便攜式電壓二次回路轉(zhuǎn)接裝置的研制

馬 艷，陳 波，孫學(xué)軍，吳 航，顧 浩

（國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司滁州供電公司，安徽 滁州 239000）

1 課題選擇

滁州供電公司常規(guī)變電站約有1030套保護(hù)及測(cè)控裝置、計(jì)量和安全自動(dòng)裝置的二次電壓由電壓并列裝置提供。

電壓并列裝置故障后須將相應(yīng)電壓等級(jí)設(shè)備停電，進(jìn)行電壓并列裝置的更換調(diào)試。

二次電壓的失去會(huì)造成很多重要保護(hù)裝置的功能無(wú)法使用，決定或影響一次設(shè)備的停運(yùn)；會(huì)造成計(jì)量裝置電能無(wú)法計(jì)算，損失電量電費(fèi)；會(huì)造成電壓無(wú)法監(jiān)視，電壓質(zhì)量脫控；還會(huì)造成安全自動(dòng)裝置的誤動(dòng)或拒動(dòng)，屬于危急缺陷。

傳統(tǒng)方法是利用單芯線將電壓互感器根部來(lái)的電纜與電壓切換裝置重動(dòng)后返回小母線的電纜逐相短接，讓電壓互感器根部來(lái)的電壓繞過(guò)電壓切換裝置，保證二次回路電壓正常。但是這種方法需要檢修人員帶電接單芯線。為保證安全操作，不發(fā)生人員觸電，不發(fā)生帶電的單芯線誤碰端子排導(dǎo)致繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置的誤動(dòng)，此方法操作須要花費(fèi)大量時(shí)間，給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定帶來(lái)較大隱患。

為了更快地進(jìn)行電壓并列裝置更換調(diào)試工作，小組開(kāi)展了此次活動(dòng)，選定課題是：便攜式電壓二次回路轉(zhuǎn)接裝置的研制。

2 設(shè)定目標(biāo)

該種電壓二次回路轉(zhuǎn)接裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、使用方便，應(yīng)用在電壓并列裝置的相關(guān)插件更換工作中，可在電壓互感器二次回路不失電的情況下，處理裝置異常缺陷，提高工作效率，縮短工作時(shí)間，同時(shí)保證電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。

在2 h 內(nèi)完成任一電壓并列裝置插件的更換工作。

馬艷工作室已經(jīng)是安徽省勞模創(chuàng)新工作室，滁州市勞模創(chuàng)新工作室，國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司勞模創(chuàng)新室。

3 提出方案并確定最佳方案

3.1 方案的初步提出

為了更好地設(shè)計(jì)研制電壓二次回路轉(zhuǎn)接裝置，方便在變電站的使用，小組使用頭腦風(fēng)暴法對(duì)裝置提出了幾點(diǎn)要求，如圖1所示。

圖1 頭腦風(fēng)暴法得出的二次轉(zhuǎn)接裝置要求圖

針對(duì)提出的幾點(diǎn)要求，小組構(gòu)思了2個(gè)初步方案。

方案一，開(kāi)發(fā)基于傳統(tǒng)試驗(yàn)端子及電纜單芯線的電壓二次回路轉(zhuǎn)接裝置的研制。

方案二，便攜式電壓二次回路轉(zhuǎn)接裝置的研制。

3.2 方案的對(duì)比

小組選擇了2 種初步方案，并用積分進(jìn)行了定量對(duì)比。

一是基于傳統(tǒng)試驗(yàn)端子及電纜單芯線的轉(zhuǎn)接裝置。具有n路轉(zhuǎn)接通道，每個(gè)轉(zhuǎn)接通道有2 個(gè)對(duì)外的連接接口A、B，通過(guò)電纜單芯線將連接接口A、B分別與插件兩端的二次回路接線端連接。

市場(chǎng)沒(méi)有類(lèi)似產(chǎn)品，填補(bǔ)市場(chǎng)空白，先進(jìn)性得8 分，電纜單芯線接頭部分，絕緣效果差，可靠性得6 分，材料簡(jiǎn)單易獲取，投入成本低，經(jīng)濟(jì)性得9 分，沒(méi)有電壓壓差測(cè)試功能，存在二次電壓短路風(fēng)險(xiǎn)，安全性得5分，總分28分。

二是便攜式電壓二次回路轉(zhuǎn)接裝置。具有n路轉(zhuǎn)接通道，每個(gè)轉(zhuǎn)接通道有兩個(gè)對(duì)外的連接接口A、B，在每個(gè)通道中有一個(gè)短接連片，可控制通道的開(kāi)斷。通過(guò)專(zhuān)用電力測(cè)試線將連接接口A、B 分別與插件兩端的二次回路接線端連接，裝置的2 個(gè)連接接口分別連接一個(gè)測(cè)試接口Ta、Tb，Ta、Tb 與同一個(gè)開(kāi)關(guān)S的兩端連接。

產(chǎn)品生產(chǎn)不復(fù)雜，適用于電力行業(yè)，先進(jìn)性得8 分，絕緣效果好，接頭部分采用專(zhuān)用絕緣材料，可靠性得9 分，材料采用市場(chǎng)通用電氣材料，經(jīng)濟(jì)投入較前者略多，經(jīng)濟(jì)性得8 分，具有電壓壓差測(cè)試功能，完全避免了二次電壓短路風(fēng)險(xiǎn)，安全性得9分，總分34分。

可以得出便攜式電壓二次回路轉(zhuǎn)接裝置的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性和安全性較高，研制材料也易于獲取，便于研制，更符合小組的要求。

3.3 方案的進(jìn)一步分解

將最佳方案進(jìn)一步分解，便攜式電壓二次回路轉(zhuǎn)接裝置組成部件，如圖2所示。

圖2 方案分解表

4 制定對(duì)策與實(shí)施對(duì)策

制定對(duì)策如表1所示。

表1 對(duì)策表

實(shí)施一：根據(jù)要求設(shè)計(jì)原理圖（如圖3 所示），確保安裝正確。

圖3 便攜式電壓二次回路轉(zhuǎn)接裝置原理圖

實(shí)施二：便攜式電壓二次回路轉(zhuǎn)接裝置的制作。首先將多組鳳凰試驗(yàn)端子固定在鋼制導(dǎo)軌上，將二者組合在一起；然后將組合好后的鋼制導(dǎo)軌，內(nèi)嵌固定在設(shè)備箱里；最后在設(shè)備箱的兩側(cè)，對(duì)應(yīng)鳳凰試驗(yàn)端子兩側(cè)的插孔處打三個(gè)孔，分別對(duì)應(yīng)為A、B、C三相（如圖4所示）。

圖4 裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

實(shí)施三：電壓二次回路轉(zhuǎn)接裝置試驗(yàn)。

使用的專(zhuān)用測(cè)試線可直接插到變電站端子排上（如圖5 所示），將便攜式電壓二次回路轉(zhuǎn)接裝置內(nèi)部通道上的短接連片打開(kāi)，用萬(wàn)用表測(cè)量?jī)啥藷o(wú)壓差后（防止接錯(cuò)線造成電壓二次短路）再將短接連片連上（如圖6所示）。

圖5 試驗(yàn)時(shí)的接線圖

圖6 試驗(yàn)時(shí)的操作圖

5 效果檢查

使用便攜式電壓二次回路轉(zhuǎn)接裝置后，電壓切換裝置插件更換平均時(shí)間降低到1 h 33 min，如表2所示達(dá)到了設(shè)定的目標(biāo)。

表2 便攜式電壓二次回路轉(zhuǎn)接裝置應(yīng)用耗時(shí)表