在國家電網(wǎng)有限公司西北分部部署下,國內(nèi)第1個“沙戈荒”寬頻振蕩就地監(jiān)測及協(xié)同防控系統(tǒng)在750千伏曲子變電站及所接330千伏新能源匯集站投運,實現(xiàn)慶東直流配套新能源大基地寬頻振蕩的實時監(jiān)測、精準(zhǔn)定位、快速處置。這是西北電網(wǎng)在寬頻振蕩系統(tǒng)治理方面取得的重要技術(shù)突破,有助于提升“沙戈荒”大型風(fēng)電光伏基地和高占比新能源電網(wǎng)的可靠穩(wěn)定運行水平。
在“沙戈荒”大基地,新能源發(fā)電集中接入電網(wǎng)末端,給電力系統(tǒng)可靠穩(wěn)定運行帶來挑戰(zhàn)。國網(wǎng)西北分部聚焦西北新型電力系統(tǒng)運行需求,提出就地監(jiān)測、綜合分析、精準(zhǔn)溯源、協(xié)同防控的寬頻振蕩防控技術(shù)路線,聯(lián)合國網(wǎng)電科院(南瑞集團)、中國電科院、清華大學(xué)等產(chǎn)學(xué)研優(yōu)勢單位組建了聯(lián)合攻關(guān)團隊。攻關(guān)團隊深入分析寬頻振蕩的發(fā)生機理和傳播特性,充分調(diào)研國內(nèi)外寬頻振蕩研究成果及現(xiàn)有防控技術(shù)的優(yōu)點和缺點,攻克了大規(guī)模新能源基地建模復(fù)雜、多主體協(xié)同邏輯設(shè)計困難等一系列技術(shù)難題,對系統(tǒng)的控制策略、裝置架構(gòu)和技術(shù)參數(shù)進行了反復(fù)論證及優(yōu)化提升,研發(fā)了“沙戈荒”寬頻振蕩就地監(jiān)測及協(xié)同防控系統(tǒng)。
“沙戈荒”寬頻振蕩就地監(jiān)測及協(xié)同防控系統(tǒng)采用主站統(tǒng)一研判、子站分級執(zhí)行的更新防控模式,支持“協(xié)調(diào)控制”與“就地控制”雙模式靈活切換,提升了電網(wǎng)防御體系的可靠性。系統(tǒng)投運后,顯著提升了新能源場站寬頻振蕩風(fēng)險主動防控能力,并與西北電網(wǎng)現(xiàn)有的廣域可靠穩(wěn)定控制系統(tǒng)實現(xiàn)了深度融合與功能互補,構(gòu)筑起涵蓋“寬頻振蕩專項防控+傳統(tǒng)機電振蕩穩(wěn)定控制+新能源場站主動支撐”的多維度、立體化寬頻振蕩綜合防御體系。

一、功能特點(SZTQS-3000新型電力設(shè)備“臺區(qū)用戶識別儀”重量輕方便攜帶)
大功率FSK電力載波通訊方式,理論通訊距離滿足任意的臺區(qū)供電范圍。
特殊的脈沖電流發(fā)射及檢測方式,保證不會因共高壓的臨近臺區(qū)會發(fā)生串信號的錯誤。
快速、方便的臺區(qū)識別功能,分機發(fā)起,測試時間不超過6秒鐘,結(jié)果準(zhǔn)確率100%;結(jié)果顯示內(nèi)容描述簡單、清晰、明確,顯示內(nèi)容包括被測用戶所在的變壓器臺區(qū)編號及被測電表所在的相別(A相、B相、C相)情況,顯示結(jié)果直觀。
分支識別功能,準(zhǔn)確判別被測用戶所在臺區(qū)供電線路的分支,單臺主機可以同時檢測3個分支,多臺主機同時工作可擴展至18個分支。
具備臺變互測功能,多臺主機同時工作,可準(zhǔn)確判定各被測試變臺的獨立性,有無電氣連接關(guān)系。
具備零火線判別功能,可以顯示零火線接線是否正確,有無反接。
具備相序判別功能,可判別ABC各相的相序是“正相序”還是“逆相序”。
電流檢測采用柔性鉗(可選配50A鉗表、100A鉗表、250A鉗表和500A鉗表)。
多種工作模式任意選擇,組合方便,設(shè)置靈活;具有獨立的電力載波、獨立的電流脈沖發(fā)送和電力載波與電流脈沖綜合方式等多種通訊方式。
多機工作模式,儀器不分主、分機,每臺設(shè)備都可以設(shè)置為主機或分機;支持一主多分、多主一分、多主多分三種模式,方便用戶使用,可有效提高工作效率。
精準(zhǔn)測量三相電壓、電流、有功功率、相角、功率因數(shù)、頻率、總功率等多種電參量,可做為電參量測試儀使用。
儀器能顯示出電壓缺相的情況,自動在液晶屏給出提示。
低壓電網(wǎng)電能質(zhì)量分析。儀器可對三相電壓2-51次諧波、三相電流2-51次諧波進行精密測量,同時還可以測量各相電壓、電流的總諧波失真度。
矢量圖顯示功能。儀器可將三相電壓、三相電流的矢量關(guān)系圖顯示出來,方便檢查低壓用戶計量裝置的錯接線情況。
簡單的示波器功能。儀器可以將三相電壓、三相電流的實際波形圖顯示出來,使用者可對被測用戶的波形情況一目了然。
儀器具備自檢功能,對因過壓、沖擊等原因?qū)е虏科骷p壞情況出現(xiàn)時,儀器要對故障部分進行診斷并正確提示。
儀器具備零火線自動識別功能,分機在進行臺區(qū)或分支測試時,會自動識別零火線是否接對,并在屏幕上加以提示
采用大屏幕真彩色全透液晶屏,陽光下依然清晰。中文及圖形化顯示,界面友好,顯示直觀,操作簡單。
導(dǎo)電硅膠按鍵操作模式,設(shè)計合理、操作簡便,其壽命長、靈敏度高,避免了觸摸屏方式在使用一段時間后容易發(fā)生故障導(dǎo)致無法操作,或操作靈敏度差而影響用戶的正常使用。
儀器可將臺區(qū)歸屬測試結(jié)果以記錄的形式保存下來,包括:測試日期、測試時間、臺變編號、電表編號、所屬相別。
測試記錄可以通過U盤等移動存儲設(shè)備拷貝到后臺管理計算機,進行集中管理,能對數(shù)據(jù)記錄進行分類統(tǒng)計,便于營銷部門真實掌握各戶的臺區(qū)歸屬、相別歸屬、分支歸屬等信息;正確統(tǒng)計負荷分配情況、線損率等信息。
為了保障操作的可靠性,儀器具備多重保護。電源回路具備獨立且可快速更換的保護元件。設(shè)備應(yīng)用中當(dāng)接線時誤接入線電壓后,儀器確保無損壞并對誤接線情況進行提示,并且儀器不能執(zhí)行測試操作。
二、技術(shù)指標(biāo)(SZTQS-3000新型電力設(shè)備“臺區(qū)用戶識別儀”重量輕方便攜帶)
1、臺區(qū)測試部分
通訊方式:特種負荷信號傳輸,距離:≥5km
電流測試距離:≥5km
識別周期:≤6秒
測試成功率:100%
分支識別數(shù)量:單主機3路(多主機方式可擴展18路)
鉗型電流互感器:750A/1500A柔性電流鉗50mm卡鉗(50A/100A/250A/500A)(選配)
2、電參量測量部分
電壓:±0.2% 電流:±0.5%
功率:±0.5% 頻率:±0.02Hz
相位:±0.2°
3、電能質(zhì)量部分
電壓諧波測量次數(shù):2-51
電流諧波測量次數(shù):2-51
諧波電壓含有率測量誤差:≤0.1%
諧波電流含有率測量誤差:≤0.2%
4、工作環(huán)境
工作環(huán)境溫度:-30℃~60℃
工作環(huán)境濕度:≤95%RH
工作電壓:AC220V±10%
5、絕緣
⑴、電壓、電流輸入端對機殼的絕緣電阻≥100M?。
⑵、工作電源輸入端對外殼之間承受工頻1.5KV(有效值),歷時1分鐘實驗。
6、重量
重量:1Kg
7、單機體積
體積:25cm×16cm×6cm
三、結(jié)構(gòu)外觀(SZTQS-3000新型電力設(shè)備“臺區(qū)用戶識別儀”重量輕方便攜帶)
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;鉗形電流互感器接口(A相鉗、B相鉗、C相鉗);保險座。
打開支架后右側(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)至計算機);充電器接口為預(yù)留口(本機不帶電池),用于連接充電器;USB接口,通過U盤,可將儀器內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)文件拷貝到電腦。側(cè)面圖見左側(cè)圖二。
儀器的外包裝及配件箱尺寸,如圖三所示:
2、鍵盤操作
鍵盤共有30個鍵,分別為:存儲、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、#、輔助功能建F1、F2、F3、F4、F5。
各鍵功能如下:
↑、↓、←、→鍵:光標(biāo)移動鍵;在主菜單中用來移動光標(biāo),使其指向某個功能菜單,按確認(rèn)鍵即可進入相應(yīng)的功能;在參數(shù)設(shè)置功能屏下上下鍵用來切換當(dāng)前選項,左右鍵改變數(shù)值。
?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,按下此鍵即進入被選中的功能,另外,在輸入某些參數(shù)時,開始輸入和結(jié)束輸入。
退出鍵:返回鍵,非參數(shù)輸入狀態(tài)時,按下此鍵均直接返回到主菜單。
存儲鍵:用來將測試結(jié)果存儲為記錄的形式。
查詢鍵:用來瀏覽已存儲的記錄內(nèi)容。
設(shè)置鍵:在主菜單按下此鍵,直接進入?yún)?shù)設(shè)置屏。
切換鍵:出廠調(diào)試時生產(chǎn)廠家使用,用戶不需用到此鍵。
自檢鍵:出廠調(diào)試時生產(chǎn)廠家使用,用戶不需用到此鍵。
幫助鍵:用來顯示幫助信息。
數(shù)字(字符)鍵:用來進行參數(shù)設(shè)置的輸入(可輸入數(shù)字或字符)。
小數(shù)點鍵:用來在設(shè)置參數(shù)時輸入小數(shù)點。
#鍵:保留功能,暫不用。
F1、F2、F3、F4、F5:其中F1在臺區(qū)識別、分支識別、臺變互測功能中做為發(fā)起方開始測試的確認(rèn)鍵;在電測矢量、波形顯示、頻譜分析功能中做為鎖定功能鍵(測試數(shù)據(jù)鎖定為當(dāng)前值,便于用戶觀察);F2在電測矢量、波形顯示、頻譜分析功能中做為解除鎖定功能鍵;其它鍵為保留功能鍵,暫無用。
近日,由中國電力科學(xué)研究院有限公司高壓計量所牽頭研制的±100千伏寬帶零磁通電流互感器在±500千伏宜都換流站正式掛網(wǎng)運行,標(biāo)志著我國實現(xiàn)直流輸電用零磁通電流互感器關(guān)鍵技術(shù)自主可控。
作為直流輸電工程的關(guān)鍵設(shè)備,零磁通電流互感器為系統(tǒng)中性線提供測控和保護信號,對直流系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運行至關(guān)重要。此前,這項關(guān)鍵技術(shù)掌握在國外少數(shù)廠家手里。設(shè)備發(fā)生嚴(yán)重故障后只能返回國外廠家維修,維修時間、周期不可控,運維工作較為被動。
為此,中國電科院高壓計量所牽頭統(tǒng)籌產(chǎn)學(xué)研資源,聯(lián)合國網(wǎng)上海電力、國網(wǎng)湖北電力、華中科技大學(xué)等組建攻關(guān)團隊依托國家重點研發(fā)計劃項目、國家電網(wǎng)有限公司科技項目等多個科技項目開展攻關(guān)。歷時5年,攻關(guān)團隊在磁調(diào)制理論、可靠性設(shè)計、核心器件國產(chǎn)化、整機生產(chǎn)工藝等方面取得一系列突破,完成了攻關(guān)任務(wù)。型式試驗報告顯示,樣機與國外同類產(chǎn)品相比,絕緣性能、測量準(zhǔn)確度、階躍響應(yīng)和頻率特性等關(guān)鍵性能指標(biāo)全方位提升。
這一設(shè)備的掛網(wǎng)運行填補了國內(nèi)該領(lǐng)域的技術(shù)空白,從器件到整機的100%自主可控對于帶動國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級具有重要意義。
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