日前，由黑龍江電力科學(xué)研究院參與研發(fā)的10千伏寒地新型干式空心電抗器在黑河市220千伏多寶山變電站掛網(wǎng)運(yùn)行。

干式空心電抗器是重要的一次設(shè)備，影響電網(wǎng)可靠穩(wěn)定運(yùn)行。傳統(tǒng)干式空心電抗器長(zhǎng)期運(yùn)行后，容易出現(xiàn)環(huán)流過(guò)熱、匝間短路、包封開(kāi)裂受潮進(jìn)水等缺陷。這些問(wèn)題在寒冷地區(qū)晝夜大溫差的環(huán)境下尤為突出。為此，黑龍江電科院聯(lián)合哈爾濱理工大學(xué)成立研發(fā)團(tuán)隊(duì)，先后完成新型干式空心電抗器電磁結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件開(kāi)發(fā)、產(chǎn)品樣機(jī)制作、型式試驗(yàn)驗(yàn)證、現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試等工作。

一、產(chǎn)品概述（SZDCS-2000便攜式直流斷路器特性測(cè)試儀外形美觀實(shí)用,型號(hào)齊全）

采用樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，從蓄電池到站內(nèi)用電設(shè)備，一般經(jīng)過(guò)三級(jí)配電，每級(jí)配電大多采用直流斷路器作為保護(hù)電器。由于上下級(jí)直流斷路器保護(hù)動(dòng)作特性不匹配，在直流系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)下級(jí)用電設(shè)備出現(xiàn)短路故障時(shí)，經(jīng)常引起上1級(jí)直流斷路器的越級(jí)跳閘，從而引起其它饋電線路的斷電事故，進(jìn)而引起變電站一次設(shè)備如高壓開(kāi)關(guān)、變壓器、電容器等的事故。為防止因直流斷路器及其它直流保護(hù)電器動(dòng)作特性不匹配帶來(lái)的隱患，國(guó)家電網(wǎng)公司對(duì)于新裝和運(yùn)行中的直流保護(hù)電器，規(guī)定了必須進(jìn)行安秒特性測(cè)試，保證性能與設(shè)計(jì)相符，以確保直流回路級(jí)差配合的正確性。2005年發(fā)布的《直流電源系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)范》第十二條第八款規(guī)定“直流熔斷器和空氣斷路器應(yīng)采用質(zhì)量合格的產(chǎn)品，其熔斷體或定值應(yīng)按有關(guān)規(guī)定分級(jí)配置和整定，并定期進(jìn)行核對(duì)，防止因其不正確動(dòng)作而擴(kuò)大事故”；《直流電源系統(tǒng)技術(shù)監(jiān)督規(guī)定》第27條中規(guī)定：“…自動(dòng)空氣斷路器使用前應(yīng)進(jìn)行特性和動(dòng)作電流抽查。…”；《預(yù)防直流電源系統(tǒng)事故措施》第十一條中規(guī)定：“…使用前宜進(jìn)行安秒特性和動(dòng)作電流抽檢…”。

目前，直流保護(hù)電器的安秒特性一般在實(shí)驗(yàn)室或檢測(cè)站進(jìn)行測(cè)試，設(shè)備占地面積大，需要配置專門(mén)的充電裝置和大電流負(fù)載箱，操作復(fù)雜；部分運(yùn)行單位利用變電站蓄電池組對(duì)直流保護(hù)電器的級(jí)差配合進(jìn)行試驗(yàn)，但無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)試其電流-動(dòng)作時(shí)間特性。因而造成直流系統(tǒng)投運(yùn)后，現(xiàn)場(chǎng)檢修維護(hù)人員因不具備相應(yīng)的測(cè)試手段和工具，無(wú)法檢驗(yàn)直流保護(hù)電器的安秒特性是否滿足要求。

根據(jù)直流保護(hù)電器安秒特性測(cè)試的現(xiàn)實(shí)狀況，本公司推出了一種適合變電站現(xiàn)場(chǎng)使用、便于攜帶、自動(dòng)化程度高的直流斷路器安秒特性測(cè)試系統(tǒng)，可以為運(yùn)行維護(hù)部門(mén)提供直流保護(hù)電器動(dòng)作特性的測(cè)試手段，對(duì)直流保護(hù)電器的動(dòng)作特性以及級(jí)差配合進(jìn)行校驗(yàn)，以便提高直流系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，保證電網(wǎng)的可靠運(yùn)行。

二、主要技術(shù)參數(shù)（SZDCS-2000便攜式直流斷路器特性測(cè)試儀外形美觀實(shí)用,型號(hào)齊全）

電源輸入：380V±20%，頻率50Hz

測(cè)試電流范圍：0-1000A

測(cè)試電流紋波系數(shù)：小于1%

輸出電流穩(wěn)定性：≤±1%

時(shí)間記錄范圍：0.1ms-1000s

極小時(shí)間分辨率：0.1ms

外型尺寸：230mm（寬）×450mm（高）×500mm（深）

包括鋁合箱、附件290mm（寬）×530mm（高）×550mm（深）

重量：12.5kg

附件 10kg

包裝：鋁合金儀表箱

不需要任何防護(hù)措施,可以直接測(cè)試

三、操作說(shuō)明（SZDCS-2000便攜式直流斷路器特性測(cè)試儀外形美觀實(shí)用,型號(hào)齊全）

3.1測(cè)試前準(zhǔn)備

1）將測(cè)試裝置從儀表箱中取出，放置在地面或平穩(wěn)的臺(tái)面上。

2）儀表箱放置在測(cè)試裝置旁邊，不要阻擋測(cè)試裝置的風(fēng)道，本產(chǎn)品的風(fēng)道為儀器的底部。儀器與空氣開(kāi)關(guān)接線如下圖所示：

3）將筆記本電腦放置在儀表箱上，打開(kāi)筆記本電腦，雙擊桌面上的測(cè)試軟件圖標(biāo)，進(jìn)入測(cè)試程序。

4）打開(kāi)測(cè)試主機(jī)后面板的空氣開(kāi)關(guān)，主機(jī)前板上的直流電壓表應(yīng)顯示數(shù)值，顯示測(cè)試儀主回路電壓值（一般為6.7V-7.1V），按面板上的Enter鍵。

5）上位機(jī)顯示“下位機(jī)已經(jīng)準(zhǔn)備好”字樣，表示上下位機(jī)通訊正常，否則，再一次開(kāi)關(guān)機(jī)，確定上下位機(jī)的通訊。

6）進(jìn)入測(cè)試程序后，首先進(jìn)入“歡迎使用直流斷路器保護(hù)特性測(cè)試系統(tǒng)”字樣，表示進(jìn)入主測(cè)試界面如圖1。

圖1

3.2 測(cè)試界面描述

圖2

測(cè)試軟件界面分為6個(gè)區(qū)：主按鈕、斷路器信息、測(cè)試結(jié)果、實(shí)時(shí)狀態(tài)、斷路器準(zhǔn)備時(shí)間、直流斷路器時(shí)間特性曲線。

1）主按鈕區(qū)

有五個(gè)測(cè)試按鈕：文件、設(shè)置、操作、查看、幫助。

◇文件按鈕：文件按鈕下包括打開(kāi)、打印、打印預(yù)覽、打印設(shè)置、頁(yè)面設(shè)置和退出六個(gè)功能。

◇設(shè)置按鈕：設(shè)置按鈕下包括斷路器準(zhǔn)備時(shí)間、通訊設(shè)置和其他設(shè)置三個(gè)功能。

直流斷路器準(zhǔn)備時(shí)間用于設(shè)置兩次測(cè)試之間的等待時(shí)間，默認(rèn)為0秒，操作者可以修改這項(xiàng)設(shè)置。

“通訊設(shè)置”中，需要分別設(shè)置端口、波特率、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)、停止位等內(nèi)容，一般情況下為默認(rèn)值，計(jì)算機(jī)軟件中有自動(dòng)查找本端口。

◇操作按鈕：廠站管理、設(shè)備臺(tái)帳、通訊設(shè)置、查詢數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、上傳數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)查詢、接觸電阻。

廠站管理：可對(duì)各廠站的聯(lián)系信息進(jìn)行添加、修改、刪除等操作。

設(shè)備臺(tái)帳：可對(duì)各廠站設(shè)備信息進(jìn)行描述，并可對(duì)設(shè)備信息進(jìn)行添加、修改、刪除等操作，方便用戶對(duì)設(shè)備信息進(jìn)行管理。

通訊設(shè)置：可以對(duì)串口中的端口（P）、波特率（B）、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)、停止位等進(jìn)行設(shè)定。通迅設(shè)置為自動(dòng)設(shè)置值，不需要設(shè)定。

查詢數(shù)據(jù)：點(diǎn)擊查詢數(shù)據(jù)，可以通過(guò)本查詢數(shù)據(jù)，查詢保存在現(xiàn)在文件中的測(cè)試數(shù)據(jù)。左邊是廠站信息列表，中間為測(cè)試信息，右邊是直流斷路器時(shí)間特性曲線。

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試：就是測(cè)試系統(tǒng)的主要界面，如圖2所示。

上傳數(shù)據(jù)：可以通過(guò)這個(gè)界面讀取全部記錄、退出數(shù)據(jù)上傳、文件中讀取等，如下圖所示。

數(shù)據(jù)查詢：就是記錄查詢，同查詢數(shù)據(jù)。

◇查看按鈕：工具欄、狀態(tài)欄、界面主題。

工具欄：選擇標(biāo)準(zhǔn)為默認(rèn)。

狀態(tài)欄：為默認(rèn)。

界面主題：采用ctrl+1為whidey；采用ctrl+2為office2003，采用ctrl+3為Native win xp。

◇幫助按鈕：為文檔幫助。點(diǎn)擊后顯示測(cè)試系統(tǒng)的操作手冊(cè)。點(diǎn)擊后退出測(cè)試系統(tǒng)，并進(jìn)入關(guān)機(jī)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)。

2）斷路器信息區(qū)

斷路器信息包括測(cè)試單位、測(cè)試者、廠站名、斷路器編號(hào)、型號(hào)、額定電流等內(nèi)容。選擇廠站名可以選擇原有保存的數(shù)據(jù)。下面是測(cè)試內(nèi)容分為抽點(diǎn)測(cè)試，全點(diǎn)測(cè)試、回路測(cè)試，常用的有抽點(diǎn)測(cè)試和全點(diǎn)測(cè)試。

3）測(cè)試結(jié)果顯示區(qū)

測(cè)試結(jié)果是對(duì)測(cè)試結(jié)果數(shù)值進(jìn)行顯示，包括：開(kāi)始時(shí)間，電流倍數(shù)、測(cè)試時(shí)長(zhǎng)、電流值、動(dòng)作狀態(tài)等。

4）實(shí)時(shí)狀態(tài)與時(shí)間區(qū)

運(yùn)行提示，已測(cè)試時(shí)間，斷路器準(zhǔn)備時(shí)間，本測(cè)試系統(tǒng)的極大特點(diǎn)，運(yùn)行提示表示當(dāng)前你對(duì)測(cè)試斷路器是否在測(cè)試中，已測(cè)試時(shí)間能直觀提示該斷路器測(cè)試過(guò)程已發(fā)生的時(shí)間，以秒為單位，時(shí)間是從0向上遞增。

斷路器準(zhǔn)備時(shí)間：上部為年月日，下機(jī)分秒，記錄斷路器的準(zhǔn)備時(shí)間，如被測(cè)的斷路器時(shí)間，和設(shè)定時(shí)間有關(guān)，從極大值向下遞減，當(dāng)遞減為0秒時(shí)方可測(cè)試。否則按測(cè)試鍵開(kāi)始測(cè)試，界面提示“時(shí)間未到，請(qǐng)稍后”。

5）操作區(qū)

操作區(qū)有單/全點(diǎn)測(cè)試，人工終止、導(dǎo)出數(shù)據(jù)、輸出位圖、重新開(kāi)始、打印曲線等六個(gè)功能。

◇單/全點(diǎn)測(cè)試：在抽點(diǎn)測(cè)試狀態(tài)下，點(diǎn)擊“單點(diǎn)測(cè)試”后，主機(jī)就發(fā)生電流，經(jīng)一段時(shí)間后斷路器斷開(kāi)，一次實(shí)驗(yàn)完成，再閉合斷路器，點(diǎn)擊該按鈕開(kāi)始下次測(cè)試。在全點(diǎn)測(cè)試狀態(tài)下，對(duì)電流比、起時(shí)比值、累加步長(zhǎng)先進(jìn)行設(shè)置后，點(diǎn)擊“全點(diǎn)測(cè)試”后，將連續(xù)測(cè)試三次后出現(xiàn)平均值。

◇人工終止：點(diǎn)擊后測(cè)試中的直流斷路器斷開(kāi)直流電源，停止測(cè)試。

◇導(dǎo)出數(shù)據(jù)：點(diǎn)擊后進(jìn)入報(bào)表生成程序，提示報(bào)表保存位置和報(bào)表名稱。

◇輸出位圖：點(diǎn)擊后保存曲線。

6）曲線區(qū)

該區(qū)域顯示測(cè)試電流和分?jǐn)鄷r(shí)間的曲線關(guān)系，曲線縱坐標(biāo)為時(shí)間軸（脫筘時(shí)間），采用對(duì)數(shù)坐標(biāo)，橫坐標(biāo)為電流倍數(shù)I/In。

3.3測(cè)試方法

1）斷路器參數(shù)設(shè)定

把相關(guān)測(cè)試單位、測(cè)試者和廠站名稱、斷路器編號(hào)、斷路器型號(hào)、額定電流、試驗(yàn)電流比等參數(shù)輸入對(duì)應(yīng)的表格內(nèi)

2）抽點(diǎn)測(cè)試

步驟1：在菜單中選擇“抽點(diǎn)測(cè)試”，確定輸入的斷路器信息、試驗(yàn)電流比后，點(diǎn)擊“單點(diǎn)測(cè)試”按鈕。

步驟2：操作者在閉合被測(cè)試斷路器后（如未閉合測(cè)試斷路器會(huì)彈出“斷路器開(kāi)關(guān)未合上”對(duì)話框，至斷路器開(kāi)關(guān)合上為止），點(diǎn)擊話框中的“確定”。實(shí)時(shí)狀態(tài)窗口的運(yùn)行提示為“正在測(cè)試”，已測(cè)試時(shí)間一秒一秒地向上遞增。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，被測(cè)試斷路器自動(dòng)斷開(kāi)。開(kāi)始時(shí)間、電流比、測(cè)試時(shí)長(zhǎng)、電流值、動(dòng)作狀態(tài)顯示在測(cè)試結(jié)果區(qū)內(nèi)，右邊的曲線圖上會(huì)出現(xiàn)其對(duì)應(yīng)的測(cè)試點(diǎn)。

步驟3：數(shù)字時(shí)鐘開(kāi)始從設(shè)定的斷路器時(shí)間數(shù)值N秒開(kāi)始向下遞減。一直到0秒后，數(shù)字時(shí)鐘不動(dòng)，方可進(jìn)行下一次測(cè)試。

重復(fù)步驟1到步驟3，各測(cè)試點(diǎn)在測(cè)試結(jié)果上都有相應(yīng)的測(cè)試數(shù)據(jù)，各測(cè)試點(diǎn)都在右邊的曲線圖內(nèi)有對(duì)應(yīng)的測(cè)試點(diǎn)，直到操作者認(rèn)為可以結(jié)束測(cè)試為止，如圖所示。

3）全點(diǎn)測(cè)試

步驟1：在菜單中選擇“全點(diǎn)測(cè)試”。確定輸入的斷路器信息、電流比個(gè)數(shù)后，點(diǎn)擊“全點(diǎn)測(cè)試”。

步驟2：操作者在閉合被測(cè)試斷路器后（如未閉合測(cè)試斷路器會(huì)彈出“斷路器開(kāi)關(guān)未合上”對(duì)話框，至斷路器開(kāi)關(guān)合上為止），點(diǎn)擊話框中的“確定”。測(cè)試電流通過(guò)被測(cè)試直流斷路器。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，被測(cè)試直流斷路器自動(dòng)斷開(kāi)，相應(yīng)的測(cè)試數(shù)據(jù)顯示在測(cè)試結(jié)果框中，數(shù)字時(shí)鐘開(kāi)始從設(shè)定的斷路器時(shí)間數(shù)值N秒開(kāi)始向下遞減。

步驟3：當(dāng)數(shù)字時(shí)鐘顯示為0秒后，點(diǎn)擊“全點(diǎn)測(cè)試”，重復(fù)步驟2的內(nèi)容，當(dāng)?shù)?次出現(xiàn)數(shù)據(jù)后，右邊曲線區(qū)出現(xiàn)一個(gè)測(cè)試點(diǎn)，該測(cè)試點(diǎn)的縱坐標(biāo)等于該電流下三次脫扣時(shí)間的平均值。

重復(fù)步驟1到步驟3，各測(cè)試點(diǎn)在測(cè)試結(jié)果上都有相應(yīng)的測(cè)試數(shù)據(jù)，各測(cè)試點(diǎn)都在右邊的曲線圖內(nèi)有對(duì)應(yīng)的測(cè)試點(diǎn)，直到操作者認(rèn)為可以結(jié)束測(cè)試為止，如圖所示。

4）回路測(cè)試

在菜單中選擇“回路測(cè)試”。確定輸入的斷路器規(guī)格、額定電流、回路中斷路器個(gè)數(shù)后，點(diǎn)擊“測(cè)試”按鈕。

5）導(dǎo)出數(shù)據(jù)

測(cè)試完成后，點(diǎn)擊“導(dǎo)出數(shù)據(jù)”按鈕，如果沒(méi)有相關(guān)數(shù)據(jù)就出現(xiàn)如下介面，如圖所示。

如果有相關(guān)信息可以保存的話，界面就會(huì)彈出報(bào)表保存位置提示。你可以任意選擇保存位置，保存內(nèi)容有相關(guān)的數(shù)據(jù)和曲線圖。

操作者選擇保存位置、文件名，點(diǎn)擊“保存”即可將本次測(cè)試結(jié)果保存在適當(dāng)位置。報(bào)表以HTML方式保存，可以在word文件中進(jìn)行修改。

6）輸出位圖

步驟1：測(cè)試完成后，點(diǎn)擊“輸出圖位”按鈕，彈出提示框，如圖所示。

7）重新開(kāi)始

測(cè)試完成后，點(diǎn)擊“重新開(kāi)始”按鈕，彈出提示框，如圖所示，所有測(cè)試數(shù)據(jù)清零，重新開(kāi)始測(cè)試

8）打印曲線

測(cè)試完成后，點(diǎn)擊“打印曲線”按鈕，開(kāi)始直接打印曲線

四、異常情況處理（SZDCS-2000便攜式直流斷路器特性測(cè)試儀外形美觀實(shí)用,型號(hào)齊全）

異常情況1：在測(cè)試過(guò)程中，彈出“斷路器開(kāi)關(guān)未合上”提示，點(diǎn)擊“確定”后聽(tīng)到接觸器吸合的聲音，但程序無(wú)反應(yīng)。

處理措施：檢查被測(cè)試直流斷路器是否閉合，若沒(méi)有閉合，請(qǐng)按測(cè)試裝置前面板上復(fù)位按鈕，重新啟動(dòng)測(cè)試過(guò)程。

異常情況2：在測(cè)試過(guò)程中，彈出“斷路器開(kāi)關(guān)未合上”提示，點(diǎn)擊“確定”后沒(méi)有聽(tīng)到接觸器吸合的聲音。

處理措施：按測(cè)試裝置前面板上的復(fù)位按鈕，重新啟動(dòng)測(cè)試過(guò)程。

異常情況3：測(cè)試過(guò)程中，被測(cè)試直流斷路器在3倍以上過(guò)載電流時(shí)不能斷開(kāi)。

處理措施：按下測(cè)試裝置前面板上的急停按鈕，強(qiáng)制斷開(kāi)測(cè)試電流。

異常情況4：測(cè)試過(guò)程中，因人為原因或控制元件顫動(dòng)導(dǎo)致測(cè)試數(shù)據(jù)異常。

處理措施：通過(guò)“測(cè)試”-“取消上次測(cè)試”功能，取消異常數(shù)據(jù)。

異常情況5：設(shè)置測(cè)試電流與實(shí)際測(cè)試電流不一致。

處理措施：這種情況因被測(cè)試直流斷路器觸頭接觸電阻和連接線電阻引起，屬于正常現(xiàn)象，以實(shí)測(cè)電流為準(zhǔn)。

據(jù)了解，10千伏新型干式空心電抗器采用了弱化包封絕緣、增加匝間絕緣的設(shè)計(jì)方式，降低了寒冷地區(qū)大溫差下材料熱膨脹系數(shù)不同引起的包封絕緣材料與導(dǎo)線脫黏的風(fēng)險(xiǎn)。研發(fā)團(tuán)隊(duì)還在包封絕緣材料中增加了丁腈橡膠粉體材料，增強(qiáng)包封絕緣材料的韌性。絕緣結(jié)構(gòu)與絕緣材料的雙重優(yōu)化，使新型電抗器更適用于寒冷地區(qū)。10千伏新型干式空心電抗器還采用了優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和全新的電磁結(jié)構(gòu)，應(yīng)用電磁設(shè)計(jì)軟件和新工藝，解決了傳統(tǒng)電抗器分?jǐn)?shù)匝環(huán)流、包封開(kāi)裂等問(wèn)題。

與傳統(tǒng)干式空心電抗器相比，10千伏新型干式空心電抗器體積減小了54%，溫升降低了32%，制造成本降低了15%。黑龍江電科院將根據(jù)新型電抗器運(yùn)行情況調(diào)整優(yōu)化設(shè)備參數(shù)。

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