便携式厂站计量二次回路排查培训装置研制及应用

广东电网有限责任公司东莞供电局 方绍怀 黄远胜 王泉 蒋敬鹤 邹聪 李学鹏

1 引言

根据南方电网公司《电能计量装置运行管理办法》中明确要求新投运的计量装置需要检测其计量二次回路，保证计量的准确性。因此，现场检测计量二次回路接线正确是计量运维人员应该掌握的一项核心技能，也是计量运维岗位胜任能力题库中的必考题目。但是目前没有相关的培训设备，而现场培训需要涉及变电站的高压场地和主控室计量屏的计量回路，存在一定的人身风险，操作不当还可能影响计量设备的正确计量[1-4]。由于受培训地点和时间的限制，计量运维人员不能随时培训，造成对此核心技能掌握不足，影响了工作质量和考评成绩，而且还存在一定的人身风险。

为解决计量运维人员培训的需求，本文介绍研制一套便携式厂站计量二次回路排查培训装置，仿真现场的计量二次回路，并提供方便的电源接入方式和灵活的错误接线设置功能，以实现在室内开展计量二次回路测试技能培训的目的。

2 技术方案

厂站计量二次回路测试是针对新设计量装置的二次回路开展的检测，根据功能需求，装置包含电源模块、二次线端子排、错误接线开关控制模块、错误接线开关模块、试验接线盒、三相四线电能表等。通过模块间的配合能模拟从互感器计量绕组二次端子到电能表屏端子排处的整个二次回路[5]。

培训装置系统结构设计如图1所示。电源模块将单相电源转换成可接入电能表的三相电压电流和继电器供电电源，三相电压电流先经过二次端子排，再经错误接线开关模块，再至接线盒，最后到电能表。试验接线盒、二次端子排由电压信号端子组和电流信号端子组组成。错误接线开关模块通过开关动作或继电器的触点开关改变计量二次回路接线情况，而错误接线开关控制模块通过按钮开关或旋钮开关控制继电器线圈通电，进而控制错误接线开关模块对应开关动作，电能表主要为了直观显示接线错误下电能表的综合情况。

图1 培训装置系统结构设计

2.1 培训装置组成

装置采用三层结构，电能表、端子排、接线盒。接线盒置于顶层，方便操作人员测量和检查，形成绝缘封装顶层面板。电源模块、计量二次回路接线模块（多个继电器组合）置于底层，而中间层放置错误接线开关控制模块的操作面板。设备顶层设计和中间层操作面板设计如图2所示。培训设备底层控制设计如图3所示。

图2 设备顶层设计和中间层操作面板设计

图3 培训设备底层控制设计

2.2 功能应用分析

计量二次回路不带电培训模式。此模式模拟现场计量二次回路不带电情况下，主要检查计量二次回路是否存在基础错误接线，包括了计量二次回路中电压回路的相间短路、电压回路接地、电压回路开路、电流回路相间短路、电流回路接地、电流回路开路等故障。

计量二次回路带电模式。此模式模拟现场计量二次回路在带电情况下，主要是培训复杂错误接线计量二次回路检查，其中复杂错误接线指的是电压相序错误、电流相序错误、电流极性错误，但是同样可以设置除电压回路相间短路、接地和电流回路开路之外的其他基础错误接线点。

综合模式。由上述两种模式结合，培训难度相对较大。一次培训可以同时设置两种多处的错误接线点（基础接线错误点和复杂错误接线点），先进行计量二次回路不带电模式下的错误接线排查，排查完后消除基础错误接线点，再进入带电模式下的培训。

电气闭锁功能。主要功能分为：一是当存在计量二次电压回路相间短路、电压回路接地、电流回路开路错误接线点，此时计量二次回路上电闭锁，上电开关按下后回路无法通电。二是在计量二次回路通电情况下，电压回路相间短路、电压回路接地、电流回路开路的错误接线点设置按钮按下后开关不动作，不影响回路接线，进而起到保护作用，避免出现在通电的情况下电流回路开路和电压回路短路、接地等故障引起设备损害和安全故事的发生。

3 培训装置使用方法

3.1 计量二次回路不带电模式

计量二次回路不带电模式主要是培训基础错误接线计量二次回路检查，其中基础错误接线指的是电压回路相间短路、电压回路接地、电压回路开路、电流回路相间短路、电流回路接地、电流回路开路。计量二次回路不带电模式（A相电压回开路）如图4所示。

图4 计量二次回路不带电模式（A相电压开路）

计量二次回路不带电模式操作步骤为：首先操作人员打开位于顶层面板左上角总开关，选取基础错误接线点，打开盖板，在中间层面板确定其对应按钮并按下，盖上盖板；如A 相电压回路开路，对应于中间层面板中第3行第一个按钮。（可同时设置多处错误接线点）。其次是操作人员利用工具（万用表）在端子排和接线盒进行测量，根据测量数据判断错误接线点并给出结果。最后是操作人员打开盖板，根据结果与按下的按钮是否对应。

3.2 计量二次回路带电模式

计量二次回路带电模式主要是培训复杂错误接线计量二次回路检查，其中复杂错误接线指的是电压相序错误，电流相序错误、电流极性错误。但是同样可以设置除电压回路相间短路、接地和电流回路开路之外的其他基础错误接线点。操作步骤如下。

一是操作人员打开顶层面板左上角总开关。二是操作人员选取错误接线点，打开盖板，在中间层确定其对应按钮并按下或对应旋钮并旋转至对应位置，盖上盖板；如设置电压相序为BCA，对应于面板1左上角第一行第一列位置，旋转旋钮至2档，第一行第三列处LED亮。三是操作人员利用工具（万用表、相位伏安表）在端子排和接线盒进行测量，根据测量数据判断错误接线点并给出结果。四是操作人员打开盖板，根据结果与按下的按钮是否对应。

3.3 综合模式

综合模式由上述两种模式结合，培训难度相对更大。一次培训可同时设置两种多处的错误接线点（基础接线错误点和复杂错误接线点），先进行计量二次回路不带电模式下的错误接线排查，排查完后消除基础错误接线点；再进一步进入带电模式下的培训。

4 创新点分析

所有模块合理整合在便携式手提箱，减少装置的体积大小，便于移动和存放，方便在不同地点培训使用。培训装置模拟现场测试，安全可靠，误操作不会影响现场设备运行。培训装置具有多种培训模式，多种故障设置，由易到难，基本涵盖常见计量二次故障类型，通过此便携式培训装置能充分提高和考查计量人员是否完全掌握计量二次回路验收、测试和分析。

5 应用效果

厂站计量二次回路排查培训装置最终成果如图5所示，研究人员进行多项功能性测试，已于2022年6月至今在东莞供电局供电服务中心运行分部计量班组进行试点应用，计量用户班组培训如图6所示。用户班组学员开展培训学习，现场应用表明，解决了厂站计量二次回路测试培训以及计量错误接线测试培训受培训地点、培训时间影响培训效果等问题，培训装置具有体积小、携带方便、方便在不同地点培训等使用优点。

图5 培训装置成果

图6 计量用户班组培训

6 结语

便携式厂站计量二次回路排查培训装置应用前景好，便携性强能，学员带回办公室即可进行培训学习，不再受场所的限制。其能够在短时间提高计量运维人员的错误接线分析和计量二次回路排查水平，适合全国从事电能计量有关的电力人员使用，特别是从事计量运维工作人员使用，具有成果推广易、转化简单、费用低等优点。

为提高培训装置的便携性，研究人员在仍需要合理优化装置内部线路布线，缩小各模块体积，完善成果功能，提升整个装置的便携性。