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摘要:笔者在从事配电自动化终端验收过程中,从材料工艺要求及三遥功能的角度,针对二次接线部分总结了现场遇到的相关问题,并结合经典案例提出了解决问题的技术经验。
关键词:配电自动化终端、遥信、遥测、遥控
中图分类号:U224.3+1文献标识码: A 文章编号:
配电网作为电网供应链的终端环节,直接面向社会和电力终端用户供电,是电网的重要组成部分,随着经济的发展,人们对供电服务、电能质量的要求越来越高,建设具有信息化、自动化、互动化特点的智能配电网,意义重大、需求迫切,而配电自动化工程的实施将为智能配电网的实现打下基础。
2010年1月,国家电网公司将宁波列为配电自动化第二批试点城市,并确定宁波海曙区为试点区域。通过一年多的建设,宁波海曙区配电自动化建设项目于2012年1月通过国家电网公司工程验收。笔者全程参与了该项目配电终端(本次主要应用站所终端DTU)的施工验收和调试工作,在工作过程中总结了终端安装、二次接线方面遇到的各类问题,以及所采用的解决办法,简要阐述如下,供其他供电局在配电自动化建设过程中参考。
对配电自动化终端二次部分的验收,主要要求材料工艺符合相关技术规范,并使之能够满足三遥(遥信、遥测、遥控)功能。
一、功能模块及元器件工艺要求
1、功能模块线路板须用耐氧化、耐腐蚀的A级双面敷铜环氧树脂板,并具有终端生产厂家的标识。
2、功能模块线路板表面应清洗干净,不得有明显的污渍和焊迹,并经绝缘、防腐处理。
3、终端内所有元器件均能防锈蚀、防氧化,紧固点牢靠。
4、电子元器件(除电源器件外)宜使用贴片元件,使用表面贴装工艺生产。
5、功能模块线路板焊接采用回流焊和波峰焊工艺。
6、终端内部端钮螺钉、引线之间以及线路板之间应保持足够的间隙和安全距离。
7、电源变压器、CT等较重的器件不宜直接焊接在线路板上,确有必要直接焊接的,应具有相应措施保证在实际使用条件下的正常使用。
二、终端材料工艺要求
1、底座应使用绝缘、阻燃、抗紫外线的环保材料或金属制成。
2、底座应耐腐蚀、抗老化、有足够的硬度,上紧螺丝后不应有变形现象。
3、终端端子应具备护盖。
4、护盖应使用绝缘、阻燃、防紫外线的环保材料制成。
5、护盖应耐腐蚀、抗老化、有足够的硬度,上紧螺丝后,不应有变形现象。
6、护盖上按钮的材料和颜色应与表盖颜色一致。
7、端子座应使用绝缘、阻燃、防紫外线的环保材料制成,要求有足够的绝缘性能和机械强度。
8、电压、电流端子应组装在端子座中,端子应采用H62铜或更好的材料钝化、镀铬或镀镍制成,接线端子的截面积和载流量应满足1.2倍最大工作电流长期使用而温升不超过限定值。
9、端子座接线端钮的孔径应能容纳至少18mm长去掉绝缘的导线,和螺钉的配合应能确保牢固固定最小1.5mm2的导线,固定方式应确保充分和持久的接触,以免松动和过度发热。在加封后应不能触及接线端子。端子座的表内端子部分采用嵌入式双螺钉旋紧。
10、端子座内接线端子号应刻印,不磨损。
三、二次端子排工艺要求
1、端子排应使用绝缘、阻燃、防紫外线的环保材料制成。
2、端子排应具备良好的防凝露引起的端子短路措施。
3、要求耐腐蚀、抗老化、有足够的硬度,上紧螺丝后,不应有变形现象。
4、终端电流、电压接线端子接线端子、RS485接口接线端子等均要在端盖上用硬质接线图刻印标明。
四、配电自动化终端遥信功能验收的相关要点
配电自动化终端遥信功能在10KV开关柜上的实现分两种类型:
1、进线柜(I柜)。要求采样并上传开关柜的合闸状态信号、分闸状态信号、接地状态信号以及故障状态信号。
2、出线柜(Q柜)。要求采样并上传开关柜的合闸状态信号、分闸状态信號以及熔丝熔断状态信号。
DTU遥信功能的工作原理如附图1所示。开关柜的合闸状态、分闸状态、接地状态均连锁着各自的常开行程开关,当开关柜处于某种状态时,该状态所连锁的常开行程开关闭合,连通对应的状态指示灯构成回路。另外,开关柜的故障状态与熔丝熔断状态虽然不是连锁着各自的常开行程开关,但从原理上讲一样。
对于配电自动化终端遥信功能的验收,我们一般采取一看、二测两个步骤进行。
一看:查看开关柜的当前状态与DTU面板上相对应的遥信状态指示灯是否相符,DTU面板上的遥信状态指示灯与DTU显示屏上相对应的遥信状态指示位是否相符。若不符,则需检查遥信回路的二次接线。
案例一:DTU面板状态指示灯不亮。此类问题大多是由状态指示灯损坏引起,当然也不排除状态指示灯线头接触不良引起。此外,若开关柜的状态指示行程开关损坏,也不能闭合构成遥信回路。
解决方案:更换状态指示灯,检查状态指示灯线头接触状况,维修或更换开关柜的状态指示行程开关。
案例二:DTU面板状态指示灯与相应开关柜的当前状态不对应。例如:开关柜在合闸位置,DTU面板状态指示灯显示为分闸。此类问题是验收过程中遇到比较多的,是二次接线错误引起。
解决方案:检查开关柜的状态指示行程开关引线与开关柜端子排是否对应,检查开关柜端子排引出线与DTU端子排引入线是否对应,检查DTU面板状态指示灯接线是否对应。
案例三:DTU面板状态指示灯与DTU显示屏上相对应的遥信状态指示位不对应。例如:DTU面板状态指示灯显示为分闸,DTU显示屏上相对应的遥信状态指示位为合闸。此类问题可以视为DTU内部问题。
解决方案:检查遥信模块接入端是否正确,必要时联系厂家更换遥信模块。
二测:由于进行自动化改造的开关柜大部分都是实际投入运行的,在主站——终端的三遥协同验收之前,现场验收小组是不用对开关柜进行实际的操作观察是否有相应的变位这种测试方法的。目前采取的是短接开关柜的状态指示行程开关引线来观察对应的DTU面板状态指示灯与DTU显示屏上的遥信状态指示位是否有相应的变化这种方法来测试遥信功能的。若没有相应的变化,则需检查遥信回路的二次接线。
案例一:开关柜为某种状态时,短接其他状态的行程开关引线,DTU面板状态指示灯与DTU显示屏上的遥信状态指示位发生不对应变化。例如:开关柜为合闸状态,在确定遥信合闸回路正确的基础上短接分闸状态指示行程开关引线,DTU面板对应的接地状态指示灯亮,同时DTU显示屏上的接地状态指示位发生变化,则可以确定是遥信分闸回路与接地回路串接。
解决方案:检查相互串接的遥信回路二次接线。
案例二:开关柜为某种状态时,短接其他状态的行程开关引线,DTU面板状态指示灯与DTU显示屏上的遥信状态指示位不发生对应变化。例如:开关柜为接地状态,在确定遥信接地回路正确的基础上短接分闸状态指示行程开关引线,DTU面板对应的分闸状态指示灯不亮,同时DTU显示屏上的分闸状态指示位也没有发生变化,则可以确定是遥信分闸回路不通。
解决方案:检查不通的遥信回路二次接线。
五、配电自动化终端遥测功能验收的相关要点
配电自动化终端遥测功能要求在开关柜侧采集三相交流电压、电流。要求的技术指标有:
1、电压输入标称值: 100V/220V ,50Hz;
2、电流输入标称值: 5A/1A;
3、电压电流采样精度:0.5 级;
4、有功、无功采样精度: 1.0 级;
5、在标称输入值时,每一回路的功率消耗小于0.5VA;
6、短期过量交流输入电流施加标称值的 2000%(标称值为 5A), 持续时间小于 1 秒,配电终端应工作正常。1000%(标称值为5A),持续时间为10S,200%过量交流输入电流施加值可连续工作。
7、短期过量交流输入电压施加标称值的150%(标称值为220V),配电终端可连续工作,并工作正常。
对于配电自动化终端遥测功能的验收,我们也采取一看、二测两个步骤进行。
一看:查看开关柜的电流端子排是否有三相CT二次引线,是否与至DTU的引出线相序相对应,连接是否可靠。查看PT柜的电压端子排是否有三相PT二次引线,是否与至DTU的引出线相序相对应,连接是否可靠。DTU显示屏上查看相对应开关柜的电流定值是否设好。
二测:即测试相关间隔遥测回路是否正确连通,具体步骤如下:
1、做好安全措施。这是测试的安全保障工作,根据CT二次侧不能开路,PT二次侧不能短路的原则,将开关柜的电流端子排内三相CT二次引线可靠短接,将PT柜的电压端子排内三相PT二次引线抽出并做好绝缘措施。
2、二次端子加压加流进行测试。利用继电保护测试仪在开关柜的电流端子排引出侧施加试验电流,在PT柜的电压端子排引出侧施加试验电压,在DTU显示屏上查看相对应开关柜的电流、PT柜的电压是否达标。
3、告警测试。利用继电保护测试仪对开关柜施加超过其定值的电流,在DTU显示屏上查看相对应开关柜是否有过流告警标志。
4、恢复安全措施。将开关柜的电流端子排内三相CT二次引线的短接片去掉 ,将PT柜的三相PT二次引线去掉绝缘重新接入电压端子排,并确认接触可靠。
六、配电自动化终端部分遥控功能验收的相关要点
由于进行自动化改造的开关柜大部分都是实际投入运行的,在主站——终端的三遥协同验收之前,我们是不对开关柜进行实际的电动分合闸操作来验收遥控功能。现场验收小组一般是对DTU的电机电源回路进行排查验收,为三遥协同验收把好现场基础关。
开关柜的电动操作机构原理如附图2(适用于电机正反转带动分合闸的开关柜)所示,电动操作机构回路分为控制回路和电机回路,其中48V直流电源由DTU提供。为防止误动作,DTU的电机电源回路采用无源技术原则,即仅在DTU电机电源空开投入且处于“就地”或者“远方”预置状态下才对电动操作机构供电。
对于DTU的电机电源回路的验收,我们一般采取一防、二测两个步骤进行。
一防:即做好防设备损坏、防事故措施,在DTU对开关柜电动操作机构供电之前,应先确保供电出线无短接。这一点在现场测试时十分重要,若忽略这项安全保障工作,可能直接烧坏DTU电源模块。
二测:即测试相应间隔遥控回路是否正确连通。
1、置DTU于“就地”状态,投入相应开关柜的电机电源空开。
2、在开关柜电机电源端子侧量取电压,判断是否合格。
附图1附图2
附图2中标识说明:SB1:合闸按钮;SB2:分闸按钮;K1:合闸继电器;K2:分闸继电器;SQ1:合闸指示行程开关;SQ2:分闸指示行程开关;SQ3:柜门闭锁行程开关;M:直流电机;图示为开关柜分闸状态。
参考文献:
Q/GDW 626—2011《配电自动化系统运行维护管理规范》
Q/GDW 625—2011《配電自动化建设与改造标准化设计技术规定》
国家电网生配电〔2010〕226号《配电自动化验收细则(第一版)》
国家电网生配电〔2011〕69号 《配电自动化实用化验收细则(试行)》
国电电网调〔2011〕168 号文件 关于加强配电网自动化系统安全防护工作的通知
作者简介:
秦如意(1981-),男,湖北省襄阳人,大学本科,工程师,宁波电业局运检部配电主管,从事配电技术管理工作。
关键词:配电自动化终端、遥信、遥测、遥控
中图分类号:U224.3+1文献标识码: A 文章编号:
配电网作为电网供应链的终端环节,直接面向社会和电力终端用户供电,是电网的重要组成部分,随着经济的发展,人们对供电服务、电能质量的要求越来越高,建设具有信息化、自动化、互动化特点的智能配电网,意义重大、需求迫切,而配电自动化工程的实施将为智能配电网的实现打下基础。
2010年1月,国家电网公司将宁波列为配电自动化第二批试点城市,并确定宁波海曙区为试点区域。通过一年多的建设,宁波海曙区配电自动化建设项目于2012年1月通过国家电网公司工程验收。笔者全程参与了该项目配电终端(本次主要应用站所终端DTU)的施工验收和调试工作,在工作过程中总结了终端安装、二次接线方面遇到的各类问题,以及所采用的解决办法,简要阐述如下,供其他供电局在配电自动化建设过程中参考。
对配电自动化终端二次部分的验收,主要要求材料工艺符合相关技术规范,并使之能够满足三遥(遥信、遥测、遥控)功能。
一、功能模块及元器件工艺要求
1、功能模块线路板须用耐氧化、耐腐蚀的A级双面敷铜环氧树脂板,并具有终端生产厂家的标识。
2、功能模块线路板表面应清洗干净,不得有明显的污渍和焊迹,并经绝缘、防腐处理。
3、终端内所有元器件均能防锈蚀、防氧化,紧固点牢靠。
4、电子元器件(除电源器件外)宜使用贴片元件,使用表面贴装工艺生产。
5、功能模块线路板焊接采用回流焊和波峰焊工艺。
6、终端内部端钮螺钉、引线之间以及线路板之间应保持足够的间隙和安全距离。
7、电源变压器、CT等较重的器件不宜直接焊接在线路板上,确有必要直接焊接的,应具有相应措施保证在实际使用条件下的正常使用。
二、终端材料工艺要求
1、底座应使用绝缘、阻燃、抗紫外线的环保材料或金属制成。
2、底座应耐腐蚀、抗老化、有足够的硬度,上紧螺丝后不应有变形现象。
3、终端端子应具备护盖。
4、护盖应使用绝缘、阻燃、防紫外线的环保材料制成。
5、护盖应耐腐蚀、抗老化、有足够的硬度,上紧螺丝后,不应有变形现象。
6、护盖上按钮的材料和颜色应与表盖颜色一致。
7、端子座应使用绝缘、阻燃、防紫外线的环保材料制成,要求有足够的绝缘性能和机械强度。
8、电压、电流端子应组装在端子座中,端子应采用H62铜或更好的材料钝化、镀铬或镀镍制成,接线端子的截面积和载流量应满足1.2倍最大工作电流长期使用而温升不超过限定值。
9、端子座接线端钮的孔径应能容纳至少18mm长去掉绝缘的导线,和螺钉的配合应能确保牢固固定最小1.5mm2的导线,固定方式应确保充分和持久的接触,以免松动和过度发热。在加封后应不能触及接线端子。端子座的表内端子部分采用嵌入式双螺钉旋紧。
10、端子座内接线端子号应刻印,不磨损。
三、二次端子排工艺要求
1、端子排应使用绝缘、阻燃、防紫外线的环保材料制成。
2、端子排应具备良好的防凝露引起的端子短路措施。
3、要求耐腐蚀、抗老化、有足够的硬度,上紧螺丝后,不应有变形现象。
4、终端电流、电压接线端子接线端子、RS485接口接线端子等均要在端盖上用硬质接线图刻印标明。
四、配电自动化终端遥信功能验收的相关要点
配电自动化终端遥信功能在10KV开关柜上的实现分两种类型:
1、进线柜(I柜)。要求采样并上传开关柜的合闸状态信号、分闸状态信号、接地状态信号以及故障状态信号。
2、出线柜(Q柜)。要求采样并上传开关柜的合闸状态信号、分闸状态信號以及熔丝熔断状态信号。
DTU遥信功能的工作原理如附图1所示。开关柜的合闸状态、分闸状态、接地状态均连锁着各自的常开行程开关,当开关柜处于某种状态时,该状态所连锁的常开行程开关闭合,连通对应的状态指示灯构成回路。另外,开关柜的故障状态与熔丝熔断状态虽然不是连锁着各自的常开行程开关,但从原理上讲一样。
对于配电自动化终端遥信功能的验收,我们一般采取一看、二测两个步骤进行。
一看:查看开关柜的当前状态与DTU面板上相对应的遥信状态指示灯是否相符,DTU面板上的遥信状态指示灯与DTU显示屏上相对应的遥信状态指示位是否相符。若不符,则需检查遥信回路的二次接线。
案例一:DTU面板状态指示灯不亮。此类问题大多是由状态指示灯损坏引起,当然也不排除状态指示灯线头接触不良引起。此外,若开关柜的状态指示行程开关损坏,也不能闭合构成遥信回路。
解决方案:更换状态指示灯,检查状态指示灯线头接触状况,维修或更换开关柜的状态指示行程开关。
案例二:DTU面板状态指示灯与相应开关柜的当前状态不对应。例如:开关柜在合闸位置,DTU面板状态指示灯显示为分闸。此类问题是验收过程中遇到比较多的,是二次接线错误引起。
解决方案:检查开关柜的状态指示行程开关引线与开关柜端子排是否对应,检查开关柜端子排引出线与DTU端子排引入线是否对应,检查DTU面板状态指示灯接线是否对应。
案例三:DTU面板状态指示灯与DTU显示屏上相对应的遥信状态指示位不对应。例如:DTU面板状态指示灯显示为分闸,DTU显示屏上相对应的遥信状态指示位为合闸。此类问题可以视为DTU内部问题。
解决方案:检查遥信模块接入端是否正确,必要时联系厂家更换遥信模块。
二测:由于进行自动化改造的开关柜大部分都是实际投入运行的,在主站——终端的三遥协同验收之前,现场验收小组是不用对开关柜进行实际的操作观察是否有相应的变位这种测试方法的。目前采取的是短接开关柜的状态指示行程开关引线来观察对应的DTU面板状态指示灯与DTU显示屏上的遥信状态指示位是否有相应的变化这种方法来测试遥信功能的。若没有相应的变化,则需检查遥信回路的二次接线。
案例一:开关柜为某种状态时,短接其他状态的行程开关引线,DTU面板状态指示灯与DTU显示屏上的遥信状态指示位发生不对应变化。例如:开关柜为合闸状态,在确定遥信合闸回路正确的基础上短接分闸状态指示行程开关引线,DTU面板对应的接地状态指示灯亮,同时DTU显示屏上的接地状态指示位发生变化,则可以确定是遥信分闸回路与接地回路串接。
解决方案:检查相互串接的遥信回路二次接线。
案例二:开关柜为某种状态时,短接其他状态的行程开关引线,DTU面板状态指示灯与DTU显示屏上的遥信状态指示位不发生对应变化。例如:开关柜为接地状态,在确定遥信接地回路正确的基础上短接分闸状态指示行程开关引线,DTU面板对应的分闸状态指示灯不亮,同时DTU显示屏上的分闸状态指示位也没有发生变化,则可以确定是遥信分闸回路不通。
解决方案:检查不通的遥信回路二次接线。
五、配电自动化终端遥测功能验收的相关要点
配电自动化终端遥测功能要求在开关柜侧采集三相交流电压、电流。要求的技术指标有:
1、电压输入标称值: 100V/220V ,50Hz;
2、电流输入标称值: 5A/1A;
3、电压电流采样精度:0.5 级;
4、有功、无功采样精度: 1.0 级;
5、在标称输入值时,每一回路的功率消耗小于0.5VA;
6、短期过量交流输入电流施加标称值的 2000%(标称值为 5A), 持续时间小于 1 秒,配电终端应工作正常。1000%(标称值为5A),持续时间为10S,200%过量交流输入电流施加值可连续工作。
7、短期过量交流输入电压施加标称值的150%(标称值为220V),配电终端可连续工作,并工作正常。
对于配电自动化终端遥测功能的验收,我们也采取一看、二测两个步骤进行。
一看:查看开关柜的电流端子排是否有三相CT二次引线,是否与至DTU的引出线相序相对应,连接是否可靠。查看PT柜的电压端子排是否有三相PT二次引线,是否与至DTU的引出线相序相对应,连接是否可靠。DTU显示屏上查看相对应开关柜的电流定值是否设好。
二测:即测试相关间隔遥测回路是否正确连通,具体步骤如下:
1、做好安全措施。这是测试的安全保障工作,根据CT二次侧不能开路,PT二次侧不能短路的原则,将开关柜的电流端子排内三相CT二次引线可靠短接,将PT柜的电压端子排内三相PT二次引线抽出并做好绝缘措施。
2、二次端子加压加流进行测试。利用继电保护测试仪在开关柜的电流端子排引出侧施加试验电流,在PT柜的电压端子排引出侧施加试验电压,在DTU显示屏上查看相对应开关柜的电流、PT柜的电压是否达标。
3、告警测试。利用继电保护测试仪对开关柜施加超过其定值的电流,在DTU显示屏上查看相对应开关柜是否有过流告警标志。
4、恢复安全措施。将开关柜的电流端子排内三相CT二次引线的短接片去掉 ,将PT柜的三相PT二次引线去掉绝缘重新接入电压端子排,并确认接触可靠。
六、配电自动化终端部分遥控功能验收的相关要点
由于进行自动化改造的开关柜大部分都是实际投入运行的,在主站——终端的三遥协同验收之前,我们是不对开关柜进行实际的电动分合闸操作来验收遥控功能。现场验收小组一般是对DTU的电机电源回路进行排查验收,为三遥协同验收把好现场基础关。
开关柜的电动操作机构原理如附图2(适用于电机正反转带动分合闸的开关柜)所示,电动操作机构回路分为控制回路和电机回路,其中48V直流电源由DTU提供。为防止误动作,DTU的电机电源回路采用无源技术原则,即仅在DTU电机电源空开投入且处于“就地”或者“远方”预置状态下才对电动操作机构供电。
对于DTU的电机电源回路的验收,我们一般采取一防、二测两个步骤进行。
一防:即做好防设备损坏、防事故措施,在DTU对开关柜电动操作机构供电之前,应先确保供电出线无短接。这一点在现场测试时十分重要,若忽略这项安全保障工作,可能直接烧坏DTU电源模块。
二测:即测试相应间隔遥控回路是否正确连通。
1、置DTU于“就地”状态,投入相应开关柜的电机电源空开。
2、在开关柜电机电源端子侧量取电压,判断是否合格。
附图1附图2
附图2中标识说明:SB1:合闸按钮;SB2:分闸按钮;K1:合闸继电器;K2:分闸继电器;SQ1:合闸指示行程开关;SQ2:分闸指示行程开关;SQ3:柜门闭锁行程开关;M:直流电机;图示为开关柜分闸状态。
参考文献:
Q/GDW 626—2011《配电自动化系统运行维护管理规范》
Q/GDW 625—2011《配電自动化建设与改造标准化设计技术规定》
国家电网生配电〔2010〕226号《配电自动化验收细则(第一版)》
国家电网生配电〔2011〕69号 《配电自动化实用化验收细则(试行)》
国电电网调〔2011〕168 号文件 关于加强配电网自动化系统安全防护工作的通知
作者简介:
秦如意(1981-),男,湖北省襄阳人,大学本科,工程师,宁波电业局运检部配电主管,从事配电技术管理工作。