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技術(shù)文章 | Technical articles
做好局部放電監(jiān)測(cè)預(yù)警有助于防范電力設(shè)備絕緣故障。國(guó)網(wǎng)上海電力針對(duì)變壓器等電力設(shè)備開(kāi)展了內(nèi)置式、小型化、多參量聯(lián)合感知技術(shù)攻關(guān)，研發(fā)了油閥內(nèi)置式超聲波、特高頻一體化智能傳感裝置，實(shí)現(xiàn)——
局部放電是電力設(shè)備絕緣系統(tǒng)老化和故障的早期征兆之一，通常發(fā)生在高壓電力設(shè)備中，如變壓器、氣體絕緣全封閉組合電器（GIS）、電纜和高壓開(kāi)關(guān)柜等。對(duì)局部放電的感知與診斷覆蓋幾乎所有高壓電力設(shè)備的出廠、現(xiàn)場(chǎng)交接、停運(yùn)診斷及帶電檢（監(jiān)）測(cè)試驗(yàn)環(huán)節(jié)，是目前管控設(shè)備質(zhì)量的關(guān)鍵手段之一。
國(guó)網(wǎng)上海市電力公司電力科學(xué)研究院設(shè)備狀態(tài)感知及預(yù)警技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新提出油閥內(nèi)置式超聲波、特高頻一體化局部放電耦合傳感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了大型油浸式變壓器（電抗器）的內(nèi)置式聲、電聯(lián)合檢測(cè)，助力提升電力設(shè)備安全運(yùn)行水平。
一、功能特點(diǎn)（LYDJ-4000新型電力設(shè)備“電能質(zhì)量分析裝置"售后有保障）
1、儀器是集電能表校驗(yàn)、電參量測(cè)試和檢測(cè)電網(wǎng)中發(fā)生波形畸變、電壓波動(dòng)與閃變和三相不平衡等電能質(zhì)量問(wèn)題為一體的高精度測(cè)試儀器。
2、不停電、不改變計(jì)量回路、不打開(kāi)計(jì)量設(shè)備情況下，在線實(shí)負(fù)荷檢測(cè)計(jì)量設(shè)備的綜合誤差。
3、測(cè)量電壓，電流，有功功率，無(wú)功功率，相角，功率因數(shù)，頻率等多種電參量，從而計(jì)算出測(cè)試設(shè)備回路的測(cè)量誤差。
4、可顯示被測(cè)電壓和電流的矢量圖，用戶可以通過(guò)分析矢量圖得出計(jì)量設(shè)備接線的正確與否。同時(shí)，在三相三線接線方式時(shí)，可自動(dòng)判斷48種接線方式。
5、電流回路可使用鉗形互感器進(jìn)行測(cè)量，操作人員無(wú)須斷開(kāi)電流回路，就可以方便、安全的進(jìn)行測(cè)量。
6、可校驗(yàn)電壓表、電流表、功率表、相位表等指示儀表以及三相三線、三相四線、單相的1A、的各種有功和無(wú)功電能表。
7、可采用光電、手動(dòng)、脈沖等方式進(jìn)行電能表校驗(yàn)。
8、測(cè)量分析公用電網(wǎng)供到用戶端的交流電能質(zhì)量，其測(cè)量分析：頻率偏差、電壓偏差、電壓波動(dòng)、閃變、三相電壓允許不平衡度和電網(wǎng)諧波。
9、可顯示單相電壓、電流波形并可同時(shí)顯示三相電壓、電流波形。
10、負(fù)荷波動(dòng)監(jiān)視：測(cè)量分析各種用電設(shè)備在不同運(yùn)行狀態(tài)下對(duì)公用電網(wǎng)電能質(zhì)量造成的波動(dòng)。記錄和存儲(chǔ)電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、視在功率、頻率、相位等電力參數(shù)。
11、電力設(shè)備調(diào)整及運(yùn)行過(guò)程動(dòng)態(tài)監(jiān)視，幫助用戶解決電力設(shè)備調(diào)整及投運(yùn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。
12、測(cè)試分析電力系統(tǒng)中無(wú)功補(bǔ)償及濾波裝置動(dòng)態(tài)參數(shù)并對(duì)其功能和技術(shù)指標(biāo)作出定量評(píng)價(jià)
13、具備萬(wàn)年歷、時(shí)鐘功能，實(shí)時(shí)顯示日期及時(shí)間。可在現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)的同時(shí)保存測(cè)試數(shù)據(jù)和結(jié)果，并通過(guò)串口上傳至計(jì)算機(jī)，通過(guò)后臺(tái)管理軟件（選配件）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)微機(jī)化管理。
14、采用大屏幕進(jìn)口彩色液晶作為顯示器，中文操作界面并配有漢字提示信息、多參量顯示的液晶顯示界面，人機(jī)對(duì)話界面友好
15、體積小、重量輕，便于攜帶，既可用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量使用，也可用做實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量設(shè)備。
二、技術(shù)指標(biāo)（LYDJ-4000新型電力設(shè)備“電能質(zhì)量分析裝置"售后有保障）
1、輸入特性
電壓測(cè)量范圍：0~400V，50V、100V、200V、400V四檔自動(dòng)切換量程。
電流測(cè)量范圍： 0~，內(nèi)置互感器分為(CT)檔。鉗形互感器為（Q）、2（Q）、100A（Q）、500A（Q）四個(gè)檔位。
相角測(cè)量范圍：0~359.9°。
頻率測(cè)量范圍：45~55Hz。
2、準(zhǔn)確度
計(jì)量校驗(yàn)部分：
電壓：±0.05%（±0.1%）
電流：±0.05%（±0.1%）（鉗形互感器±0.5%）
有功功率：±0.05%（±0.1%）（鉗形互感器±0.5%）
無(wú)功功率：±0.2%（±0.5%）（鉗形互感器±1.0%）
電能：±0.05%（±0.1%）（鉗形互感器±0.5%）
頻率：±0.05%（±0.1%）
相位：±0.2°
3、電能質(zhì)量
基波電壓和電流幅值：基波電壓允許偏差≤0.5％F.S.；基波電流允許偏差≤1％F.S.
基波電壓和電流之間相位差的測(cè)量偏差：≤0.5°
諧波電壓含有率測(cè)量偏差：≤0.1％
諧波電流含有率測(cè)量偏差：≤0.2％
三相電壓不平衡度偏差：≤0.2％
電壓偏差偏差：≤0.2％
電壓變動(dòng)偏差：≤0.2％
閃變偏差：≤5％
4、工作溫度
工作溫度：－10℃~ +40℃
5、絕緣
⑴、電壓、電流輸入端對(duì)機(jī)殼的絕緣電阻≥100M?。
⑵、工作電源輸入端對(duì)外殼之間承受工頻1.5KV（有效值），歷時(shí)1分鐘實(shí)驗(yàn)。
6、標(biāo)準(zhǔn)電能脈沖常數(shù)
標(biāo)準(zhǔn)電能脈沖常數(shù)：內(nèi)置互感器常數(shù)（FL）=10000 r/kW·h
鉗型互感器常數(shù)（FL）：
2 | 100A | 500A | |
10000 r/WK·h | 2000 r/WK·h | 500 r/WK·h | 100 r/WK·h |
7、重量
重量：2Kg
8、體積
體積：25cm×16cm×6cm
三、結(jié)構(gòu)外觀（LYDJ-4000新型電力設(shè)備“電能質(zhì)量分析裝置"售后有保障）
1、外型尺寸及面板布置
儀器外形正視如圖一：
儀器上方是液晶顯示器，下方是按鍵區(qū)，頂端為接線部分，包括：電壓輸入端子UA、UB、UC、UN；電流輸入端子Ia+、Ia-、Ib+、Ib-、Ic+、Ic-（其中Ia+、Ib+、Ic+為電流流入端，Ia-、Ib-、Ic-為電流流出端 ；鉗形電流互感器接口（A相鉗、B相鉗、C相鉗）；光電及脈沖信號(hào)接口。
右側(cè)下部為其他接口部分，包括：232串行口（用于上傳保存的數(shù)據(jù)至計(jì)算機(jī)）；
充電器接口，用于連接充電器；USB接口，通過(guò)數(shù)據(jù)線可連接電腦，將儀器內(nèi)存儲(chǔ)卡做為大容量存儲(chǔ)器使用。側(cè)面圖見(jiàn)左側(cè)圖二。
儀器須及時(shí)充電，避免電池深度放電影響電池壽命，
正常使用的情況下盡可能每天充電（長(zhǎng)期不用*好在兩周內(nèi)充一次電），以免影響使用和電池壽命，每次充電時(shí)間應(yīng)在4小時(shí)以上。
儀器的外包裝及配件箱尺寸，如圖三所示：
2、鍵盤(pán)操作
鍵盤(pán)共有30個(gè)鍵，分別為：存儲(chǔ)、查詢、設(shè)置、切換、↑、↓、←、→、?、退出、自檢、幫助、數(shù)字1、數(shù)字2（ABC）、數(shù)字3（DEF）、數(shù)字4（GHI）、數(shù)字5（JKL）、數(shù)字6（MNO）、數(shù)字7（PQRS）、數(shù)字8（TUV）、數(shù)字9（WXYZ）、數(shù)字0、小數(shù)點(diǎn)、＃、輔助功能建F1、F2、F3、F4、F5。
各鍵功能如下：
↑、↓、←、→鍵：光標(biāo)移動(dòng)鍵；在主菜單中用來(lái)移動(dòng)光標(biāo)，使其指向某個(gè)功能菜單，按確認(rèn)鍵即可進(jìn)入相應(yīng)的功能；在參數(shù)設(shè)置功能屏下上下鍵用來(lái)切換當(dāng)前選項(xiàng)，左右鍵改變數(shù)值。另外，↓還可以用于顯示子目錄菜單。
?鍵：確認(rèn)鍵；在主菜單下，按此鍵顯示菜單子目錄，在子目錄下，按下此鍵即進(jìn)入被選中的功能，另外，在輸入某些參數(shù)時(shí)，開(kāi)始輸入和結(jié)束輸入。
退出鍵：返回鍵，按下此鍵均直接返回到主菜單。
存儲(chǔ)鍵：用來(lái)將測(cè)試結(jié)果存儲(chǔ)為記錄的形式。
查詢鍵：用來(lái)瀏覽已存儲(chǔ)的記錄內(nèi)容。
設(shè)置鍵：保留功能，暫不用。
切換鍵：保留功能，暫不用。
自檢鍵：保留功能，暫不用。
幫助鍵：用來(lái)顯示幫助信息。
數(shù)字（字符）鍵：用來(lái)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置的輸入（可輸入數(shù)字或字符）。
小數(shù)點(diǎn)鍵：用來(lái)在設(shè)置參數(shù)時(shí)輸入小數(shù)點(diǎn)。
＃鍵：保留功能，暫不用。
F1、F2、F3、F4、F5：輔助功能鍵（快捷鍵）。用來(lái)快速進(jìn)入輔助功能界面或?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能。
“局部放電是電力設(shè)備內(nèi)部微小區(qū)域的局部擊穿，是造成電力設(shè)備絕緣故障的主要‘元兇’。許多設(shè)備故障都經(jīng)歷了發(fā)生、發(fā)展、爆發(fā)的過(guò)程，如果在初期有效診斷和合理處置，就能避免絕大多數(shù)嚴(yán)重故障。"
攻關(guān)團(tuán)隊(duì)自2015年起關(guān)注變壓器、GIS等電力設(shè)備的早期微弱局部放電監(jiān)（檢）測(cè)，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)手段對(duì)細(xì)微絕緣異常的敏感性不足，早期缺陷發(fā)展到嚴(yán)重階段才能被發(fā)現(xiàn)；單一物理量的測(cè)量易受環(huán)境干擾，難以實(shí)現(xiàn)高精度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；在高壓、高電磁干擾環(huán)境下，傳統(tǒng)傳感器安裝位置受限，制約信號(hào)的有效測(cè)量。
“對(duì)在運(yùn)變壓器的局部放電監(jiān)測(cè)，主要圍繞放電過(guò)程中的聲、光、電、磁信號(hào)和油中氣體狀態(tài)量。日常運(yùn)維工作中，外置式超聲波傳感器和內(nèi)置式特高頻傳感器應(yīng)用廣泛。"傅晨釗說(shuō)。但在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中超聲波和特高頻傳感技術(shù)都存在局限性，前者存在易受環(huán)境噪聲等信號(hào)干擾、設(shè)備外殼造成聲波衰減等問(wèn)題，后者則易受脈沖型噪聲源干擾而出現(xiàn)誤報(bào)警。這些都會(huì)影響局部放電源的判定和定位，進(jìn)而可能導(dǎo)致存在早期絕緣缺陷的設(shè)備繼續(xù)“帶病"運(yùn)行。
由于常規(guī)單一物理量、外置式傳感監(jiān)測(cè)已無(wú)法滿足設(shè)備早期絕緣缺陷的可靠監(jiān)測(cè)需求，17年，攻關(guān)團(tuán)隊(duì)開(kāi)始探索電力設(shè)備內(nèi)置式、高靈敏、多參量聯(lián)合監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)。
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