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智能型高压试验平台探讨
时间:2014-6-4 中国电力电工网
摘要:随着智能电网、特高压交直流变电站、换流技术的快整发展,为了能够安全地、快速的完成输变电状态检修现场试验从而适应智能电网、特高压输电项目对电气装置安装工程电气设备交接试验、大修后检测试验及电力主设备周期性试验的要求。因此对输变电状态检修现场试验设备提出了更高的要求:超高集成度、超强自动化、智能化、超常可靠性、机动性等。为解决此问题,本文对智能型高压试验平台进行一些有益的探索、研究。
关键词:智能型高压试验平台     集成化      技术方案
0 引言
 
随着智能电网、特高压交直流变电站、换流技术的快整发展,为了能够安全地、快速的完成输变电状态检修现场试验,从而适应智能电网、特高压输电项目对电气装置安装工程电气设备交接试验、大修后检测试验及电力主设备周期性试验的要求。因此对输变电状态检修现场试验设备提出了更高的要求:超高集成度、超强自动化、智能化、超常可靠性、机动性等。2013年,中国国家电网今年颁布了一批生产特种车辆的技术规范,其中重点是相关试验检测车,推动了电力智能型高压试验平台载化程度的提高。曲靖供电局有限公司设立“智能型高压试验平台”技改项目以推进南方电网公司在该领域的技术发展和试验探索。
曲靖供电局有限公司在多年技术积累的基础上,敢于把解决输变电状态检修现场试验集成化难题作为科技创新和自我超越的突破口。通过一年多的努力,克服个个技术难题研制出了创新性的电力抢修应急智能型高压试验平台,实现了输变电状态检修现场试验集成化、机动化。随着智能型高压试验平台的推出,为智能电网以及特高压输电的现场试验技术带来了全新的解决方案和作业模式。并且实现了工作效率的革命性空破,显著缩短了试验工期并提高了试验人员的工作强度。
目前,因变压器、断路器、互感器等电力主设备为固定安装设备,因系统进行的输变电状态检修现场试验只能在变电站现场进行。输变电状态检修现场试验的工作模式大多是到将试验仪器设备使用电力抢修车辆运输至试验现场后再由人力或吊车将试验仪器抬至被试设备附近,经复杂的试验接线接及电源后接线才能进行试验。这种传统的输变电状态检修现场试验工作方式具有众多的不确定因素:车辆运输及人力搬运对仪器造成的损坏、现场试验环境引入的试验误差以及现场重复接线造成的仪器无法正常使用等。尤其是现场事故抢修及限时供电的情况下,经常因上述原因造成无法正常完成输变电状态检修现场试验,无法对电力主设备做准确的评估从而造成停电事故。所以,很有必要对输变电状态检修现场试验进行试验设备及试验方式上的改进。
为解决上述问题,本文对智能型高压试验平台进行一些有益的探索。
 
1 平台简介
智能型高压试验平台可通过计算机实现后台操控并由专门的数据系统对试验数据进行采集和分析的综合试验平台。该平台能在现场快速接线,有独立照明系统、自备电源、监控设施,具有标准菜单设计,可积木式组合。项目实施后可缩短试验停电时间,降低试验劳动强度,兼具快速反应和日常检修的工作能力,能在各种环境条件下进行现场作业。智能型高压试验平台系统的配套软件,可实现总控智能型高压试验平台上介损测试仪、直流电阻测试仪、变比测试仪、回路电阻测试仪、开关特性测试仪、接地导通测试仪、有载分接开关测试仪等试验仪器的上位软件,在试验完成后保存各仪器采集到的数据、对已有数据进行查询、自动形成数据报表、打印等功能。从用户使用角度出发,整个系统软件呈现为一个工具软件。
通过通信接口,将完成一定测试功能的试验单元与智能型高压试验平台内的计算机相联,配合系统的管理软件,就可以完成对试验过程的控制与数据处理。软件具有下列功能:
完成试验数据的采集、处理和存储,并对试验进行进程管理
完成试验报告的创建、编辑、保存、打印
 
2、现场应用
为智能型高压试验平台能在关键时刻发挥重要作用,曲靖供电局电力试验研究院对智能型高压试验平台进行了系统的培训,针对车载硬件设施及软件搭配进行详细介绍,让技术人员熟悉该车的各项操作,为应急抢修打下良好地基础。同时为了模拟应急抢修现场,试验院将该车应用于日常试验,在变电站实际环境下进行应用,熟悉车载设备、同时提高日常工作效率。
2013年4月,电力试验研究院高压试验一部在220kV增益站进行#2主变预试中,首次启用智能型高压试验平台,进行介质损耗试验、直流电阻试验,试验过程十分顺利,比起传统试验方式,智能型高压试验平台将整个试验过程时间大大缩短,并且在变电站吵杂的环境中,车身配备的视频对讲系统更好地帮助试验人员在现场工作中的呼应、交流,这也更好地确保了现场试验人员的人身安全。
3、集成化技术路线
输变电状态检修现场试验工作承担着诊断变电设备缺陷的重要任务,这项工作对保障电网的安全运行具有重要作用。鉴于现有试验技术及手段的弊端,提出了特殊改装车辆与输变电状态检修现场试验仪器设备相结合的方式,并开发专用的试验控制软件及数据库系统,从而实现输变电状态检修现场试验的机动化、自动化、集成化,提高现场试验的工作效率。
智能型高压试验平台在整体规划、设计上,需建立适合车载化环安全保护体系;其次在功能单元的更件和控制软件的操作程序中,嵌入科学的安全流程、状态监测和互联互锁等条件控制能力,未能达到流程要求和状态条件的,系统自动禁止进行后续可能有安全隐患的所有操作,并对可能引起危险的状态予以封闭。系统具备完备的现场状态、音频、视频记录和操作作业记录功能。智能型高压试验平台不仅可为提高输变电状态检修现场试验的工作效率创造很好的条件,也能为保证试验作业安全提供保障。
 
输变电状态检修现场试验工作承担着诊断变电设备缺陷的重要任务,这项工作对保障电网的安全运行具有重要作用。鉴于现有试验技术及手段的弊端,提出了特殊改装车辆与输变电状态检修现场试验仪器设备相结合的方式,并开发专用的试验控制软件及数据库系统,从而实现输变电状态检修现场试验的机动化、自动化、集成化,提高现场试验的工作效率。
通过供电控制箱可对智能型高压试验平台内的仪器进行集中供电控制。采用计算机集中管理,使集控仪器通过计算机进行操作。集控采用人性化的Windows界面、高性能的计算机处理器、简便易操作的软件界面及可靠完备的硬件控制回路。计算机可统一进行测试数据、管理和打印。
试验距离问题:智能型高压试验平台不能像仪器一样靠近被试设备,装在车上的输变电状态检修现场试验设备大大拉开了与被试设备的距离,在一些紧凑型变电站甚至根本无法靠近,这样就增加了试验接线加长增加了工作量。试验接线加长,对检测的精度和抗干扰能力有一定面影响;
安全问题:首先是车辆的平衡,为了试验方便及仪器的减振问题,仪器必须集中装置于位于车辆一侧的整体抗振仪器架上,所以车辆的左右配重问题十分突出。其次是试验现场状况感知能力下降,由于整体仪器架会挡住操作人员的视线,仪器立面会挡住操作人员对试验现场的观察,从而造成对试验现场状况的感知能力下降。
4、整体结构方案
充分调研各种试验方法和接线类型,设想各类抢修方案,将整个系统接线做成积木式,灵活变换且接线工作量最小。将试验系统上大部分仪器采用标准机箱设计、积木式集中安装在仪器机架上,并采用工业计算机集中控制。试验仪器拆卸方便以便离车使用和送检。试验仪器可以集中控制试验、单独操作试验及离车就近被试品试验,试验方式灵活多样,接线简单灵活,使试验工作量减到最少。考虑对于全天候全地理试验条件的适应性。
试验系统将设计有立体照明单元、温湿度单元、减震单元、辅助电源等,具有夜间立体照明功能、操作室内温湿度调节功能、仪器的双重减震功能等,这些功能保证了试验系统在任何气候和任何环境下都可进行试验工作,使得试验系统具有很强的适应能力。
5平台结构布局
本车采用外装式结构设计,外装式一体化多功能车载高压试验平台设计的意义在于充分利用车外空间,克服了普通客车拿取设备物品的局促不便,放取物品更加快捷方便。同时创造了车内一个完整精致的操作控制室。
后车厢为完整的操作控制室,为保证车辆在行驶过程中乘坐在操作控制室的人员与驾驶室人员沟通的方便,本车在操作控制室与驾驶室之间设计了玻璃移窗和电子通话器。车内右侧中部是操作台,设计了可折叠的液晶显示器、外场监控显示屏、透明玻璃窗,为操作人员提供了更好的操作环境和更开阔的视角。
试验系统的安全保障是重中之重,除硬件本身要具备高可靠性外,对作业时的示警系统、车内外呼唱系统和安全作业流程的制定方面都要仔细研究,做到万无一失。为此试验系统中除硬件本身具有高可靠性外,又专门设计了安全警示单元、接地检测与上电闭锁单元、车内外呼唱单元、有线视频监控和无线视频监控单元等,并编写了试验系统的操作程序、检查程序和维护保养程序等安全作业程序,以保证试验时得到最大的安全保障。
在试验过程中为了便于车内操作人员对仪器设备的操控,操作人员需有更广阔的视角来了解车外试验人员的设备安装和接线等操作情况。此时仅通过车内操作人员前方的透明玻璃观看是远远不够的,因此配备视频监控系统辅助查看车外情况显得十分重要。
本系统由安装在车顶的摄像机、可旋转并具有升降功能、可折叠的云台、监控显示器以及控制设备组成。试验时,操作人员可通过手动或遥控两种方式控制摄像机的旋转和升降,在操作台左前方的显示屏上观看车外情况。同时,摄像头下方的云台两侧配有高亮度照明灯,既可为夜间或光线不足的情况下进行试验提供照明,又可为摄像机在光线不足情况下补光,以保证摄像机获得较清晰的图像。
 
 
6 应用和推广
本项目的最终目的就是为了改进户外进行高压型式试验方式,
即将各种必须的高压型式试验仪器进行改造,使之适合平台要求,通过操作在电脑上安装的集控软件,实现远方控制各项户外高压试验的进行。该种电力综合平台的设计,既给试验人员创造了良好的工作环境,保证试验仪器的正常工作,又通过远方操作高压试验的方式,在很大程度上提高了试验人员的安全度。可以认为,智能高压试验平台,是实现高压试验方式集控化、智能化、安全化的一种体现。
 
 
参 考 文 献
【1】 《直流高压发生器通用技术条件》  DL/T848.1-2004
【2】 《高压谐振试验装置通用技术条件》  DL/T849.6-2004
【3】 《数字高压表检定规程》  DL/T1196-2012
【4】 《供配电技术》 机械工业出版社  刘介才主编
【5】 《电气技术》   玉庆 蔡斌     2008 第11期     
【6】 《电工电气》   徐宇 林鹤云 金承祥  2010 第2期