高壓開關(guān)動(dòng)特性測試儀校準(zhǔn)裝置技術(shù)指標(biāo)一、綜合校驗(yàn)裝置（時(shí)間測量部分）

1、概述：

本儀器能產(chǎn)生高精度、寬范圍的定時(shí)信號，并能模擬高壓斷路器的動(dòng)作，可用于校驗(yàn)和檢測高壓開關(guān)測試儀的時(shí)間基準(zhǔn)及時(shí)間測量功能。

2、主要技術(shù)指標(biāo)和使用條件：

2.1 本裝置有12路觸頭輸出，可同時(shí)模擬12個(gè)高壓斷路器觸頭。

2.2 高壓斷路器合閘或分閘時(shí)間可在 0.01－800mS范圍內(nèi)任意設(shè)置。

2.3 分辨率：10微秒。

2.4 精  度：0.01%。

2.5 彈跳脈沖個(gè)數(shù)可在  0－20 個(gè)范圍內(nèi)任意設(shè)置。

2.6 支持不同期測試。

2.7 支持內(nèi)部觸發(fā)、外部觸發(fā)、有源觸發(fā)、無源觸發(fā)。

2.8 環(huán)境溫度：10－30度

2.9 環(huán)境濕度：小于85％

高壓開關(guān)動(dòng)特性測試儀校準(zhǔn)裝置技術(shù)指標(biāo)3、時(shí)間校準(zhǔn)裝置外觀結(jié)構(gòu)：

高壓開關(guān)動(dòng)特性測試儀校準(zhǔn)裝置技術(shù)指標(biāo)4、工作原理簡介：

時(shí)間校準(zhǔn)裝置電路劃分為：觸發(fā)電路、高速可預(yù)置計(jì)數(shù)器電路、高精度晶體振蕩電路、單片機(jī)控制電路、輸出控制電路，如圖（1）所示。

4.2 該時(shí)間校準(zhǔn)裝置的特點(diǎn)是：

4.2.1 實(shí)時(shí)性強(qiáng)，裝置努力做到了觸發(fā)實(shí)時(shí)，計(jì)數(shù)實(shí)時(shí)，輸出實(shí)時(shí)。為了能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)，觸發(fā)環(huán)節(jié)采用恒流觸發(fā)，計(jì)數(shù)環(huán)節(jié)采用高速可編程邏輯電路構(gòu)成同步計(jì)數(shù)器，保證計(jì)數(shù)輸出和基準(zhǔn)脈沖同步，輸出電路電路采用晶體管模擬。

4.2.2 采用24M高精度石英晶振，保證基準(zhǔn)脈沖的性和穩(wěn)定性。

高壓開關(guān)動(dòng)特性測試儀校準(zhǔn)裝置技術(shù)指標(biāo)5、面板主要部分說明：

5.1  12路斷口時(shí)間：

模擬高壓斷路器12路觸頭輸出，前6路A1，B1，C1，A2，B2，C2與金屬接地柱共地，后6路A3，B3，C3，A4，B4，C4與黑色插孔共地，稱之為虛地。如果要同時(shí)測量12路，則要保證兩個(gè)地相連。

5.2  6路合閘電阻：

可模擬帶合閘電阻的高壓開關(guān)動(dòng)作，儀器內(nèi)置合閘電阻的投切電阻，電阻值分為100歐，200歐，300歐，300歐，400歐，100歐姆。（阻值可定制）

5.3有源觸發(fā)輸入：

由被校驗(yàn)的高壓開關(guān)測試儀提供觸發(fā)電壓，輸入觸發(fā)電壓的范圍為：DC20－280伏。(儀器對應(yīng)的)

5.4有源外觸發(fā)：

由被校驗(yàn)的開關(guān)測試儀或者多功能測試臺(tái)提供觸發(fā)電壓，輸入觸發(fā)電壓的范圍為：DC12~150伏左右。用來觸發(fā)裝置。

5.5 開關(guān)量輸入（無源外觸發(fā)）：

由被試品輸出開關(guān)量給裝置（*好是電子開關(guān)，普通刀閘會(huì)有彈跳，導(dǎo)致裝置重復(fù)動(dòng)作），主要用于檢測有時(shí)間測試要求的其他設(shè)備和本裝置送檢使用。

使用具體說明：

接好高壓開關(guān)測試儀和LYGKC-1000校驗(yàn)裝置的地線和兩者之間相關(guān)的測試線。然后開機(jī)后顯示界面如下：

按鍵盤上的【確定】鍵進(jìn)入，如下圖示：

按鍵盤上的【確定】鍵進(jìn)入預(yù)設(shè)的時(shí)間調(diào)整，用上下鍵選擇需要更改的預(yù)設(shè)時(shí)間值，直接按數(shù)字鍵。選擇完畢后按【確定】鍵保存當(dāng)前相的設(shè)置。然后進(jìn)入下一相需要更改的預(yù)設(shè)時(shí)間值，全部更改完畢后按【Esc】鍵退出當(dāng)前的設(shè)置。就可以開始測試了。關(guān)于設(shè)置方法也是一樣。

具體接線：LYGKC-1000校準(zhǔn)裝置紅色接線柱接高壓開關(guān)測試儀內(nèi)部直流輸出電源的合閘+，黑色接線柱接電源—，綠色接高壓開關(guān)測試儀內(nèi)部直流輸出電源的分閘+。儀器斷口線與校準(zhǔn)裝置對接。（武漢大洋或者有短路保護(hù)功能的儀器，短路保護(hù)必須先去掉。去掉方法是：按住向下鍵不放，重新開機(jī)，儀器屏幕提示“檢測狀態(tài)，無輸出短路檢查，釋放按鍵繼續(xù)”）

彈跳設(shè)置，具體方法和時(shí)間設(shè)定相同。合閘彈跳的彈跳次數(shù)設(shè)置為0-20次，分閘無彈跳，即彈跳次數(shù)必須為0，否則影響分閘測試時(shí)間。

觀察LYGKC-1000屏幕下端的斷口狀態(tài)，如果是分，則此時(shí)直接操作被校準(zhǔn)高壓開關(guān)測試儀進(jìn)行合閘測試（如果是合。則此時(shí)直接操作被校準(zhǔn)高壓開關(guān)測試儀進(jìn)行分閘測試）， LYGKC-1000校準(zhǔn)裝置動(dòng)作，等待幾秒鐘，被測試高壓開關(guān)測試儀會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的波形和時(shí)間、同期、彈跳等數(shù)據(jù)。注意：操作一次后，必須等到LYGKC-1000的端口狀態(tài)變化了，才能再次操作測試，否則會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。內(nèi)有保護(hù)電路，不會(huì)損壞裝置。

設(shè)置：觸發(fā)方式：內(nèi)觸發(fā)

                      觸發(fā)類型：有源觸發(fā)

                      脈沖輸入：節(jié)點(diǎn)輸入

合閘電阻校準(zhǔn)

操作方法：將面板上的開關(guān)撥到標(biāo)準(zhǔn)電阻位置。

阻值表如圖：

測試方法和時(shí)間測量一致。只看被試品的阻值測量值，測試時(shí)間為模擬時(shí)間。

高壓開關(guān)動(dòng)特性測試儀校準(zhǔn)裝置技術(shù)指標(biāo)6、使用注意事項(xiàng)：

6.1 本裝置的開關(guān)量輸入，禁止有源接入，否則容易損壞輸出端。

7、系統(tǒng)配置：

1、LYGKC-1000型高壓斷路器時(shí)間校準(zhǔn)裝置主控機(jī)    一臺(tái)

2、電源線                                      一條

迄今為止電力線路采用的技術(shù)手段主要是電力線路的在線監(jiān)測以及故障定位，這兩種技術(shù)手段是智能電力線路發(fā)的技術(shù)基礎(chǔ)。其中電力線路的在線監(jiān)測是找出電力線路運(yùn)行中的隱患故障， 并對該隱患進(jìn)行及時(shí)處理； 線路發(fā)生故障后的故障定位是幫助維修人員快速判斷故障原因，然后進(jìn)行故障恢復(fù)處理， 進(jìn)而不影響居民的正常用電。然而， 在實(shí)際的電力線路運(yùn)行中，其在線檢查監(jiān)測和故障定位還有一些細(xì)節(jié)方面沒有處理好， 需要進(jìn)一步進(jìn)行改善。

1、電力線路在線檢查監(jiān)測

在電力線路在線檢查監(jiān)測之前， 電力線路檢查工作主要是運(yùn)行電力線路維修人員對其進(jìn)行定期檢查，這種方式雖然可以發(fā)現(xiàn)電力線路設(shè)備中存在的隱患， 但礙于本身的局限性， 缺乏對特殊環(huán)境和氣候的檢測， 不能做到準(zhǔn)確的電力線路故障定位。如今， 電力線路在線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用而生， 其采用無線傳輸方式，對輸電線路環(huán)境通道環(huán)境、 風(fēng)速、 風(fēng)向、 覆冰、 弧垂、 舞動(dòng)、 絕緣子污穢、 等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測， 提供線路異常狀況的預(yù)警， 通過對線路各有效參數(shù)的監(jiān)測 。

2、配電線路故障在線監(jiān)測系統(tǒng)

配電線路故障在線監(jiān)測系統(tǒng)的KA2003-ZDL智能終端，可安裝在架空的輸配電線路上及城網(wǎng)的地埋電纜 （適用電壓等級： 6~35 kV ），用于在線監(jiān)測電力線路運(yùn)行及故障情況，是一套具有遠(yuǎn)程傳輸能力的可分布監(jiān)控， 集中管理， 即時(shí)通知型的智能化故障管理系統(tǒng)。在系統(tǒng)中， 故障檢測系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測線路運(yùn)行情況， 在電力線路出現(xiàn)短路故障、 接地故障、過流、 停送電等情況下， 將采集的特征數(shù)據(jù)傳送到主控制室。主控制室診斷系統(tǒng)發(fā)信息給相關(guān)管理人員，維護(hù)值班人員手機(jī)， 并在計(jì)算機(jī)上顯示故障位置 。

3、電力線路故障定位

目前輸電線路的故障測距方法主要是行波法。即利用高頻故障暫態(tài)電流、電壓行波或在故障后用脈沖頻率調(diào)制雷達(dá)系統(tǒng)以及斷路器斷開或重合時(shí)產(chǎn)生的暫態(tài)信號等來間接判定故障點(diǎn)的位置 。行波法按采用單端或雙端的電氣量又分為單端法和雙端法。單端測距法有兩種情況。一是直接利用故障產(chǎn)生的電壓或電流行波進(jìn)行測距 。 輸電線路發(fā)生故障后，故障點(diǎn)將產(chǎn)生沿線路運(yùn)動(dòng)的電壓和電流行波，由于波阻抗不連續(xù)，行波在測量端母線和故障點(diǎn)發(fā)生反射。通過測定初始行波和其在故障點(diǎn)的反射行波到達(dá)測量端母線的時(shí)間差來進(jìn)行故障測距。二是采用脈沖電流法， 向待測輸電線路的故障相注入脈沖電流，脈沖信號遇到阻抗不匹配點(diǎn)即故障點(diǎn) ( 短路點(diǎn)、斷線點(diǎn)、接地點(diǎn)等 ) 時(shí)會(huì)發(fā)生突變。通過安裝在線路測量端的電流互感器采集故障點(diǎn)反射的電流行波信號，根據(jù)發(fā)射脈沖與反射脈沖的往返時(shí)間差和脈沖信號在線路中的傳播速度便可計(jì)算出故障點(diǎn)與測量點(diǎn)的距離。雙端測距法：輸電線單相接地故障后，其電壓電流行波沿線路向兩端傳輸，通過兩端母線處安裝的測距裝置記錄行波到達(dá)母線端的初始時(shí)刻進(jìn)行測距 。 單端測距方法在原理上無法保證不存在測距誤差 [16-18] ，雙端測距方法既有較高的測距精度，又有很高的測距可靠度，且不受過渡電阻和線路兩端系統(tǒng)綜合阻抗的影響，在原理上可實(shí)現(xiàn)*準(zhǔn)確的故障定位 。目前的故障定位技術(shù)有紅外測溫定位法、高頻感應(yīng)法等多種。 已經(jīng)研制出由 GPS 傳送的絕緣子位置信息可結(jié)合天氣預(yù)報(bào)提供絕緣子故障判據(jù)及疊加在監(jiān)控中心的 GIS 系統(tǒng)上。系統(tǒng)用 Map Engine ，在電子地圖上指示故障的準(zhǔn)確方位，指導(dǎo)維修。

4、監(jiān)測系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)

目前 ,國內(nèi)外推出了大量針對單一設(shè)備的在線監(jiān)測裝置。為了開發(fā)集成監(jiān)測系統(tǒng) ,本文對各電力設(shè)備的待監(jiān)測信號進(jìn)行了分類 。對變壓器 、GIS 和電力電纜等電力設(shè)備的局部放電等絕緣參量進(jìn)行在線監(jiān)測時(shí) ,需要較高的采樣率來采集絕緣狀態(tài)信號,因此這些設(shè)備可采用高速數(shù)據(jù)采集卡 PXI-5112 和高速示波器 TDS2014 采集模擬信號。高頻信號通過電纜傳輸給信號調(diào)理單元 ,設(shè)備與信號調(diào)理板卡一一對應(yīng) ,后由PXI 測控單元的 PXI- 6508數(shù)字 IO 卡配合軟件實(shí)現(xiàn)板卡類型識別及循檢設(shè)備的切換 ,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)檢測設(shè)備的即插即用。通過對電纜絕緣電阻以及其他電力設(shè)備泄漏電流值的在線監(jiān)測 ,由于對傳感器耦合的直流信號、 交流工頻信號或非電量信號的采集不需要較高采樣率, 故這些設(shè)備可采用嵌入式前置智能節(jié)點(diǎn)采集 。嵌入式智能單元在現(xiàn)場就地進(jìn)行 A /D 轉(zhuǎn)換并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 ,后通過 RS- 485 總線接入 PXI 測控機(jī)箱中的 PXI- 8440多串口卡,并通過串行通訊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳。

5、電力時(shí)間同步在線監(jiān)測系統(tǒng)

5.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

針對電力時(shí)間同步系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其缺乏監(jiān)測系統(tǒng)等問題， 結(jié)合同步在線監(jiān)測技術(shù)的分析結(jié)果，設(shè)計(jì)了一套適用于電力時(shí)間同步系統(tǒng)的在線監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對同步信號運(yùn)行質(zhì)量的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測。

該系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)遵循以下原則 ：

（1）系統(tǒng)設(shè)計(jì)是基于開放系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，是一套系統(tǒng)完整、性能可靠、技術(shù)成熟、功能完善并相對獨(dú)立的系統(tǒng)。

（2）系統(tǒng)功能應(yīng)包括數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、遠(yuǎn)傳、合理性檢查、存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)、分析處理、 系統(tǒng)自診斷等功能。

（3）系統(tǒng)應(yīng)具有靈活的配置性，良好的擴(kuò)展性、開放性，良好的人機(jī)界面，并且能夠適應(yīng)未來發(fā)展需求的擴(kuò)充升級。

（4）系統(tǒng)的部署可以充分利用現(xiàn)有資源，節(jié)約投資成本，使經(jīng)濟(jì)利益大化。

5.2同步監(jiān)測過程

時(shí)間同步監(jiān)測系統(tǒng)的具體監(jiān)測過程如下：

（1） TMU 接收北斗 /GPS 衛(wèi)星信號時(shí)產(chǎn)生時(shí)間基準(zhǔn)。

（2） 接收并解析站端時(shí)鐘系統(tǒng) IRIG-B 碼信號， 計(jì)算時(shí)間偏差。 其中 IRIG-B 碼信號的測量值包含變電站名、 測設(shè)備名、 被測信號類型、測量精度、 當(dāng)前測量時(shí)間、 被測信號連接電纜的時(shí)延、 被測信號超限與否等信息。

（3） 站內(nèi)擴(kuò)展時(shí)鐘通過空接點(diǎn)向測控設(shè)備發(fā)送遙信控制脈沖。 測控設(shè)備接收到站內(nèi)擴(kuò)展時(shí)鐘的遙信控制脈沖后產(chǎn)生變位 [10] ， 由儀表的事件順序記錄（ sequence of event ， SOE ）功能記錄后將相應(yīng)的報(bào)文發(fā)送至 TMU 。 TMU 比較站內(nèi)擴(kuò)展時(shí)鐘發(fā)送遙信控制脈沖的時(shí)刻與測控設(shè)備產(chǎn)生變位時(shí)刻從而獲取其時(shí)間差。

（4） TMU 將獲得的時(shí)間偏差發(fā)送至交換機(jī)。子站交換機(jī)將 TMU 上傳信息發(fā)送至數(shù)據(jù)網(wǎng)， 由中心站的交換機(jī)進(jìn)行接收并發(fā)送至服務(wù)器 [11] 。 服務(wù)器上的時(shí)間同步監(jiān)測系統(tǒng)接收 TMU 的上傳信息， 對其進(jìn)行分析運(yùn)算， 進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、 圖形化顯示、告警顯示等操作， 形成對時(shí)間同步系統(tǒng)、 被授時(shí)設(shè)備時(shí)間狀態(tài)的監(jiān)測。

（5） 通過預(yù)先設(shè)置的閾值，將緊急告警信息通過短信等方式一時(shí)間告知運(yùn)維人員，便于運(yùn)維人員及時(shí)排除故障， 防止事態(tài)的惡化。

6.結(jié)語

綜上所述， 目前電力線路采用的技術(shù)手段主要是故障定位以及電力線路的在線監(jiān)測，地提高了電力線路供電的可靠性和安全性。電力線路的在線監(jiān)測是找出電力線路運(yùn)行中的隱患故障， 并對該隱患進(jìn)行及時(shí)處理， 才能真正落實(shí)和完善電力線路的發(fā)展，進(jìn)而為電力行業(yè)的長久穩(wěn)定發(fā)展奠定好堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。