新疆地域遼闊，輸電線路穿越高山、戈壁等復雜地形，大風等災害頻發(fā)，光纜易因高頻舞動、覆冰超載出現問題，威脅電網安全。此前，線路運維主要依賴于人工巡檢和傳統桿塔分立式監(jiān)測裝置。惡劣天氣下，人工巡檢安全風險高且耗時長。傳統監(jiān)測裝置需在桿塔上安裝獨立傳感器，存在監(jiān)測面窄、供電與通信穩(wěn)定性差等問題，難以滿足惡劣天氣下的全天候監(jiān)測需求。
對此，國網新疆電力研發(fā)了光纜災害監(jiān)測系統。該系統基于光纖傳感技術，利用現有通信光纜的纖芯作為傳感介質，結合光纜纖芯在振動、低溫等情況下顯示出的光學特性，實時監(jiān)測光纜覆冰厚度、風速等參量，及時預警光纜斷股、斷芯風險。監(jiān)測系統的主機及解析設備均部署于變電站機房，數據通過電力通信專網實時回傳，避免了傳統監(jiān)測裝置野外供電不穩(wěn)定、通信易中斷等問題。
2021年12月，首套光纜災害監(jiān)測系統在220千伏鞏留變電站投運，實現了220千伏溫鞏線光纜覆冰狀態(tài)監(jiān)測；2024年2月，該系統在220千伏英吉沙變電站上線，具備了對沙塵天氣的監(jiān)測功能。目前，該系統已在伊犁、吐魯番等地的28條災害高發(fā)線路上線運行，覆蓋戈壁、雪山、風口等復雜環(huán)境。運檢專業(yè)員工可通過監(jiān)控平臺遠程實時查看光纜覆冰厚度、沙塵強度及設備健康狀態(tài)等數據。
光纜災害監(jiān)測系統投運以來成功監(jiān)測到光纜覆冰厚度和風速超系統閾值的災害共計17起。線路運維單位在收到預警后及時采取相應措施，降低了線路運行風險。“這套系統相當于給光纜裝上了‘全天候監(jiān)護儀’，不僅大幅降低了運維風險，也為保障高寒、大風區(qū)域電網安全運行提供了新手段。"
繼電保護試驗項目索引（SHHZ1003三相繼保測試儀十余年研發(fā)生產經驗）
本索引旨在引導試驗人員：各種繼保裝置的試驗可以通過“繼保"系列軟件的哪些模塊完成。
￠ 繼電器試驗：
繼電保護類型 | 測試項目 | 建議試驗的模塊 | 備 注 |
信號繼電器 | 相應的測試項目 | 直流試驗 交直流試驗 | 若是要求交、直流混合輸入的中間繼電器，請在“交直流試驗"模塊中測試 額定電流太小的信號繼電器，可用測試儀的電壓回路輸出測試 |
時間繼電器 | |||
中間繼電器 | |||
重合閘繼電器 | |||
其它直流電壓、電流繼電器 | |||
電流繼電器 | 相應的測試項目 | 交流試驗 | 可在“交流試驗"專門的序分量模塊中測試序分量繼電器 也可在“I－t特性"模塊中測試反時限繼電器 |
過（欠）電壓繼電器 | |||
序分量繼電器 | |||
同步檢查（或相位比較）繼電器 | |||
反時限電流繼電器 | |||
差動繼電器 | 直流助磁特性 | 差動繼電器、差動諧波、交直流試驗、諧波試驗 | 試驗時請參考說明書中的“附錄5"正確接線 |
諧波制動特性 | |||
比例制動特性 | 差動繼電器、交流試驗 | ||
功率（方向）繼電器 | 相應的測試項目 | 功率方向及阻抗、交流試驗 | 測試功率（方向）繼電器前，應預先確定接線類型，和保護大致的動作邊界 |
阻抗繼電器 | |||
同期繼電器 | 相應的測試項目 | 同期試驗、交流試驗 | “同期試驗"模塊固定由測試儀的UA、UC分別作為系統側和待并側電壓輸出 |
頻率繼電器 | 相應的測試項目 | 頻率及高低周 | 單機試驗選擇“自動變頻"方式時，能測試頻率滑差定值 |
￠ 微機保護試驗：
繼電保護類型 | 測試項目 | 建議試驗的模塊 | 備 注 | |
線 路 保 護 | 多段過流 | 相應的測試項目 | 交流試驗 | 只要方法得當，用“交流試驗"模塊能進行大部分繼電器和微機保護的試驗，應重點學習該模塊 |
過（欠）電壓 | ||||
序分量電壓電流 | ||||
頻率裝置 | ||||
功率方向保護 | ||||
重合閘及轉換性故障 | 相應的測試項目 | 整組試驗、線路保護、狀態(tài)序列、6-35KV線路保護綜合測試 | 要求測試檢同期和檢無壓，用Ux作為待并側電壓輸出，HRJB802測試儀是用Ua代替Ux進行試驗 | |
距離和零序 | 距離和零序定值校驗 | 距離和零序、線路保護、整組試驗、交流試驗 | “距離和零序"和“線路保護"均能一次性自動測試多段、各種故障類型、各種相別的距離和零序定值 | |
阻抗特性 | 阻抗特性 | |||
工頻變化量距離 | 定值校驗 | 距離和零序、線路保護 | 應設置故障電流足夠大，比如10~15A（當為5A制CT時） | |
復合電壓閉鎖（方向）過流 | 過流、低壓、負序電壓、靈敏角等 | 交流試驗、6-35KV線路保護綜合測試 | 有的保護的“低電壓"和“負序電壓"由不同的端子輸入，試驗時需更換接線 | |
低周、低壓減載裝置 | 相應的測試項目 | 頻率及高低周、6-35KV線路保護綜合測試 | 若其它條件都滿足，裝置卻不能動作，請確認裝置是否還需要同時輸入電流和開關接點 | |
發(fā) 變 組 保 護 | 差動保護 | 比例制動特性 | 差動保護、差動定值、交流試驗 | 發(fā)電機差動保護，用“差動保護"進行試驗時，可看作接線類型為Y/Y，高、低壓側平衡系數均為1的變壓器保護 “差動保護"注重曲線特性搜索，而“差動定值"模塊注重差動定值測試，二者結合，能全面測試差動保護 |
諧波制動特性 | 差動保護、差動定值、諧波試驗 | |||
失磁保護 | 相應的測試項目 | 交流試驗 | 試驗時應注意輸出的電壓電流的夾角 | |
勵磁保護 | ||||
復合電壓閉鎖（方向）過流（后備） | 相應的測試項目 | 請參見上文“線路保護"部分 | 請參見上文“線路保護"部分 |
其 它 保 護 | 自動準同期裝置 | 相應的測試項目 | 同期試驗 | 做自動調整試驗時，測試各開入量必須按說明書要求接線 |
母線差動保護 | 相應的測試項目 | 交流試驗 | 請參見附錄6中“南瑞部分保護"有關BP-2B和RCS-915的說明 |
第1部分
工控型 繼保使用說明
第1章 特點與技術參數（SHHZ1003三相繼保測試儀十余年研發(fā)生產經驗）
第1節(jié) 主要特點
電壓電流輸出靈活組合 輸出達4相電壓3相電流，可任意組合實現常規(guī)4相電壓3相電流型輸出模式，既可兼容傳統的各種試驗方式，也可方便地進行三相變壓器差動試驗和廠用電快切和備自投試驗。
操作方式 裝置直接外接筆記本電腦或臺式機進行操作，方便快捷，性能穩(wěn)定。
新型高保真線性功放 輸出端一直堅持采用高保真、高可靠性模塊式線性功放，而非開關型功放，性能。不會對試驗現場產生高、中頻干擾，而且保證了從大電流到微小電流全程都波形平滑精度優(yōu)良。
高性能主機 輸出部分采用DSP控制，運算速度快，實時數字信號處理能力強，傳輸頻帶寬，控制高分辨率D/A轉換。輸出波形精度高，失真小線性好。采用了大量*技術和精密元器件材料，并進行了專業(yè)化的結構設計，因而裝置體積小、重量輕、功能全、攜帶方便，開機即可工作，流動試驗非常方便。
軟件功能強大 可完成各種自動化程度高的大型復雜校驗工作，能方便地測試及掃描各種保護定值，進行故障回放，實時存儲測試數據，顯示矢量圖，聯機打印報告等?？煞奖氵M行三相差動保護測試。
具有獨立直流電源輸出 設有一路110V 及 220V直流電源輸出。
接口完整 裝置帶有USB通訊口，可與計算機及其它外部設備通信。
完善的自我保護功能 散熱結構設計合理，硬件保護措施可靠完善，具有電源軟啟動功能，軟件對故障進行自診斷以及輸出閉鎖等功能。
第2節(jié) 額定參數
? 交流電流輸出
輸出精度 0.2級
相電流輸出（有效值） 0～40A
三并電流輸出（有效值） 0～120A
相電流長時間允許工作值（有效值） 10A
相電流*大輸出功率 420VA
三并電流*大輸出時*大輸出功率 900VA
三并電流*大輸出時允許工作時間 10s
頻率范圍（基波） 20～1000Hz
諧波次數 1～20 次
? 直流電流輸出
輸出精度 0.2級
電流輸出 0～±10A / 每相，0～±30A / 三并
*大輸出負載電壓 20V
? 交流電壓輸出
輸出精度 0.2級
相電壓輸出（有效值） 0～120V
線電壓輸出（有效值） 0～240V
相電壓/線電壓輸出功率 80VA / 100VA
頻率范圍（基波） 20～1000Hz
諧波次數 1～20次
? 直流電壓輸出
輸出精度 0.2級
相電壓輸出幅值 0～±160V
線電壓輸出幅值 0～±320V
相電壓/線電壓輸出功率 70VA / 140VA
? 開關量及時間測量
工控型 | 備注 | |
開關量輸入 | 8路 | 空接點： 1～20mA，24V 電位接點接入：“0"：0～ +6V； “1"：+11 V～ +250V |
開關量輸出 | 4對 | DC：220V／0.2A；AC：220V／0.5A |
時間測量 | 測量范圍0.1ms ～ 9999s 測量精度0.1mS | |
? 體積重量
工控型 | |
外形尺寸 | 410×360×200mm3 |
單機重量 | 20kg |
供電電源 | AC 220V±10%，50／60Hz |
環(huán)境溫度 | -10℃ ～ +50℃ |
第2章 裝置硬件結構
第1節(jié) 裝置硬件組成
? 控制數字信號處理器微機
本裝置采用高速、高性能數字控制處理器作為控制微機，軟件上應用雙精度算法產生各相任意的高精度波形。由于采用一體結構，各部分結合緊密，數據傳輸距離短，結構緊湊?？朔斯P記本電腦直接控制式測控儀中因數據通信線路長、頻帶窄導致的輸出波形點數少的問題。
?..D/A轉換和低通濾波
采用高速高位D/A轉換器，保證了全范圍內電流、電壓的精度和線性。
由于D/A分辨率高和擬合密度高，波形失真小，諧波分量小，對低通濾波器的要求很低，從而具有很好的暫態(tài)特性、相頻特性、幅頻特性，易于實現準確移相、諧波疊加，高頻率時亦可保證高的精度。
? 電壓、電流放大器
各相電流、電壓不采用升流、升壓器，而采用直接輸出方式，使電流、電壓源可直接輸出從直流到含各種頻率成份的波形，如方波、各次諧波疊加的組合波形，故障暫態(tài)波形等，可以較好地模擬各種短路故障時的電流、電壓特征。
功放電路采用進口大功率高保真模塊式功率器件作功率輸出級，結合精心、合理設計的散熱結構，具有足夠大的功率冗余和熱容量。功放電路具有完備的過熱、過流、過壓及短路保護。當電流回路出現過流，電壓回路出現過載或短路時，自動限制輸出功率，關斷整個功放電路，并給出告警信號顯示。為防止大電流下長期工作引起功放電路過熱，裝置設置了大電流下軟件*。10A及以下輸出時裝置可長期工作，當電流超過10A時，軟件*啟動，*時間到，軟件自動關閉功率輸出并給出告警指示。輸出電流越大，*越短。
? 開入、開出量
開關量輸入電路可兼容空接點和0～250V電位接點。電位方式時，0～6V為合，11～250V為分。開關量可以方便地對各相開關觸頭的動作時間和動作時間差進行測量。
開入部分與主機工作電源、功放電源等均隔離。開入地為懸浮地，所以，開入部分公共端與電流、電壓部分公共端UN、IN等均不相通。
開關量電位輸入有方向性，應將公共端接電位正端，開入端接電位負端，保證公共端子電位高于開入端子。現場接線時，應將開入公共端接＋KM，接點負端接開入端子。如果接反，則將無法正確檢測。
開出部分為繼電器空接點輸出。輸出容量為DC：220V／0.2A，AC：220V／0.5A。開關量輸出與電壓、電流、開入等各部分均*隔離。各個開出量的動作過程在各個測試模塊中各有不同，詳細請參看各模塊軟件操作說明。
以下是兩種常見的開出量接線示意圖：
? 直流電源輸出
裝置在機箱底板上裝設有一路可切換直流電源輸出，分 110V 及 220V 兩檔，可作為現場試驗輔助電源。該電源額定工作電流1.5A，可作為保護裝置的直流工作電源，也可作為跳合閘回路電源。該電源如過載或短路，將燒壞相應保險（2A／250V），此時更換此保險管即可。
第2部分
工控型 繼保軟件操作說明
國網甘肅超高壓公司信息通信中心正式向國網信通公司提交±800千伏慶陽換流站通信電源滿載測試可靠性驗證資料，標志著國家電網系統內第1次特高壓換流站通信電源滿載試驗圓滿完成，補全了特高壓站點通信電源滿載運行數據空白。
隨著通信設備負載逐漸增多，對通信電源可靠性提出更高要求。為驗證惡劣工況下通信電源的可靠性和安全性，在國網信通公司技術統籌、省調通信處專業(yè)督導及省通信調度實時監(jiān)測的三級協同保障下，國網甘肅超高壓公司于2月18日至20日在±800千伏慶陽換流站開展通信電源可靠性驗證工作。
本次驗證工作涵蓋通信電源安全校核、滿載試驗、電源側與設備側倒換試驗、電源告警驗證等核心內容。其中，作為國網系統內第1次開展的通信電源滿載試驗，重點驗證惡劣工況下設備可靠性，要求單套通信系統持續(xù)30分鐘滿載運行。測試期間，通信電源系統最高電流達720安，電源設備模塊最高溫度攀升至82攝氏度，均達到同類設備運行參數新高。經全程嚴密監(jiān)測，系統各環(huán)節(jié)運行指標正常，設備極限承載能力驗證取得預期效果。
為確保試驗安全有序推進，國網甘肅超高壓公司啟動專項準備工作，提前組織現場勘查，確認潛在作業(yè)風險點，認真核定母排載流量，嚴格編審“三措一案"，著力構建“預防—控制—應急"全鏈條安全管控機制。作業(yè)現場采用多層管控模式，針對通信設備高溫風險，通過增設臨時散熱裝置對高溫設備實施定點降溫，同步在試驗區(qū)配置多組移動式滅火器材，設置獨立安全監(jiān)護崗，規(guī)劃專用應急疏散通道。作業(yè)人員嚴格遵循“一試驗一方案"原則，采取設備運行狀態(tài)實時監(jiān)測、環(huán)境溫度梯度記錄等措施，建立“設備—環(huán)境—人員"三維防護機制，有效防范設備過熱、電氣火災等風險，確保試驗全過程設備運行零隱患、操作流程零偏差、安全生產沒有事故。
據了解，此次通信電源滿載試驗系第1次完整獲取特高壓換流站通信電源系統全負荷運行數據，為國網公司通信設備運維標準制定提供了科學支撐；并通過建立“設備性能—系統聯動—應急響應"一體化測試體系，形成可推廣的特高壓站點通信電源可靠性評估方案。該項試驗有效驗證了“隴電入魯"工程配套通信系統的供電可靠性，為跨區(qū)電網安全穩(wěn)定運行提供了技術保障。
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