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(xiàn)問題，威脅電網(wǎng)安全。此前，線路運維主要依賴于人工巡檢和傳統(tǒng)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(tǒng)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(wǎng)新疆電力研發(fā)了光纜災害監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于光纖傳感技術(shù)，利用現(xiàn)有通信光纜的纖芯作為傳感介質(zhì)，結(jié)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(tǒng)的主機及解析設(shè)備均部署于變電站機房，數(shù)據(jù)通過電力通信專網(wǎng)實時回傳，避免了傳統(tǒng)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(tǒng)在220千伏鞏留變電站投運，實現(xiàn)了220千伏溫鞏線光纜覆冰狀態(tài)監(jiān)測；2024年2月，該系統(tǒng)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(tǒng)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(shè)備健康狀態(tài)等數(shù)據(jù)。
光纜災害監(jiān)測系統(tǒng)投運以來成功監(jiān)測到光纜覆冰厚度和風速超系統(tǒng)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(yīng)措施，降低了線路運行風險。“這套系統(tǒng)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(wǎng)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(chǎn)經(jīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(tǒng)側(cè)和待并側(cè)電壓輸出 |
頻率繼電器 | 相應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(zhuǎn)換性故障 | 相應(yīng)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(cè)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(yīng)設(shè)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(yīng)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(guān)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(cè)平衡系數(shù)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(jié)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(yīng)的測試項目 | 交流試驗 | 試驗時應(yīng)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(yīng)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(yīng)的測試項目 | 同期試驗 | 做自動調(diào)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(yīng)的測試項目 | 交流試驗 | 請參見附錄6中“南瑞部分保護”有關(guān)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(shù)參數(shù)（SHHZ1003三相繼保測試儀十余年研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)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(xiàn)常規(guī)4相電壓3相電流型輸出模式，既可兼容傳統(tǒng)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(guān)型功放，性能。不會對試驗現(xiàn)場產(chǎn)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(shù)字信號處理能力強，傳輸頻帶寬，控制高分辨率D/A轉(zhuǎn)換。輸出波形精度高，失真小線性好。采用了大量*技術(shù)和精密元器件材料，并進行了專業(yè)化的結(jié)構(gòu)設(shè)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* 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(shù)據(jù)，顯示矢量圖，聯(lián)機打印報告等。可方便進行三相差動保護測試。
具有獨立直流電源輸出 設(shè)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(shè)備通信。
*的自我保護功能 散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，硬件保護措施可靠*，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(shù)
? 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(shù) 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(shù) 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(guān)量及時間測量
工控型 | 備注 | |
開關(guān)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(guān)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(jié)構(gòu)
第1節(jié) 裝置硬件組成
? 控制數(shù)字信號處理器微機
本裝置采用高速、高性能數(shù)字控制處理器作為控制微機，軟件上應(yīng)用雙精度算法產(chǎn)生各相任意的高精度波形。由于采用一體結(jié)構(gòu)，各部分結(jié)合緊密，數(shù)據(jù)傳輸距離短，結(jié)構(gòu)緊湊。克服了筆記本電腦直接控制式測控儀中因數(shù)據(jù)通信線路長、頻帶窄導致的輸出波形點數(shù)少的問題。
?..D/A轉(zhuǎn)換和低通濾波
采用高速高位D/A轉(zhuǎn)換器，保證了全范圍內(nèi)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(xiàn)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(jié)合精心、合理設(shè)計的散熱結(jié)構(gòu)，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(xiàn)過流，電壓回路出現(xiàn)過載或短路時，自動限制輸出功率，關(guān)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(shè)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(guān)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(guān)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(guān)量可以方便地對各相開關(guān)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(guān)量電位輸入有方向性，應(yīng)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(xiàn)場接線時，應(yīng)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(guān)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(shè)有一路可切換直流電源輸出，分 110V 及 220V 兩檔，可作為現(xiàn)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(yīng)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(wǎng)甘肅超高壓公司信息通信中心正式向國網(wǎng)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(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)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(shù)據(jù)空白。
隨著通信設(shè)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(wǎng)信通公司技術(shù)統(tǒng)籌、省調(diào)通信處專業(yè)督導及省通信調(diào)度實時監(jiān)測的三級協(xié)同保障下，國網(wǎng)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(cè)與設(shè)備側(cè)倒換試驗、電源告警驗證等核心內(nèi)容。其中，作為國網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)第1次開展的通信電源滿載試驗，重點驗證惡劣工況下設(shè)備可靠性，要求單套通信系統(tǒng)持續(xù)30分鐘滿載運行。測試期間，通信電源系統(tǒng)電流達720安，電源設(shè)備模塊溫度攀升至82攝氏度，均達到同類設(shè)備運行參數(shù)新高。經(jīng)全程嚴密監(jiān)測，系統(tǒng)各環(huán)節(jié)運行指標正常，設(shè)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(wǎng)甘肅超高壓公司啟動專項準備工作，提前組織現(xiàn)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(gòu)建“預防—控制—應(yīng)急”全鏈條安全管控機制。作業(yè)現(xiàn)場采用多層管控模式，針對通信設(shè)備高溫風險，通過增設(shè)臨時散熱裝置對高溫設(shè)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(shè)置獨立安全監(jiān)護崗，規(guī)劃專用應(yīng)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(shè)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(shè)備—環(huán)境—人員”三維防護機制，有效防范設(shè)備過熱、電氣火災等風險，確保試驗全過程設(shè)備運行零隱患、操作流程零偏差、安全生產(chǎn)沒有事故。
據(jù)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(tǒng)全負荷運行數(shù)據(jù)，為國網(wǎng)公司通信設(shè)備運維標準制定提供了科學支撐；并通過建立“設(shè)備性能—系統(tǒng)聯(lián)動—應(yīng)急響應(yīng)”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(tǒng)的供電可靠性，為跨區(qū)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行提供了技術(shù)保障。
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