变压站模拟负荷装置简介

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

一 概述

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，继电保护正式投运前必须保证向量的正确性。

《DL/T995-2006继电保护和电网安全自动装置检验规程》明确要求：

8.2.2 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:

a) 对接入电流、电压的相互相位、极性由严格要求的装置（如带方向的电流保护、距离保护等），其相别、相位关系以及所保护的方向是否正确。

b)  电流差动保护（母线、发电机、变压器的差动保护、线路纵联差动保护及横差保护等）接到保护回路中的各组电流回路的相对极性关系及变比是否正确。

c)  利用相序滤过器构成的保护所接入的电流（电压）的相序是否正确、滤过器的调整是否合适。

d) 每组电流互感器（包括备用绕组）的接线是否正确，回路联接是否牢靠。

8.2.3 用一次电流与工作电压检验，一般需要进行如下项目：

a) 测量电压、电流的幅值及相位关系。

b) 对使用电压互感器三次电圧或零序电流互感器电流的装置，应利用一次电流与工作电压向装置中相应元件通入模拟的故障量或改变被检查元件的试验接线方法，以判断装置接线的正确性。

c) 测量电流差动保护各组电流互感器的相位及差动回路中的差电流（或差电压），以判明差动回路接线的正确性。所有差动保护（母线、变压器、发电机的纵、横差等）在投入运行前，除测定相回路和差回路外，还必须测量各中性线的不平衡电流、电压，以保证装置和二次回路接线的正确性。

d) 检查相序滤过器不平衡输出的数值，应满足装置的技术条件。

e) 对高频相差保护、导引线保护，须进行所在线路两侧电流电压相别、相位一致性的检验。

f) 对导引线保护，须以一次负荷电流判定导引线极性连接的正确性。

2018版-国家电网有限公司十八项电网重大反事故措施（修订版），15 防止继电保护事故中15.4 运行管理应注意的问题：

15.4.3 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。

国内其它省、网公司继电保护管理规定：

互感器极性、变比及其回路的正确性应通过一次负荷电流和工作电压检验；对于平时正常运行无电流通过的互感器（如中性点零序互感器），应采取必要的技术手段（如非全相运行），确保其回路、极性的正确性。

二 目前现状

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，虽然安全可靠，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，需增加临时保护等安全措施；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。

三 装置简介

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。还可输出三相低频电源，配置高精度无线选频相位伏安测试装置满足变压器差动保护二次回路正确性的验证及六角图绘制，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，也能测试主变差动等各种保护。

四 标准和规范引用

1.   DL/T995-2006《继电保护和电网安全自动装置检验规程》

2.   DL／T587—2007《微机继电保护装置运行管理规程》

3.   GB／T14285-2016《继电保护和安全自动装置技术规程》

4.   GB50150—2016《电气设备交接试验标准》

五 装置技术参数及配置

（1）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，幅值、相位单独可调，具有输入过压/欠压保护，输出过流保护，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

（2）三相工频大电流转换输出装置

额定容量：10kVA       输入电压/电流：0～380V/15A

输出电流：对称120°三相电流，分相显示输出电流幅值

输出电流/开口电压： 0～200A/15V（工频）连续可调

输出电流200A，时间不小于120分钟

（3）三相工频电压转换输出装置

容量： 3kVA    输入电压/电流：0～380V/5A

输出：对称120°三相电压，分相显示输出压幅值

输出一次电压范围：0～10kV/200mA； 输出二次电压范围：0～100V/1A

（4）高精度无线遥测选频相位伏安表电气参数（一台主机/三台分机）

电流钳（工频）：5mA～5A    精度：±0.5%   最高分辨率：0.1mA

       (低频): 2mA～500mA  精度：±1%    最高分辨率：0.1mA

电压范围： 0.200～400V      精度±0.5%   最高分辨率：1mV

相位测试范围及误差：0～360° 误差：≤3°

无线通讯距离：空旷500米，采用中继方式大于1000米

表计对时同步采样时间误差（30分钟内）：50ns以内（测量偏差1°以内）

（5）无线叉口式电流钳(三组/9只)

测量电流范围：5.0～500A  准确度：±2%    最高分辨率：0.1A

无线通讯距离：空旷200米

六 检测装置试验项目简述

6.1母差保护试验：利用一组三相工频大电流，在一母线支路（如母线进线）通入试验电流，于母线其它支路（如母线出线）接回电流，试验电流通过进线CT 、母联开关、线路CT形成回路，在保护屏上读取电流幅值相位及差流，检查母差保护向量的正确性。

a)单母线接线方式一次通流接线 b)双母线接线方式一次通流接线  c)双母双分段接线方式一次通流接线

6.2线路保护试验：利用一组三相工频电压和一组三相工频电流，分别给PT加压及线路CT通流，模拟一次负荷电流和工作电压，电流和电压相位可以灵活设定，检查线路保护向量正确性

线路保护一次加压通流试验接线

6.3变压器差动保护试验：根据变压器试验绕组对短路电抗大小，选择对变压器绕组施加三相工频或低频，对变压器高压侧（或中压侧）一次加压，利用激励电流模拟加压侧一次负荷电流，中压侧（高压侧或低压侧）母线三相短路接地，利用短路电流模拟短路侧一次负荷电流，检查变压器差动保护向量正确性及推算差流。

变压器差动保护加压通流试验接线

七 装置成套附件清单

序号	名称	参数	单位	数量
1	三相宽频功率电源	Ⅰ路30kVA/Ⅱ路3kVA	台	1
2	三相大电流转换输出装置	3*200A/对称120°	台	1
3	三相高电压转换输出装置	0～10(0.1)kV/对称120°	台	1
4	无线遥测选频相位伏安表	一台主机/三台分机	套	1
5	无线叉口式电流钳	3组*3只（含6米的伸缩杆）	套	1
6	三相四线电源电缆线	3×10mm2+1长度50米	条	1
7	三相试验电缆线	3×10mm2长度20米	条	1
8	大电流三相输入电缆线	3×6mm2长度20米	条	1
9	电压转换装置输入电缆线	3×2.5mm2+1长度50米	条	1
10	大电流输出电缆线	50mm2长度10米/3根	组	1
11	三相高压输出硅胶线	1mm2（黄绿红）15米/3根	组	1
12	装置二次电压测试线	3米/2根	组	1
13	高压伸缩令克棒	3*6米	组	1