國網(wǎng)甘肅電科院新型電力系統(tǒng)仿真中心技術(shù)人員順利完成750千伏河西變電站穩(wěn)控系統(tǒng)控制策略閉環(huán)在環(huán)驗證，全方位深入檢視該變電站穩(wěn)控系統(tǒng)控制策略有效性、正確性和可靠性。這也是西北區(qū)域內(nèi)國家電網(wǎng)公司省級電科院第1次完成750千伏骨干主網(wǎng)穩(wěn)控策略閉環(huán)驗證，標(biāo)志著該院仿真中心“支撐生產(chǎn)、服務(wù)科研”的技術(shù)能力達(dá)到西北先進(jìn)水平。
750千伏河西變電站地處河西走廊中段，是甘肅省清潔能源外送的重要樞紐，擔(dān)負(fù)著甘肅河西地區(qū)新能源消納外送的重要任務(wù)。
“如果把穩(wěn)控系統(tǒng)比作守護(hù)電網(wǎng)的‘靈丹妙藥’，策略驗證工作的作用就是判斷‘藥開得對不對，取藥取得對不對’。”通過數(shù)字化技術(shù)，把實際電網(wǎng)搬到仿真平臺里面，連接上和變電站配置完全相同的穩(wěn)控裝置，在高度逼近實際的電網(wǎng)運行環(huán)境中，驗證穩(wěn)控策略編程的正確性和控制效果的有效性。
1 概述（WBDRC-3礦用電網(wǎng)電容電流分析儀數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠）
目前，我國電力系統(tǒng)的電源中性點一般是不直接接地的，所以當(dāng)線路單相接地時流過故障點的電流實際是線路對地電容產(chǎn)生的電容電流。據(jù)統(tǒng)計，電力系統(tǒng)的故障很大程度是由于線路單相接地時電容電流過大導(dǎo)致起弧且電弧無法自行熄弧引起的。因此，我國的電力規(guī)程規(guī)定當(dāng)10kV和35kV系統(tǒng)電容電流分別大于30A和10A時，應(yīng)裝設(shè)消弧線圈以補償電容電流，這就要求對的電容電流進(jìn)行測量以做決定。另外，電力系統(tǒng)的對地電容和PT的參數(shù)配合會產(chǎn)生PT鐵磁諧振過電壓，為了驗證該配電系統(tǒng)是否會發(fā)生PT諧振及發(fā)生什么性質(zhì)的諧振，也必須準(zhǔn)確測量電力系統(tǒng)的對地電容值。
傳統(tǒng)的測量電容電流的方法有單相金屬接地的直接法、外加電容間接測量法等，這些方法都要接觸到一次設(shè)備，因而存在試驗危險、操作繁雜，工作效率低等缺點。進(jìn)而出現(xiàn)了在PT二次側(cè)注入信號法測量電網(wǎng)電容電流；與傳統(tǒng)測量方法相比，該方法測量過程中，測試儀無需和一次側(cè)直接相連，因而試驗不存在危險性，無需做繁雜的保障工作和等待冗長的調(diào)度命令，只需將測量線接于PT的開口三角端子就可以測量出電容電流的數(shù)據(jù)。從PT開口三角處注入的是微弱的異頻測試信號，所以既不會對繼電保護(hù)和PT本身產(chǎn)生任何影響，又避開了50Hz的工頻干擾信號。
我公司在上一代基于PT二次側(cè)注入信號法測試儀的基礎(chǔ)上，經(jīng)過重新研發(fā)設(shè)計，開發(fā)出電容電流測試儀。采用全新硬件結(jié)構(gòu)和速度更快的ARM處理器及AD轉(zhuǎn)換器，內(nèi)置全新的全數(shù)字變頻逆變電源，效率高、發(fā)熱量小、體積小、重量輕，更加便于攜帶和現(xiàn)場測試。在任何時刻（包括測量過程中）都可準(zhǔn)確測量零序3U0電壓，從而便于用戶判斷系統(tǒng)工作狀態(tài)；并且在測試過程中，如果零序3U0電壓過高可自動停止測量過程。
該測試儀采用工業(yè)彩色液晶屏（強光下可讀）、中文菜單、人機交互更加友好，并且具備U盤存儲和數(shù)據(jù)打印等功能。接線簡單、測試速度快、測試穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性高，大大減輕了試驗人員的勞動強度，提高了工作效率。
2 測量原理（WBDRC-3礦用電網(wǎng)電容電流分析儀數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠）
電容電流測試儀是從PT 開口三角側(cè)來測量系統(tǒng)的電容電流的。其測量原理如圖1所示。
在圖1中，從PT二次開口三角處注入不同頻率的電流信號（頻率非50Hz，目的是為了消除工頻信號的干擾），在PT高壓側(cè)A、B、C三相感應(yīng)出3個電流方向相同的電流信號，此電流為零序電流，因此它在電源和負(fù)荷側(cè)均不能流通，只能通過PT和對地電容形成回路，所以圖1又可簡化為圖2。
根據(jù)圖2的物理模型就可建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，通過檢測測量信號就可以測量出三相對地電容值3C0，再根據(jù)公式I=3ωCOUφ（Uφ為被測系統(tǒng)的相電壓）計算出系統(tǒng)的電容電流。
3 功能及特點（WBDRC-3礦用電網(wǎng)電容電流分析儀數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠）
3.1 測量范圍更寬，測試速度更快。
3.2 支持3PT連接方式、兩種4PT連接方式、1PT連接方式現(xiàn)場電容電流測量。
3.3 工業(yè)級彩色液晶顯示屏，分辨率320×240點陣，強光下可讀。
3.4 人機交互界面更加友好：
(1)對于一些重要的操作及參數(shù)設(shè)置，顯示其提示信息和幫助說明。
(2)測量結(jié)果及相關(guān)參數(shù)顯示和打印更加詳細(xì)，便于用戶日后分析。
(3)選擇PT連接方式時，可顯示各種PT連接方式下的接線原理圖，便于用戶判別現(xiàn)場PT連接方式及測試線連接位置。
(4)屏幕頂部狀態(tài)欄實時顯示優(yōu)盤插入狀態(tài)，對未連接的設(shè)備進(jìn)行操作時，顯示相應(yīng)的未連接提示信息。
3.5 實時測量和顯示零序3U0電壓值，便于用戶判斷系統(tǒng)工作狀態(tài)；并且，在測量工程中如果發(fā)現(xiàn)零序3U0電壓過高，可自動停止測量過程。
3.6 具備多重零序3U0過壓保護(hù)電路，測試儀輸出端可耐受AC100V 50HZ電壓而不損壞。
3.7 內(nèi)置全數(shù)字變頻逆變電源，具有輸出頻率準(zhǔn)確、輸出電流可調(diào)、輸出效率高、發(fā)熱量小、體積小、重量輕、長時間工作穩(wěn)定等特點。
3.8 具備輸出短路保護(hù)功能。
3.9 具備實時時鐘，可實時顯示當(dāng)前時間和日期；測量結(jié)果包括測量日期及時間。
3.10 測量數(shù)據(jù)存儲方式分為本機存儲和優(yōu)盤存儲，其中本機存儲可存儲測量數(shù)據(jù)150條，并且本機存儲可轉(zhuǎn)存至優(yōu)盤；優(yōu)盤存儲數(shù)據(jù)格式為Word格式，可直接在電腦上編輯打印。
3.11 熱敏打印機打印功能，快速、無聲。
3.12 體積小、重量輕，方便攜帶使用。
4 技術(shù)指標(biāo)（WBDRC-3礦用電網(wǎng)電容電流分析儀數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠）
4.1 電容電流測量
4.1.1 測量范圍：0.3μF～200μF 1A～400A
4.1.2 準(zhǔn)確度： ±(讀數(shù)×5%+2字)
4.1.3 分辨率： 0.3～9.999（0.001） 10～99.99（0.01） 100～999.9（0.1）
≥1000（1）
4.1.4 電壓等級：0.1KV～99.9KV連續(xù)可調(diào)
4.2 零序3U0電壓測量
4.2.1 測量范圍：1V～100V AC 50HZ
4.2.2 準(zhǔn)確度： ±(讀數(shù)×1%+10字)
4.2.3 分辨率： 1～9.999（0.001） 10～99.99（0.01）
4.3 使用條件及外形
4.3.1 工作電源：AC100-240VAC 0.8A, 50/60Hz
4.3.2 儀器重量：4.5Kg
4.3.3 儀器體積：320mm(長)×270mm(寬)×150mm(高)
4.3.4 使用溫度：-10℃～50℃
4.3.5 相對濕度：＜90%，不結(jié)露
5 面板及各部件功能介紹（WBDRC-3礦用電網(wǎng)電容電流分析儀數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠）
5.1 電流輸出：接測試線一端的彈棒，測試線另一端接PT二次側(cè)。
5.2 保險管： 電流輸出保險管，串聯(lián)在測試回路中，熔斷電流2A。
5.3 顯示屏： 工業(yè)級320×240點陣彩色液晶屏，帶LED背光，顯示操作菜單和測試結(jié)果。
5.4 按鍵： 操作儀器用。 “↑↓”為“上下”鍵，選擇移動或修改數(shù)據(jù)；“←→”為“左右”鍵，選擇移動或修改數(shù)據(jù)；“確認(rèn)”鍵，確認(rèn)當(dāng)前操作；“取消”鍵，放棄當(dāng)前操作。
5.5 優(yōu)盤接口：外接優(yōu)盤用，用來存儲測試數(shù)據(jù)，請使用FAT或FAT32格式的U盤。在存儲過程中，嚴(yán)禁撥出優(yōu)盤。
5.6 打印機： 打印測試結(jié)果。
5.7 接地端子：儀器必須可靠接地。現(xiàn)場接地點可能有油漆或銹蝕，必須清理干凈。
5.8 電源開關(guān)：整機電源開關(guān)。
5.9 電源輸入：交流AC220V電源輸入。
6.變壓器中性點異頻信號注入法
6.1 測量方法說明及測量特點
變壓器中性點異頻信號注入法與補償電容器組中性點異頻信號注入法類似，具備補償電容組中性點異頻信號注入法的所有特點。
注：變壓器中性點異頻信號注入法，需要一個外置單相電磁式電壓互感器，為了提高測量精度，可選用精度較高的電壓互感器，電壓互感器變比為
（UL電壓互感器額定高壓）；測試儀的參數(shù)設(shè)置中“PT方式”應(yīng)選擇“1PT”。
6.2 測量原理
變壓器中性點異頻信號注入法測量原理如見圖4。
圖4中：
PT：外接單相電磁式電壓互感器
Tr：變壓器35kV側(cè)繞組，或是10kV系統(tǒng)的接地變，O為變壓器中性點
Ca、Cb、Cc：系統(tǒng)三相對地電容
AX、ax： PT的一、二次繞組，電壓互感器變比為
（UL電壓互感器額定高壓）
6.3 測量步驟
6.3.1 查看不接地系統(tǒng)的接線方式和運行方式，系統(tǒng)所有線路均已投入。
6.3.2 現(xiàn)場已配置消弧線圈的，根據(jù)接線方式和運行方式，退出與被測系統(tǒng)有電氣聯(lián)系的所有消弧線圈。
6.3.3 外置單相電壓互感器置于絕緣墊上，高壓尾端、低壓尾端和外殼分別一點接地。
6.3.4 將電容電流測試儀的電流輸出端與單相電壓互感器二次繞組相連。儀器置于絕緣墊上，且與互感器的距離不小于2m（10kV）和3m（35kV），電容電流測試儀外殼應(yīng)可靠接地。
6.3.5將單根耐壓電纜一端與外置的單相電壓互感器高壓端相連。在變壓器中性點隔離開關(guān)處，利用絕緣操作桿將電纜的另一端與該變壓器中性點相連。無中性點隔離開關(guān)的變壓器可在其它操作方便處將電纜與中性點相連。連接部位需可靠接觸。
6.3.6 單相電壓互感器周圍設(shè)置圍欄，圍欄與互感器的距離不小于0.7m（10kV）、1m（35kV），向外懸掛“止步、高壓危險”標(biāo)示牌。
6.3.7 測試人員位于絕緣墊上開始測試。
750千伏河西變穩(wěn)控策略閉環(huán)驗證是國網(wǎng)甘肅電科院第1次承擔(dān)750千伏電壓等級的穩(wěn)控系統(tǒng)閉環(huán)驗證工作。作為穩(wěn)控投運前很重要的一道關(guān)口的“守門員”，新型電力系統(tǒng)仿真中心的技術(shù)骨干們克服風(fēng)險大、責(zé)任大、難度大的三大難題，毫不退縮、迎難而上，依托扎實的專業(yè)功底，把工作任務(wù)細(xì)化分解為方案組、建模組和硬件組，迅速明確各工作小組工作任務(wù)，順利完成模型搭建、硬件連接、平臺聯(lián)調(diào)任務(wù)。設(shè)計了聯(lián)網(wǎng)河武合環(huán)方式、聯(lián)網(wǎng)河武開環(huán)方式等8種典型場景，每個場景又細(xì)分4種運行方式，檢測各個運行方式下河西變750側(cè)和330側(cè)共64個定值的正確性，累計執(zhí)行500多次仿真驗證，圓滿完成了全部策略校核驗證任務(wù)。
在甘肅電力調(diào)度中心指導(dǎo)和支持下，750千伏河西變主變穩(wěn)控策略驗證順利完成，這也標(biāo)志著國網(wǎng)甘肅電科院在新型電力系統(tǒng)故障防御方面取得了新突破。結(jié)合前期已具備的穩(wěn)控系統(tǒng)策略制定、出廠驗收、現(xiàn)場聯(lián)調(diào)、實切試驗、現(xiàn)場調(diào)查等業(yè)務(wù)能力，實現(xiàn)了穩(wěn)控系統(tǒng)全流程管理，有效夯實大電網(wǎng)運行第2道防線，有力支撐甘肅電網(wǎng)可靠保供和新能源消納。
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