变电所出线侧不停电安装高压带电显示装置的方法研究

王钢辉，王涤，周天宇，凌秋阳

（国网浙江省电力公司湖州供电公司，浙江湖州313000）

经验交流

变电所出线侧不停电安装高压带电显示装置的方法研究

王钢辉，王涤，周天宇，凌秋阳

（国网浙江省电力公司湖州供电公司，浙江湖州313000）

防误装置全面覆盖、防误装置功能正常对保障电力系统的安全生产具有十分重大的意义。在现阶段，有很大一部分变电所的防误装置安装率达不到100%的要求。现有解决该问题的方法又都存在需要停电安装维护等问题，将会影响供电的可靠性。为此提出一种新的方法，通过实施不停电安装一种新型的高压带电显示装置，对防误装置安装不完善的变电所进行改进，提高了变电所的防误装置完善率。

不停电；带电显示装置；防误完善率

0 引言

浙江省电力公司《变电所运维管理规范》中有明确规定：“不断提高变电所的防误装置安装率。”但据初步统计，湖州电网目前有超过150条线路验电未纳入强制闭锁，导致很多变电所防误装置安装率达不到100%。而现有的方法需要停电安装维护，影响了供电可靠性，急需研究一种新的方法。

1 变电所防误装置现状调查

1.1 变电站防误装置完善率现状

据统计，国网湖州供电公司变电运维室所辖66座变电所中防误装置完善的变电所有29座，变电所防误装置完善率为43.94%，大部分变电所防误装置还不完善，存在一定安全隐患，变电所防误装置完善率还需进一步提高。

1.2 完善率偏低原因分析

通过对防误装置不完善变电所进行分析，可以看到这37个变电所分别存在110 kV进出线操作线路接地刀闸（简称地刀）无强制验电闭锁、35 kV开关柜后柜门无带电闭锁、10 kV母线带电小车无强制闭锁、35 kV进线开关无强制闭锁等4类问题（见表1），其中存在110 kV进出线操作线路地刀无强制验电闭锁问题的变电站占比最大，占总数的86.49%。可以得出，110 kV进出线操作线路地刀无强制闭锁是导致现有变电站防误装置不完善的主要问题。

表1 变电站存在问题分析

2 现有方案比较

通过调查现有防误装置完善的变电所，大多通过安装线路电压互感器（简称压变），或安装感应式高压带电显示装置实现110 kV线路地刀强制验电，见表2。

表2 对110 kV进出线操作线路地刀无强制验电闭锁问题解决办法

2.1 加装线路压变

通过加装线路压变，进而进行复验电的方式可以有效解决线路地刀的强制验电。在老的AIS（敞开式空气绝缘）变电站的典型设计中并未在线路侧装设线路压变。如果通过该方式对这些变电站防误装置进行完善，必须结合线路停电的方式进行，极大地影响了供电可靠性。而且线路压变的价格较贵，一台110 kV的线路压变单价在15 000元左右，对生产成本也有一定的压力。

2.2 加装感应式高压带电显示装置

采用该类型的产品，相较于安装线路压变，在经济上有一定的优势。现有应用中的类似产品也有很多，但基本上都是感应式的，只能采取停电安装的方式。并且在后期维护装置时也必须结合停电进行，如表3所示。在现有的供电形势下，社会对电力供应的可靠性要求越来越高，停电计划的制定也越来越难，对电力企业的供电可靠性带来了很大的压力。而且湖州地区雨雾等天气较多，空气湿度较大，空气污染也比较严重，对感应式的高压带电显示装置可靠性也产生了一定的影响。

3 新的实施策略

综合以上现有的两种方式，新的装置设计应该突出亮点：一是不停电安装施工情况下信号源的采集问题，二是恶劣环境下的抗干扰设计。根据现场变电所实际与现场倒闸操作经验，发现检修人员大多会在操作线路侧地刀时查看避雷器泄漏电流指示仪情况，如果避雷器泄漏电流三相均接近0，在操作时也可以辅助判断该线路已无电。同时现有变电设备在线监测技术也有避雷器泄漏电流的采集监控。因此，以避雷器泄漏电流作为电气量来源判断线路的带电情况，进而结合防误装置对该闭锁点进行强制闭锁是可行的。

通过在A，B，C三相避雷器引下线上加装3个小的穿心TA（电流互感器），如图1所示，对电流信号进行取样，再对信号进行放大和滤波，然后将三相信号输出到LED（发光二级管）指示驱动电路。在传感器输出端并上1个TVS（舜态二极管），当有雷击过电压（过电流）时，将电位扼制在一定的电压值，防止损坏采集单元，可有效提高恶劣环境下的抗干扰能力。根据泄漏电流特性设计了一套电路（见图2），主控MCU（单片机）采集三相避雷器泄漏电流信号，当避雷器泄漏电流值高于某个阀值时，控制闭锁驱动电路输出常开节点，同时控制LED指示驱动电路点亮相应LED灯，指示高压线路处于带电状态；当避雷器泄漏电流值低于某个阀值时，控制闭锁驱动电路输出常闭节点，同时控制LED指示驱动电路点亮相应LED灯，指示高压线路处于停电状态。该装置实物照片见图3。

表3 变电运维室感应式高压带电显示装置2015年1—3月份缺陷统计

图1 穿心TA实物

图2 避雷器泄漏式高压带电显示装置电路框图

该避雷器泄漏电流式高压带电显示装置通过输出空接点信号，提供给微机防误系统验电锁，实现防止带电误合接地刀闸（挂接地线）的强制闭锁功能。

4 效果检查

4.1 安装效果检查

图3 该装置实物

避雷器泄漏电流式高压带电显示装置挂网试运行申请材料分别有：《新设备、新材料入网审批表》、《运行安全风险评估报告》、《安装方案》、《挂网运行事故预案》等。在2015年8月10日，完成了110 kV横街变、七里变3条线路的安装工作。本次安装实现了线路不停电作业，工作时仅在避雷器引下线挂设了临时地线。

装置经过将近1个月的带电运行，通过日常运维、操作等工作情况，该装置能够达到目标需求。经过专家组对该装置进行专业鉴定，通过材料评审以及现场抽检，一致认为该装置采用不停电安装方式替代常规感应式高压带电显示装置，具有可观的经济效益和社会效益。从以下几个方面进行检查汇总后形成了试运行报告：避雷器泄漏穿心TA三相外观有无松动、锈蚀；高压带电显示装置柜体安装是否牢固，内部防雨情况是否良好，有无锈蚀，是否影响一次设备的正常运行。带电显示装置防误闭锁点接入微机防误系统后闭锁逻辑是否正确等。

装置试运行结束，经专家组验收通过后，开始在剩余的29座变电站进行安装，其中35 kV下昂变、莫蓉变的进线避雷器为独立柜外设备。至2015年9月底，湖州区域内防误装置安装完成的变电所共63座，未完善的3座，变电所防误装置完善率达95.45%。

4.2 该装置的核心优势

根据避雷器泄漏电流式高压带电显示装置的使用情况，总结出该装置具有三大核心优势：

（1）安装维护方便。只需旁路避雷器接地引下线，不需要停电。

（2）信号采集可靠。信号源从传感器中间穿过，能够不受相邻相或者相邻线路的电场的影响，可靠、准确地指示所测线路或设备的带电状态，杜绝了误动和拒动。

（3）装置运行安全。在传感器输出端并上1个TVS管，当有雷击过电压（过电流）时，将电位钳制在一定的电压值，防止损坏采集单元，有效提高了恶劣环境下的抗干扰能力。

4.3 经济效益

一套避雷器泄漏电流式高压带电显示装置的成本价格为5 000元，相比于原有的2种方式，材料成本将大幅下降。

目前市面上的常规高压带电显示装置在安装的过程中因为安全距离的原因需停电作业，且后期的维护也需停电。抛开供电可靠性的压力，单纯的停电成本也将大大节约。

另外，还可以避免发生带电合地刀误操作事故，减少对用户的供电和经济损失。

5 结语

避雷器泄漏电流式高压带电显示装置是对变电站防误装置的改进，大大提高了变电所的防误装置安装率，也降低了变电站运维人员倒闸操作的误操作风险，保证了供电可靠性，对企业经济效益、社会效益起到了良好的效果。同时避免了该装置维护时设备的停复役操作风险，对电网安全稳定运行也有积极意义。

[1]Q/GDW-11-252-2010变电所运行管理规范[S].北京：中国电力出版社，2010.

[2]国家电网公司电力安全工作规程（变电部分）[M].北京：中国电力出版社，2009.

[3]郑健，张国庆，田悦新，等.氧化锌避雷器泄漏电流在线监测技术综述[J].继电器，2000，28（9）∶7-9.

[4]贾逸梅，粟福珩.在线监测氧化锌避雷器泄漏电流的方法[J].高电压技术，1991（3）∶30-35.

[5]韩雁，徐煜明.避雷器在线测量的研究[J].工矿自动化，2002，28（6）∶13-15.

[6]张振洪，臧殿红.氧化锌避雷器在线监测方法的研究[J].高压电器，2009，45（5）∶126-129

[7]冯新江，吴健，归宇，等.避雷器泄漏电流式高压带电显示装置的应用[J].浙江电力，2016，35（4）∶74-76.

[8]赵志修，费晓明.带电拆除引流线线夹专用工具的设计与应用[J].浙江电力，2016，35（4）∶22-24.

（本文编辑：陆莹）

Study on Installation Method of High Voltage Presence Indicating Device at Substation Outlet Side without Power Cut

WANG Ganghui，WANG Di，ZHOU Tianyu，LIN Qiuyang
（State Grid Huzhou Power Supply Company，Huhzou Zhejiang 313100，China）

Full coverage and normal functioning of anti-maloperation devices are critical to ensure production safety of power system.At present，installation rate of anti-maloperation devices in most substations cannot reach a percentage of 100 as required.However the existing installation and maintenance methods need power cut，which influences power supply reliability.The paper proposes a new method of high voltage presence indicating device installation without power cut to improve substations with incomplete anti-maloperation device and increase the installation rate of the devices in substations.

non-outage；presence indicating devices；anti-maloperation completion rate

10.19585/j.zjdl.201705016

1007-1881（2017）05-0062-04

TM862

B

2016-11-07

王钢辉（1985），男，助理工程师，技师，主要从事变电运维管理工作。