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)定運行。傳統(tǒng)干式空心電抗器長期運行后，容易出現(xiàn)環(huán)流過熱、匝間短路、包封開裂受潮進水等缺陷。這些問題在寒冷地區(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)團隊，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)計軟件開發(fā)、產(chǎn)品樣機制作、型式試驗驗證、現(xiàn)場安裝調(diào)試等工作。

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

采用樹狀結(jié)構(gòu)，從蓄電池到站內(nèi)用電設(shè)備，一般經(jīng)過三級配電，每級配電大多采用直流斷路器作為保護電器。由于上下級直流斷路器保護動作特性不匹配，在直流系統(tǒng)運行過程中，當(dāng)下級用電設(shè)備出現(xiàn)短路故障時，經(jīng)常引起上1級直流斷路器的越級跳閘，從而引起其它饋電線路的斷電事故，進而引起變電站一次設(shè)備如高壓開關(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電器動作特性不匹配帶來的隱患，國家電網(wǎng)公司對于新裝和運行中的直流保護電器，規(guī)定了必須進行安秒特性測試，保證性能與設(shè)計相符，以確保直流回路級差配合的正確性。2005年發(fā)布的《直流電源系統(tǒng)運行規(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)定分級配置和整定，并定期進行核對，防止因其不正確動作而擴大事故”；《直流電源系統(tǒng)技術(shù)監(jiān)督規(guī)定》第27條中規(guī)定：“…自動空氣斷路器使用前應(yīng)進行特性和動作電流抽查?！?；《預(yù)防直流電源系統(tǒng)事故措施》第十一條中規(guī)定：“…使用前宜進行安秒特性和動作電流抽檢…”。

目前，直流保護電器的安秒特性一般在實驗室或檢測站進行測試，設(shè)備占地面積大，需要配置專門的充電裝置和大電流負載箱，操作復(fù)雜；部分運行單位利用變電站蓄電池組對直流保護電器的級差配合進行試驗，但無法準確測試其電流-動作時間特性。因而造成直流系統(tǒng)投運后，現(xiàn)場檢修維護人員因不具備相應(yīng)的測試手段和工具，無法檢驗直流保護電器的安秒特性是否滿足要求。

根據(jù)直流保護電器安秒特性測試的現(xiàn)實狀況，本公司推出了一種適合變電站現(xiàn)場使用、便于攜帶、自動化程度高的直流斷路器安秒特性測試系統(tǒng)，可以為運行維護部門提供直流保護電器動作特性的測試手段，對直流保護電器的動作特性以及級差配合進行校驗，以便提高直流系統(tǒng)運行的可靠性，保證電網(wǎng)的可靠運行。

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

電源輸入：380V±20%，頻率50Hz

測試電流范圍：0-1000A

測試電流紋波系數(shù)：小于1%

輸出電流穩(wěn)定性：≤±1%

時間記錄范圍：0.1ms-1000s

極小時間分辨率：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

不需要任何防護措施,可以直接測試

三、操作說明（SZDCS-2000便攜式直流斷路器特性測試儀外形美觀實用,型號齊全）

3.1測試前準備

1）將測試裝置從儀表箱中取出，放置在地面或平穩(wěn)的臺面上。

2）儀表箱放置在測試裝置旁邊，不要阻擋測試裝置的風(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，打開筆記本電腦，雙擊桌面上的測試軟件圖標，進入測試程序。

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

5）上位機顯示“下位機已經(jīng)準備好”字樣，表示上下位機通訊正常，否則，再一次開關(guān)機，確定上下位機的通訊。

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

圖1

3.2 測試界面描述

圖2

測試軟件界面分為6個區(qū)：主按鈕、斷路器信息、測試結(jié)果、實時狀態(tài)、斷路器準備時間、直流斷路器時間特性曲線。

1）主按鈕區(qū)

有五個測試按鈕：文件、設(shè)置、操作、查看、幫助。

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

◇設(shè)置按鈕：設(shè)置按鈕下包括斷路器準備時間、通訊設(shè)置和其他設(shè)置三個功能。

直流斷路器準備時間用于設(shè)置兩次測試之間的等待時間，默認為0秒，操作者可以修改這項設(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、停止位等內(nèi)容，一般情況下為默認值，計算機軟件中有自動查找本端口。

◇操作按鈕：廠站管理、設(shè)備臺帳、通訊設(shè)置、查詢數(shù)據(jù)、現(xiàn)場測試、上傳數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)查詢、接觸電阻。

廠站管理：可對各廠站的聯(lián)系信息進行添加、修改、刪除等操作。

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

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

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

現(xiàn)場測試：就是測試系統(tǒng)的主要界面，如圖2所示。

上傳數(shù)據(jù)：可以通過這個界面讀取全部記錄、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：選擇標準為默認。

狀態(tài)欄：為默認。

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。點擊后顯示測試系統(tǒng)的操作手冊。點擊后退出測試系統(tǒng)，并進入關(guān)機作業(yè)指導(dǎo)書。

2）斷路器信息區(qū)

斷路器信息包括測試單位、測試者、廠站名、斷路器編號、型號、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)。下面是測試內(nèi)容分為抽點測試，全點測試、回路測試，常用的有抽點測試和全點測試。

3）測試結(jié)果顯示區(qū)

測試結(jié)果是對測試結(jié)果數(shù)值進行顯示，包括：開始時間，電流倍數(shù)、測試時長、電流值、動作狀態(tài)等。

4）實時狀態(tài)與時間區(qū)

運行提示，已測試時間，斷路器準備時間，本測試系統(tǒng)的極大特點，運行提示表示當(dāng)前你對測試斷路器是否在測試中，已測試時間能直觀提示該斷路器測試過程已發(fā)生的時間，以秒為單位，時間是從0向上遞增。

斷路器準備時間：上部為年月日，下機分秒，記錄斷路器的準備時間，如被測的斷路器時間，和設(shè)定時間有關(guān)，從極大值向下遞減，當(dāng)遞減為0秒時方可測試。否則按測試鍵開始測試，界面提示“時間未到，請稍后”。

5）操作區(qū)

操作區(qū)有單/全點測試，人工終止、導(dǎo)出數(shù)據(jù)、輸出位圖、重新開始、打印曲線等六個功能。

◇單/全點測試：在抽點測試狀態(tài)下，點擊“單點測試”后，主機就發(fā)生電流，經(jīng)一段時間后斷路器斷開，一次實驗完成，再閉合斷路器，點擊該按鈕開始下次測試。在全點測試狀態(tài)下，對電流比、起時比值、累加步長先進行設(shè)置后，點擊“全點測試”后，將連續(xù)測試三次后出現(xiàn)平均值。

◇人工終止：點擊后測試中的直流斷路器斷開直流電源，停止測試。

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

◇輸出位圖：點擊后保存曲線。

6）曲線區(qū)

該區(qū)域顯示測試電流和分斷時間的曲線關(guān)系，曲線縱坐標為時間軸（脫筘時間），采用對數(shù)坐標，橫坐標為電流倍數(shù)I/In。

3.3測試方法

1）斷路器參數(shù)設(shè)定

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

2）抽點測試

步驟1：在菜單中選擇“抽點測試”，確定輸入的斷路器信息、試驗電流比后，點擊“單點測試”按鈕。

步驟2：操作者在閉合被測試斷路器后（如未閉合測試斷路器會彈出“斷路器開關(guān)未合上”對話框，至斷路器開關(guān)合上為止），點擊話框中的“確定”。實時狀態(tài)窗口的運行提示為“正在測試”，已測試時間一秒一秒地向上遞增。經(jīng)過一段時間后，被測試斷路器自動斷開。開始時間、電流比、測試時長、電流值、動作狀態(tài)顯示在測試結(jié)果區(qū)內(nèi)，右邊的曲線圖上會出現(xiàn)其對應(yīng)的測試點。

步驟3：數(shù)字時鐘開始從設(shè)定的斷路器時間數(shù)值N秒開始向下遞減。一直到0秒后，數(shù)字時鐘不動，方可進行下一次測試。

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

3）全點測試

步驟1：在菜單中選擇“全點測試”。確定輸入的斷路器信息、電流比個數(shù)后，點擊“全點測試”。

步驟2：操作者在閉合被測試斷路器后（如未閉合測試斷路器會彈出“斷路器開關(guān)未合上”對話框，至斷路器開關(guān)合上為止），點擊話框中的“確定”。測試電流通過被測試直流斷路器。經(jīng)過一段時間后，被測試直流斷路器自動斷開，相應(yīng)的測試數(shù)據(jù)顯示在測試結(jié)果框中，數(shù)字時鐘開始從設(shè)定的斷路器時間數(shù)值N秒開始向下遞減。

步驟3：當(dāng)數(shù)字時鐘顯示為0秒后，點擊“全點測試”，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)一個測試點，該測試點的縱坐標等于該電流下三次脫扣時間的平均值。

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

4）回路測試

在菜單中選擇“回路測試”。確定輸入的斷路器規(guī)格、額定電流、回路中斷路器個數(shù)后，點擊“測試”按鈕。

5）導(dǎo)出數(shù)據(jù)

測試完成后，點擊“導(dǎo)出數(shù)據(jù)”按鈕，如果沒有相關(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，界面就會彈出報表保存位置提示。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，點擊“保存”即可將本次測試結(jié)果保存在適當(dāng)位置。報表以HTML方式保存，可以在word文件中進行修改。

6）輸出位圖

步驟1：測試完成后，點擊“輸出圖位”按鈕，彈出提示框，如圖所示。

7）重新開始

測試完成后，點擊“重新開始”按鈕，彈出提示框，如圖所示，所有測試數(shù)據(jù)清零，重新開始測試

8）打印曲線

測試完成后，點擊“打印曲線”按鈕，開始直接打印曲線

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

異常情況1：在測試過程中，彈出“斷路器開關(guān)未合上”提示，點擊“確定”后聽到接觸器吸合的聲音，但程序無反應(yīng)。

處理措施：檢查被測試直流斷路器是否閉合，若沒有閉合，請按測試裝置前面板上復(fù)位按鈕，重新啟動測試過程。

異常情況2：在測試過程中，彈出“斷路器開關(guān)未合上”提示，點擊“確定”后沒有聽到接觸器吸合的聲音。

處理措施：按測試裝置前面板上的復(fù)位按鈕，重新啟動測試過程。

異常情況3：測試過程中，被測試直流斷路器在3倍以上過載電流時不能斷開。

處理措施：按下測試裝置前面板上的急停按鈕，強制斷開測試電流。

異常情況4：測試過程中，因人為原因或控制元件顫動導(dǎo)致測試數(shù)據(jù)異常。

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

異常情況5：設(shè)置測試電流與實際測試電流不一致。

處理措施：這種情況因被測試直流斷路器觸頭接觸電阻和連接線電阻引起，屬于正?，F(xiàn)象，以實測電流為準。

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。研發(fā)團隊還在包封絕緣材料中增加了丁腈橡膠粉體材料，增強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)計方法和全新的電磁結(jié)構(gòu)，應(yīng)用電磁設(shè)計軟件和新工藝，解決了傳統(tǒng)電抗器分數(shù)匝環(huán)流、包封開裂等問題。

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)新型電抗器運行情況調(diào)整優(yōu)化設(shè)備參數(shù)。

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