⅳ象限,如图7所示,正向电量和反向电量定义:

如图5所示,ST攻击抗ST多抗血清致敏的小鼠足跖后1 h足容积和容积差显著增加,12 h回落,24 h再继续升高,呈现速发相1 h和迟发相24 h两高峰。因此,本研究在后续药物实验中,选择1 h作为速发相时间点,24 h作为迟发相时间点。

  

图7 有功和无功功率几何示意图

为了检查整个电流采样回路是否正常以及电流采样的整体误差,采用电流源从电流传感器一次侧施加电流的方式进行测试。基于一次通流的电流测试方法如图5所示。

测试方法2:参照图1,接好4台终端外壳接地线,在A相一次侧施加4 kV电压,依次给终端送电运行,从第1台带电终端读取电压值。测试数据见表5。

沥青混合料宜采用自卸汽车运输。为防止粘料,装料前应在汽车翻斗内抹1层柴油与水的混合物。装料过程中应前后移动,均衡装料,避免混合料离析。装料后用保温布覆盖,以起到保温和防止污染的作用。

3)正向无功功率:即输入无功功率,是电网向用户送无功,是用户用无功功率;

4)反向无功功率:即输出无功功率,是用户向电网送无功,是用户发无功功率;

1.1.3 防治要点根据当地预报及时检查田间症状。合理施肥管水,底肥足,追肥早,巧补穗肥,多施农家肥,节氮增施磷钾肥,防止偏施迟施氮肥,以增强植株抗病力,减轻发病。

5)Ⅰ象限无功:输入有功功率,输入无功功率,用户为阻感性负载;

6)Ⅱ象限无功:输出有功功率,输入无功功率,用户负荷相当于一台欠励磁发电机;

集中式一二次融合环网柜采用10 kV/3或3.25 V/3的电阻分压式电压传感器和600 A/1 V的低功耗电流传感器来进行电压电流采样,终端采集电压电流信号来计算整个环网柜的测量值,线损模块采集电压电流信号来计算环网柜每个间隔的电量数据。线损模块以485串口的通信方式把电量数据传给终端,终端通过以太网把数据上传给主站。

8)Ⅳ象限无功:输入有功功率,输出无功功率,用户为阻容性负载。为了满足线损统计的技术要求,终端必须上传64个电量值至配电自动化主站。

那么记ξ(t)=e-(λ1+λ2)t(λ1λ2)2(λ1-λ2)≥0,则在t≥0上为增函数,即证得T1≤lrT2。

由有功、无功电量计算公式WP=3UI cosαt、WQ=3UI sinαt以及有功功率和无功功率几何示意图可知,通过改变信号源输入的大小以及角度可以得到一、二、三、四不同象限的电量值,以及对应的正向和反向电量值〔6-7〕。对电量值的测试原理如图8所示。

  

图8 有功、无功功率、电量记录测试原理

如图8所示,用电压源模拟电压小信号在装置电压采样回路施加1.875 V的电压信号 (根据变比折算到一次为5.77 kV),在电流采样回路施加1 V的电压信号 (根据变比折算到一次为600 A)。状态一的三相功角设为 60°(第一象限),持续3 min;状态二的三相功角设为240°(第三象限),持续3 min;状态三的三相功角设为300°(第四象限),持续 3 min;状态四的三相功角设为 120°(第二象限),持续3 min;状态五的三相功角设为60°(第一象限),持续3 min。测试量施加完成后,可直接读取当前值,再修改装置时标,让装置生成15 min冻结值与日冻结值并记录。

3 测试发现的问题及分析处理

3.1 电压采样误差大的问题

如图1、图2、图3所示,电压传感器采样原理为一次导线经一个R1=60 MΩ的绝缘电阻和一个R2=19.5 kΩ的采样电阻后接地,采样电阻的端电压作为二次信号源输入至配电终端的电压采样回路。电压传感器变比为10 kV/3或3.25 V/3。

一二次融合柱上开关把10 kV/3或3.25 V/3的电阻分压式电压传感器和600 A/1 V的低功耗电流传感器集成在开关本体,再通过航插线的方式把信号送至FTU柜,FTU采集电压电流信号来计算测量值,线损模块采集电压电流信号来计算电量数据。线损模块以485串口的通信方式把电量数据传给FTU,FTU通过以太网把数据上传给主站。

从二次回路终端外壳接地线情况、二次回路带终端数量两种不同的情况下,对电压采样误差原因进行分析〔8〕

测试方法1:参照图1,接好端子排接地线,拆除4台终端外壳接地线,4台终端同时带电运行,在A相一次侧施加电压,从第1台终端读取电压值。测试数据见表4。

 

表4 测试方法1测试结果

  

一次输入值/kV 2 4 6 8 10测量值/kV 1.951 7 3.816 6 5.674 8 7.543 0 9.357 3误差/% -2.415 -4.585 -5.42 -5.712 5 -6.427

从表4可以看出采样误差最大达到-6.427%。原因分析:终端外壳未接地时,端子排与大地连接的负极线至终端负极端子的这段导线有分压作用,终端负极端子电位对地并不是零电位,而是略高于零电位,这样会造成终端正、负极之间二次电压偏小,折算到一次值数值也就会偏小。

2)反向有功功率:即输出有功功率,是用户向电网送电,是用户发电功率;

 

表5 测试方法2测试结果

  

测试状态 1台带电,3台断电2台带电,2台断电3台带电,1台断电 4台带电测量值/kV 3.526 6 3.701 3.804 6 4.012误差/% -11.835 -7.475 -4.885 0.293

采用高压发生器从一次施加电压的方式进行电压采样线性度测试。电压采样测试方法如图6所示〔1-3〕

测试方法3:接好终端接地线,4台终端全部带电运行,在A相一次侧施加电压,从第1台终端读取电压值。测试数据见表6。

 

表6 测试方法3测试结果

  

一次输入值/kV 2 4 6 8 10测量值/kV 2.002 5 4.001 2 6.001 3 8.007 1 10.013误差/% 0.125 0.03 0.021 7 0.088 8 0.13

从表6可以看出,在接好了终端接地线,4台终端全部带电运行的情况下,采样误差很小。

由上可知,针对按图1来进行电压采样设计的分布式一二次融合环网柜,为避免电压采样误差大的问题,终端外壳必须接好接地线并且4台终端必须都处于带电运行状态,或者终端在电压采样回路设计时必须考虑在终端运行数量不固定时都能满足电压传感器的二次负载要求以及接好接地线。

3.1.2 电压传感器空载测试

在对集中式一二次融合环网柜进行电压采样测试时,B相一次侧分别输入8 kV和10 kV,终端显示值分别为7.87 kV和9.84 kV,误差较大。经过分析、测试,发现B相电压传感器在空载情况下,当一次输入10 kV时,二次输出为3.15 V,按额定变比计算,二次应该输出为3.25 V左右。结合测试数据以及图2可得出B相电压采样误差大的原因是B相采样电阻本身阻值变小导致传感器二次输出电压偏低。

由上可知,电压传感器内部19.5 kΩ可微调的采样电阻存在个体差异,在出厂校验后,发至现场可能由于振动、环境等因素导致阻值变化进而引起采样误差。另外电阻是否会因为现场工作温度的变化引起阻值的变化导致采样误差增大值得考验。

3.2 安全分析

由图1、图2可知,当采样电阻开路时,10 kV电压会经60 MΩ电阻以及负载阻抗对地形成回路。若以负载阻抗8 MΩ计算,叠加在DTU采样回路上的电压将达到1.176 kV。因此,电压传感器采样电阻由于损坏等其它原因导致开路,将可能在DTU采样回路上产生高电压,进而烧坏装置元件甚至造成人身伤害。

另外,由图1可以推断出,假设10 kV线路A相上装了15台一二次融合设备,并且全部安装电阻分压式电压传感器,那么A相对地的绝缘电阻约等于15个60 MΩ的电阻并联后的阻值4 MΩ,不满足10 kV线路的对地绝缘要求。

由上可知,如果要使用此类电阻分压原理的电压传感器来进行电压采样,必须在电压传感器本身或者终端电压采样回路采取过压保护措施,并且一条线路不宜使用过多以免影响一次线路对地绝缘。

对于民众而言,更关心的可能是社保费用的提高。按照税收征管体制改革的要求,未来将由税务部门负责社保的征收,社保直接与收入挂钩,费用将会大大增加,届时拿到手中的收入,或将大幅减少。

3.3 线损模块计量问题

集中式一二次融合环网柜与一二次融合柱上开关采用单独配置线损模块的方式采集电压传感器和电流传感器的二次模拟信号,计算出当前的有功无功电量和冻结电量数据来进行电量记录,分布式一二次融合环网柜通过终端本体采集电压传感器和电流传感器的二次模拟信号,计算出当前的有功无功电量和冻结电量数据。在现场进行电量测试的过程中发现有以下问题:

1)线损模块电量记录无法清零。在进行电量数据的精度测试时,线损模块每次测试完成后,电量数据无法清零,不方便重复测试。修改程序后正常。

2)线损模块电量记录分辨率过低。线损模块计算总电量的逻辑是:以有功电量为例,线损模块先把二次模拟信号折算成脉冲信号,总电量以32个脉冲为累计单位,而32个脉冲对应一次有功电量为100 kWh,这样总有功电量的最小刻度为100 kWh。因此,这意味着线损模块记录电量的分辨率过低,无法满足实际应用要求。经过修改程序,总有功电量以1个脉冲为累计单位。由于1个脉冲对应的累计有功电量为100 kWh/32=3.125 kWh,因此修改程序之后,线损模块分辨率明显提高,即当电量值累计达到3.125 kWh时,就会将该值累加至总有功电量。

3)线损模块电量记录误差较大。线损模块分辨率提高后,当电量累计达到3.125 kWh(一次值),就会将该电量累加至总电量,而电量一二次换算的系数规定为10 000,意味着对应线损模块记录的电量二次值为0.000 312 5 kWh,由于模块默认计算时仅精确到小数点后第5位,因此实际保存的电量二次值为0.000 31 kWh,对应一次值为3.1 kWh,这样就造成了电量的理论计算值与实际测量值的误差。经过修改程序,将线损模块计算的精度扩展到小数点后8位后数据正常。

1.2.2 创新发散思维。在传承中国园林艺术文化的同时,还需要有创新的发散思维,需要结合符合现代人的审美需求和功能需求。灵活运用古典园林中的造园手法,不生搬硬套,才能真正发挥出古典园林艺术魅力。

日本导演荻上直子凭借《海鸥食堂》(2006)、《眼镜》(2007)、《厕所》(2010)等影片获得了很大声誉,不仅入选日本《电影旬报》十佳并且获得国际电影节认可,而且在影迷心中获得“治愈女王”的称号。她的电影是一种减法的美学风格。戏剧冲突少,视听语言简单、人物少等元素创造了她的极简主义的电影世界,而生活在她电影世界里的人们不管是反常还是古怪都具有迷人的魅力。

3.4 潮流反向冻结值错误

潮流反向计算的启动条件有3个:一是有功反向,即有功从一、四象限变化至二、三象限;二是反向后的有功不能低于反向前的5%;三是反向后的有功至少持续1 min。电量计算程序设计时,该部分逻辑存在错误。导致潮流反向冻结值记录错误,如理论计算值为0时,测量值为25。原因为实际潮流反向1 min后装置才启动潮流反向的记录,此记录值不应把这1 min产生的电量值纳入潮流反向电量值。修改程序后测试正常。

目前我国的肉牛养殖行业得到了进一步的发展,但是部分养殖人员在具体养殖中还存在饲料利用率过低的问题,进而直接影响肉牛的养殖效益。因此,在日常养殖中应科学选种、合理选择饲料、优化饲养管理模式等,以有效提升肉牛饲料利用率。

由上可知,为了规避线损模块由于程序等原因引起的问题,建议对线损模块进行全面的测试。

4 结语

根据配电网一二次融合设备的工作原理,研究编制了关键项测试方法,为今后现场配电网一二次融合设备测试方法提供了参考。根据现场测试情况,从电压采样误差大、电压二次回路的安全隐患、大量接入电阻分压式电压传感器对线路绝缘的影响、电量记录不正确问题等方面进行了总结分析,提出了应对策略和相关建议,为今后一二次融合设备的应用提供了参考依据。

参考文献

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〔2〕国家能源局.配电自动化技术导则:DL/T 1406—2015〔S〕.北京:中国计划出版社,2015.

〔3〕国家能源局.电力用电磁式电压互感器使用技术规范.:DL/T 726—2013〔S〕.北京:中国计划出版社,2013.

〔4〕国家能源局.电力用电流互感器使用技术规范.:DL/T 725—2013〔S〕.北京:中国计划出版社,2013.

〔5〕国家电网公司.计量配送设备技术管理规范:Q/GDW 1892—2013〔S〕.北京:国家电网公司发布,2013.

〔6〕冷华,朱吉然,唐海国,等.一项配电自动化工程关键技术及典型问题分析 〔J〕.供用电,2015(2):61-64.

 
李红青,张志丹,朱吉然,唐海国,龚汉阳,陈幸,凌鸿森
《湖南电力》 2018年第02期
《湖南电力》2018年第02期文献

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