在變壓器出現(xiàn)絕緣擊穿前,油色譜和放電信號都會有所反應。采用油色譜在線監(jiān)測很難及時發(fā)現(xiàn)并預防快速發(fā)展的變壓器故障。根據(jù)放電信號能快速發(fā)現(xiàn)故障,但是在實際應用中存在三大難題:對變壓器全過程放電發(fā)展規(guī)律認識不充分,放電信號準確采集及抗干擾難,放電信號識別故障的策略復雜。針對這三個難題,團隊深入攻關(guān),取得了突破性進展。
在探索變壓器放電發(fā)展規(guī)律方面,以往研究往往基于實驗室小模型試驗,研究結(jié)果與真實變壓器放電特征存在差異。團隊在5臺500千伏真型變壓器、1臺110千伏真型變壓器上共開展了63次放電試驗,包括沿面放電、匝間(餅間)放電、套管故障放電、出線裝置放電等各類缺陷放電試驗。“這些試驗讓我們逐步掌握了變壓器放電發(fā)展規(guī)律和特性,揭示了變壓器真實放電發(fā)展全過程演化機理?!?/span>
在放電信號采集方面,團隊更新研發(fā)了新型傳感采集技術(shù)。他們發(fā)現(xiàn)套管電流互感器(CT)具備良好的高頻電流傳感特性,便研制了基于套管CT的高頻局放傳感器,并提出了內(nèi)置和外置高頻、超聲、特高頻局放傳感器的一體化布局方案,大幅提升了放電信號采集的有效性和抗干擾能力。
在放電信號識別方面,團隊根據(jù)變壓器放電發(fā)展規(guī)律,發(fā)明了融合在線監(jiān)測與繼電保護技術(shù)的放電信號識別判斷算法,構(gòu)建了“三信號、三參數(shù)、七模塊”主動防御策略體系。“主動防御策略體系能夠準確識別放電發(fā)展特征,有效甄別局放單一干擾信號和組合干擾信號,實現(xiàn)準確預警故障和超前保護跳閘?!?/span>

第1章 特點與技術(shù)參數(shù)(WB803電力調(diào)試標準產(chǎn)品“三相微機繼電保護測試儀”易上手,熟練快)
第1節(jié)主要特點
1、滿足現(xiàn)場所有試驗要求。既可對傳統(tǒng)的各種繼電器及保護裝置進行試,也可對現(xiàn)代各種微機保護進行各種試驗,特別是對變壓器差動保護和備自投裝置,試驗更加方便。
型具有標準的四相電壓,三相電流同時輸出,電壓125V、相,電流40A/相。三相電流并聯(lián)可達120A。
2、各種技術(shù)指標完全達到電力部頒發(fā)的DL/T624-1997《繼電保護微機型試驗裝置技術(shù)條件》的標準。
3、單機獨立運行,內(nèi)置高性能工控機,主頻300--600MHz,內(nèi)存512M,硬盤4--12G,運行Windows XP操作系統(tǒng)。
4、國內(nèi)同行業(yè)首先采用進口拉絲不銹鋼面板,不銹鋼鍵盤,同時采用觸摸式鼠標,克服了軌跡球鼠標操作不靈活、容易損壞的缺點,并選用8.4寸,分辨率為800×600的TFT真彩顯示屏,使得單機整體操作方便自如,經(jīng)久耐用。
5、主控板采用DSP+FPGA結(jié)構(gòu),16位DAC輸出,對基波可產(chǎn)生每周2000點的高密度正弦波,大大改善了波形的質(zhì)量,提高了測試儀的精度。
6、功放采用高保真線性功放,既保證了小電流的精度,又保證了大電流的穩(wěn)定。
7、采用USB接口直接和PC機通訊,無須任何轉(zhuǎn)接線,方便使用。
8、可連接筆記本電腦運行。筆記本電腦與工控機使用同一套軟件,無須重新學習操作方法。
9、具備GPS同步試驗功能。裝置可內(nèi)置GPS同步卡(選配)通過RS232口與PC機相連,實現(xiàn)兩臺測試儀異地進行同步對調(diào)試驗。
10、配有獨立專用直流輔助電壓源輸出,輸出電壓分別為110V(1A),220V(0.6A)。以提供給需要直流工作電源的繼電器或保護裝置使用。
11、具有軟件自校準功能,避免了要打開機箱通過調(diào)整電位器來校準精度,從而大大提高了精度的穩(wěn)定性。
第2節(jié) 技術(shù)參數(shù)(WB803電力調(diào)試標準產(chǎn)品“三相微機繼電保護測試儀”易上手,熟練快)
技術(shù)參數(shù)
1、交流電流源:
相電流輸出(有效值): 0--40A/相 精度:0.2%
三相并聯(lián)輸出(有效值): 0--120A/三相同相位并聯(lián)輸出
相電流長時間允許工作值(有效值): 10A
每相*大輸出功率 :420VA
三相并聯(lián)電流*大輸出功率 :900VA
三并電流*大輸出允許工作時間 :10s
頻率范圍: 0--1000Hz 精度:0.001Hz
諧波次數(shù): 2--20次 相位:0--360° 精度:0.1°
2、直流電流源:
電流輸出: 0--±20A/相 精度 0.2%
3、交流電壓源:
相電壓輸出(有效值): 0--125V/相 精度:0.2%
線電壓輸出(有效值): 0--250V
相電壓/線電壓輸出功率 : 75VA/100VA
頻率范圍: 0--1000Hz 精度:0.001Hz
諧波次數(shù): 2--20次 相位:0--360° 精度:0.1°
4、直流電壓源:
相電壓輸出幅值:0--±150V 精度:0.2%
線電壓輸出幅值:0--±300V
相電壓/線電壓輸出功率: 90VA/180VA
5、開關(guān)量端子:
開關(guān)量輸入端子: 8對
空接點: 1--20mA,110V裝置內(nèi)部有源輸出
電位翻轉(zhuǎn):0--6VDC為低電平 15--250VDC為高電平
開關(guān)量輸出端子:4對,空接點 遮斷容量:110V/2A,220V/1A。
6、時間測量范圍:
范圍:1ms--9999s 測量精度:1ms
7、體積重量:
體積: 365(mm )×400(mm )×195 (mm ) 約18Kg
8、電源:
AC220V±10% 50Hz 10A
第2章 硬件結(jié)構(gòu)(WB803電力調(diào)試標準產(chǎn)品“三相微機繼電保護測試儀”易上手,熟練快)
硬件組成
內(nèi)置高性能工業(yè)控制計算機
采用高性能工控機作為控制計算機,配置512M內(nèi)存,4--12GCF卡,預裝Windows XP操作系統(tǒng),面板帶有8.4″800×600分辨率TFT真彩LCD顯示器,不銹鋼優(yōu)化鍵盤和觸摸鼠標,不用外接鍵盤和鼠標就可直接使用,裝置面板配有兩個USB接口,可方便地進行數(shù)據(jù)存取、數(shù)據(jù)通信和軟件升級等。
DSP數(shù)字信號處理系統(tǒng)
采用6000系列DSP控制器作為核心,FPGA可編程邏輯器件輸出波形,由于采用的是DDS硬件輸出波形的技術(shù),使波形頻率和相位精度相當高,同時,該系統(tǒng)與工控機通訊直接采用USB2.0接口,使得數(shù)據(jù)通訊穩(wěn)定可靠。
D/A和A/D轉(zhuǎn)換
采用高精度D/A轉(zhuǎn)換器,同時采用有源低通濾波器,使輸出波形平滑,幅頻特性優(yōu)良。同時控制系統(tǒng)還保留了12路12位A/D轉(zhuǎn)換電路,可實時采集12路模擬量的輸出波形并通過軟件在屏幕上顯示實際輸出的波形,幅值和相位。
高精度線性電壓,電流功率放大器
電流、電壓采用高性能線性放大器直接耦合輸出方式,使電流,電壓源可直接輸出交流和直流波形,并可通過軟件計算輸出各種如方波、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做功率輸出級,結(jié)合精心合理設計的散熱結(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,電流回路允許開路,不會損壞裝置。面板有電流開路指示燈,以方便用戶檢查接線正確與否。同時面板還有電壓過載或短路指示燈,當電壓回路(在有輸出情況下)發(fā)生短路時,該指示燈亮。大電流限時采用獨特的硬件,限時電路,克服了傳統(tǒng)的軟件限時的缺點,使大電流使用更方便和更可靠。
開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出
共有開關(guān)量輸入端子8對,開關(guān)量輸出端子4對。
開入量由光電隔離器組成,其工作電源為獨立的110V工作電源,所以在COM端與開入量之間有110V的直流電壓。
開出量由光電隔離器和24V直流繼電器組成,其工作電源為獨立的24V工作電源,所以在COM端與開出量之間有24V的直流電壓。
以下是幾種常見的開入量的接線示意圖:
① 帶電位的空接點
② 電位翻轉(zhuǎn)
③ 空接點
專用獨立的直流電源輸出
裝置配有兩路110V直流電源電壓輸出,頭尾相接組成+110V、0V、-110V三個端子輸出,只能作保護裝置的工作電源,不能作為直流操作電源使用。這樣+110V、-110V兩端子可輸出220V直流電壓。
型:【輔助直流電壓輸出端子】設計在測試儀的后面板上。
第2節(jié) 面板說明(WB803電力調(diào)試標準產(chǎn)品“三相微機繼電保護測試儀”易上手,熟練快)
一、整體結(jié)構(gòu)
二、前后面板介紹
1、8.4″液晶顯示屏。
2、不銹鋼鍵盤。
3、觸摸式鼠標。
4、電壓短路告警指示燈,電流開路告警指示燈。
5、USB接口,USB1為數(shù)據(jù)交換用,USB2為外接筆記本電腦用。
6、USB切換開關(guān),當切換開關(guān)撥向左邊時,為連接工控機通訊;當切換開關(guān)撥向右邊時,為外接筆記本電腦通訊。
7、DSP控制板復位按鈕,當軟件顯示發(fā)送數(shù)據(jù)失敗或無設備連接時,按此按鈕,使DSP板復位,同時屏幕右下方可出現(xiàn)USB設備的標記。
8、主機電源開關(guān)。為工控機的工作電源。
9、功放電源開關(guān)。當需要輸出電流、電壓時,可開啟此電源開關(guān)。
10、輔助直流電壓輸出端子。
11、裝置接地端。
12、裝置電源輸入插座,AC220±10%,保險10A。
13、散熱柵格。
14、風扇出風孔。
15、電流、電壓輸出端子(在裝置左側(cè)板)。
16、開關(guān)量輸入、輸出端子(在裝置上蓋板上)。
第三章 快速入門(WB803電力調(diào)試標準產(chǎn)品“三相微機繼電保護測試儀”易上手,熟練快)
第1節(jié) 試驗注意事項
1、內(nèi)置了工控機和Windows操作系統(tǒng),請勿過于頻繁地開關(guān)主機電源。
2、裝置面板或背板裝有USB插口,允許熱撥插USB口設備(如U盤等),但注意撥插時一定要在數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后進行。
3、為了保證工控機內(nèi)置的Windows操作系統(tǒng)能穩(wěn)定可靠運行,請不要隨意刪除或修改硬盤上的文件和桌面上的圖標,請不要隨意操作、更改、增加、刪除、使用內(nèi)置Windows系統(tǒng),以免導致操作系統(tǒng)損壞。使用USB盤拷貝數(shù)據(jù)時請一定保證U盤干凈無病毒,也請不要利用U盤在本系統(tǒng)中安裝其它軟件程序。
4、外接鍵盤或鼠標時,請勿插錯端口,否則Windows操作系統(tǒng)不能正常啟動。
5、請勿在輸出狀態(tài)直接關(guān)閉電源,以免因關(guān)閉時輸出錯誤以致保護誤動作。
6、開入量兼容空接點和電位(0-250VDC),使用帶電接點時,接點電位頂端(正極)應接入公共端子COM端。
7、使用本儀器時,請勿堵住或封閉機身的通風口,一般將儀器站立放置或打開支撐腳稍傾斜放置。
8、禁止將外部的交直流電源引入到測試儀的電壓、電流輸出插孔。否則,測試儀將被損壞。
9、如果現(xiàn)場干擾較強或保障要求較高,試驗之前,請將電源線(3芯)的接地端可靠接地或裝置接地孔接地。
10、如果在使用過程中出現(xiàn)界面數(shù)據(jù)出錯或設備無法連接等問題,可以這樣解決:向下觸按復位按鈕鍵,使DSP復位;或退出運行程序回到主菜單,重新運行程序,則界面所有數(shù)據(jù)均恢復至默認值。
第2節(jié) 開/關(guān)機步驟
一、開機步驟
1、首先將測試儀電源線插入AC220V電源插座上,開啟主機電源,工控機啟動Windows XP操作系統(tǒng),啟動完畢后,主機自動進入測試儀軟件主界面。
2、然后開啟功放電源開關(guān),接好電流、電壓回路,有必要也要接好開入量,選擇相應軟件模塊進行試驗。
注意事項:
①當連接電流回路時,可能會出現(xiàn)打火現(xiàn)象,這是正常的,不必擔心。電流回路有20V左右的直流電壓。當回路短接后,此電壓自動消失。如果想不出現(xiàn)打火現(xiàn)象,可關(guān)閉功放電源開關(guān),再接電流回路的線,接好以后再開啟功放電源開關(guān),這樣就可避免出現(xiàn)打火現(xiàn)象。
②檢查接線是否正確。當電流開路指示燈亮起紅燈時,說明該相電流回路接線有誤;當電壓短路指示燈亮起紅燈時,說明該相電壓回路接線有誤。電壓短路指示燈是不能自行恢復正常的。當電壓回路排除故障后,應關(guān)閉功放電源,暫停20秒后再開啟功放電源,這時,電壓短路燈沒有亮起紅燈,則說明接線正確。
二、 關(guān)機步驟
1、首先關(guān)閉功放電源開關(guān)。
2、然后關(guān)閉測試軟件菜單。在【開始】欄里點擊【關(guān)機】,當Windows操作系統(tǒng)提示【可以關(guān)機了】后,再關(guān)閉主機電源,并撥下相關(guān)測試連接線,*后將儀器裝入包裝箱。
第三節(jié) 鍵盤、鼠標操作使用方法
一、鍵盤功能及使用方法
型裝置的鍵盤和鼠標如所示:
鍵盤按鍵的紅色字體為第1功能,黑色字體為第2功能。第1功能以輸入阿拉伯數(shù)字為主,第2功能以輸入26個英文字母為主。【Fn】為功能切換鍵,當【Fn】按下一次,Fn指示燈發(fā)亮,表示目前使用第2功能,當再按下一次【Fn】時,Fn指示燈滅,表示目前使用第1功能,默認狀態(tài)是第1功能狀態(tài)。
二、鼠標使用方法
用中指在觸摸板上移動,可使鼠標移動,用食指點擊左鍵或右鍵,表示選中某菜單。也可雙擊觸摸面板,直接進入菜單選項。
有了前期的技術(shù)研究,23年,變壓器故障主動防御裝置應運而生。“我們開展了一系列裝置功能驗證試驗,裝置正確動作和防拒動、防誤動能力得到試驗證明?!毖b置通過掛網(wǎng)運行評審后,逐步在國家電網(wǎng)公司范圍內(nèi)應用,目前已安裝18套,覆蓋500千伏、750千伏、1000千伏及±800千伏電壓等級。在實際應用中,裝置未出現(xiàn)過誤報警、誤跳閘等情況。
24年1月,“大型變壓器(電抗器)故障主動防御技術(shù)、成套裝置及工程應用”通過中國電機工程學會鑒定。鑒定委員會認為“項目成果整體技術(shù)達到先進水平”。變壓器故障主動防御技術(shù)入選國家能源局23年國內(nèi)電力可靠性管理工作七大突出成果,并納入公司“智能運檢產(chǎn)業(yè)鏈”和“變壓器(高抗)防爆燃專項工作”中,獲24年度公司技術(shù)發(fā)明獎一等獎。
“為進一步優(yōu)化完善變壓器故障主動防御技術(shù),我們將繼續(xù)深化變壓器放電發(fā)展規(guī)律研究,持續(xù)開展真型變壓器放電試驗,并配合公司總部穩(wěn)步推進變壓器主動防御裝置在公司范圍內(nèi)的推廣應用?!?/span>
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