具有燈光可視化效果的計量二次回路對線驗收輔助裝置研究

常鵬

摘要：在常規變電站建設中，大量使用多芯二次電纜作為保護裝置、計量裝置、互感器之間的信號傳輸介質。電纜芯線的正確與否決定二次設備信號、控制回路、計量回路接線的正確性。目前在施工及驗收環節多采用萬用表對地測量電阻值對線法驗證同一根電纜兩端電纜芯的一致性，這種方法存在易將芯線混淆、遺漏，且至少需要4名工作人員，造成工作效率低，難以保證接線準確性。本論文研究一種多芯電纜快速對線器，利用24V直流電源、空氣開關、PLC控制單元、中間繼電器、發光二極管研制出一種具有燈光可視化效果的二次回路對線裝置，可同時檢測8芯多芯電纜，經擴展后可對更多芯線電纜進行檢測，通過手持終端指示燈的循環點亮，可快速檢測出多芯電纜各芯的通斷，完成對線作業，減少測試時間和失誤，有效提高準確性和效率。

關鍵詞：電纜芯對線、可視化、準確性、效率

一、計量專業目前對線存在的問題

按照電能計量裝置技術管理規程要求，須采用專用的二次回路電壓作為電能表接入電壓，目前我供電局變電站已發生2起雙母接線或單母分段接線變電站內電能表電壓存在Ⅰ、Ⅱ段母線二次電壓交叉取電壓的情況，導致電能表計量電壓失準。因目前新建變電站施工周期長，作業現場復雜等實際情況受限，驗收人員不能做到隨工驗收，施工單位多采用電纜逐段對線的方法，在后期接線過程中容易在電壓并列屏、屏頂小母線、切換裝置、計量電能表屏處將Ⅰ、Ⅱ段母線電壓二次回路接反，把本來該接Ⅰ段母線電壓的電能表接在了Ⅱ段目前電壓上。因Ⅰ、Ⅱ段母線電壓略有差異，長期運行會給電能計量造成影響，當電能表接取的二次電壓大于實際值時，將會對用戶多收取電費，當電能表接取的二次電壓小于實際值時，將會對用戶少收取電費，導致計量失準。

施工及監理環節對于隱蔽作業點把關困難，工程竣工驗收時傳統對線方法受人力資源限制存在局限性，且耗費時間較長，效率低。設備投運后在電網正常運行方式下，因變電站Ⅰ、Ⅱ段母線都帶電，二次電壓都正常，即便電能表電壓回路取電交叉，電能表能正常工作，接線異常的問題不能暴露出來。

目前計量回路驗收時沒有從回路的起點至終端開展回路一致性對線工作，這種方法在二次電纜對線時需要一根根重復對地，兩端需配合作業，芯線較多時混淆，極大影響了工作進度和接線準確性，造成后期計量失誤。

二、解決問題的設想

針對計量專業目前對線存在的問題，研制出一種新設備，以解決現有技術中存在的二次回路驗收不徹底，驗收盲區的問題。本文探討利用24V直流電源、空氣開關、繼電器、發光二極管等器件，研制出一套變電站計量電壓、電流二次回路驗收對線輔助裝置。具有燈光可視化效果的二次回路對線簡易裝置具有耗時短，測試結果直觀，便于分析的特點。在開展新建變電站計量裝置及二次回路驗收工作時，利用該設備發現存在的隱患，及時排查整改，把好入網質量關。該套設備還具有安全可靠，輕便、靈活、成本低便于攜帶等特點。該裝置實現對線原理參見下圖。

邏輯說明：（1）單片機PLC模塊控制1-8ZJ中間繼電器，單片機PLC模塊及1-8ZJ中間繼電器選用24V直流電源供電。（2）常開接點ZJ1閉合后，對應的指示燈（二極管）點亮。（3）接通電源啟動單片機PLC模塊后，1ZJ動作，1ZJ1接點閉合，L1燈點亮。延時0.5S后2ZJ動作，L2燈點亮。以此類推，間隔0.5S下一個燈點亮，須注意的是后一個燈亮起來之后，前面的燈保持在亮的狀態。（4）最后8ZJ動作，L8燈亮，0.5S后，PLC控制1-8ZJ中間繼電器復位，全部燈熄滅，2S后單片機PLC模塊控制1-8ZJ中間繼電器重復2-4步邏輯，直到手動關閉PLC或斷開電源。

三、工程運用方面

變電站或用戶側新建工程驗收時，變電站內或用戶設備都不帶電，計量運維人員可利用該裝置完成對線工作。具體接線原理及使用方法參見下圖。

對線輔助裝置內含24V直流電源模塊、單片機PLC控制模塊、中間繼電器輸出模塊，在單片機PLC既定程序的控制下，按順序把+24V電壓依次加載到待測試電纜芯線上，+24V電壓通過電纜溝、電壓并列裝置、切換裝置后到達電能量計量屏，在通過大地形成回路，依次點亮手持終端內的發光二極管。具體來說就是在變電站施工作業結束開展驗收時，我們將對線輔助裝置放在變電站開關場電流互感器（CT）和電壓互感器（PT）處，利用試驗導線互感器本體接線盒處將待測試電纜芯接入對線輔助裝置，在此以110kV Ⅰ、Ⅱ段母線PT計量電壓回路對線檢測展開敘述。

將110kV Ⅰ段母線PT計量電壓回路（A611、B611、C611、N600），110kV Ⅱ段母線PT計量電壓回路（A621、B621、C621、N600）通過測試導線、鱷魚線夾接入對線輔助裝置，打開電源后，單片機PLC和繼電器按照既定程序工作在這8根電纜芯線上加載+24V電壓。之后作業人員可以返回主控室開始對電纜芯接線順序進行檢測，在電能量計量屏處將接入電能表的電壓回路（A710、B710、C710、N600）或（A720、B720、C720、N600）通過鱷魚線夾、測試導線接入手持終端，手持終端需先接地，接地線上設置啟動開關。若不考慮110kV Ⅰ、Ⅱ段母線PT并列與否，也不考慮切換裝置運行情況，即PT處電纜芯和電能表屏處電纜芯為同一根電纜，A611對應A710，B611對應B710，以此類推C621對應C720，當啟動手持終端開關后，若L1至L8按順序依次循環點亮，說明整個回路中，從互感器到電能表之間電纜芯接通正常，順序正確，回路無誤。如出現L2比L1先被點亮，則說明L1、L2對應的二次回路接線出現交叉，需檢查整改。若出現L2點亮后L6燈被點亮，則說明計量回路C相存在110kV Ⅰ、Ⅱ段母線電壓接反的情況，需檢查整改。正確接線情況下有且僅有一種點亮序列，如出現不是L1-L8一次點亮的情況，則說明接線有誤，需檢查整改。

假定計量電能表屏處檢測的是110kV鋼鐵廠161斷路器間隔，110kV Ⅰ、Ⅱ段母線分裂運行，若110kV鋼鐵廠161斷路器間隔運行在110kV Ⅰ段母線時，計量電能表屏處手持終端檢測到的是L1-L4依次循環點亮，否則就是接線有誤，需檢查整改。若110kV鋼鐵廠161斷路器間隔運行在110kV Ⅱ段母線時，計量電能表屏處手持終端檢測到的是L5-L8依次循環點亮，否則就是接線有誤，需檢查整改。其他電網運行方式檢測方法也是一樣，區別是需根據運行情況假設接線無誤，先分析得出L1-L8的點亮序列，若檢測結果與分析得出的點亮序列不一致，那么就是驗收不合格，需檢查整改。同樣的，新建客戶工程也可以使用具有燈光可視化效果的計量二次回路對線驗收輔助裝置進行驗收，方法相同。

四、技術關鍵點及創新點

（1）可靠新。該裝置能夠反應從互感器接線盒（起點）至電能表（終點）電壓、電流二次回路相序、極性、電壓并列裝置、切換裝置、間隔所屬母線接線是否正常，并用直觀的燈光效果循環顯示結果給試驗人員。避免了混淆、漏測、或重復測量。

（2）簡易高效性。該裝置安裝和拆除應簡單，易操作，對線作業人員由4人減少至2兩人。直觀的燈光效果可快速完成檢測，新建工程中對于電壓回路的對線，在PT處完成對線輔助裝置安裝后，可以在電能表屏完成所有斷路器間隔的電壓回路對線，與傳統方法相比，時間縮短為原來的三分之一。

（3）安全性。采用24V的安全電壓，不會對人身或設備造成損傷。在新建工程驗收中，因為設備都沒有在運行，在二次電纜上引入24V的電壓不會對二次設備、通訊設備產生干擾或影響，可以放心使用。電源采用適配器從交流220V轉直流24V供電，同時配直流蓄電池，在沒有交流電的情況下也可以使用。