电力体制改革“局放试验仪”快速高精度的测试能力

随着江苏常州500千伏茅山变电站扩建工程投运，江苏电网今年13项迎峰度夏重点工程全部投运。这批工程累计新增变电容量536万千伏安，新建500千伏及以上输电线路369.12千米，可***提升江苏电网跨区域能源调配能力，保障今夏全省经济社会用电可靠。

近年来，江苏新能源快速发展。据统计，1～5月份全省净增新能源装机容量2077.39万千瓦，同比增长145.36%，新能源总装机规模达1.056亿千瓦。苏北和苏中地区新能源资源富集，需提升电网配套送出能力，促进新能源电力消纳。同时，光伏组件、风机装备制造等产业发展也带动了当地社会用电需求的增长。江苏电网今年13项迎峰度夏重点工程中，位于苏北、苏中地区的工程有9项。这些工程的投运有力提升了新能源送出能力，保障了江苏乃至长三角地区的电力可靠供应。

在迎峰度夏重点工程推进过程中，国网江苏省电力有限公司统筹建设、生产、物资等专业力量，推行“分区作业+智能监控”管理模式，实现施工力量高效协同；动态优化施工工序，科学划分隔离作业区，解决多专业交叉及临近带电等施工难题，加快推进工程建设进度。此外，该公司还系统优化施工、调试、校验等各环节工作流程，科学压缩施工周期。

一、使用提示（LYTCD-9808电力体制改革“局放试验仪”快速高精度的测试能力）

1、系统的操作、维护应由能胜任的相关专业人员进行。

2、现场电压高达几万伏，试验人员应严格遵守所有可靠预防措施。试验区域应有明显、清晰的警示牌，现场任何人都应该知道高压区域。直接从事的测量人员应了解测量回路中所有带电元件、高压元件，不直接从事测量的人员应被隔离在试验区域之外。在试验过程中及上电后，任何人不得进入高压区。

3、在试验以前，操作人员应掌握测试线路、测试方法、测试步骤和测试目的。

4、试验现场要整洁、干净，不应存放其他无关的物品。在高压区间的地面上不应有杂乱的金属小块（如裸铜线段、螺丝、螺帽和其它小金属块等），被试品、升压变压器、耦合电容等应与周围保持适当距离。

5、被试品、升压变压器、耦合电容等表面应保持干燥清洁，因为表面的湿气和污垢会引起表面的局部放电，导致测量异常。

6、高压导线应尽可能短而粗，以防止电晕，可采用蛇皮管等。试验回路所围的面积尽可能小，以降低干扰的引入。电压等级高的高压端应加防电晕帽。试验区各种金属物体应牢固接地，不能悬浮，检查并改善试验区内一切可能放电的部位（如不能有尖、锐角），特别注意各种地线是否良好接地。

7、在试验开始加压前，试验人员必须详细而全方面地检查一遍线路，以免线路接错。特别应关注接地线、高压线和强电回路的连线是否牢固连接。

8、试验异常时，应首先切断电源，再作进一步处理。

二、功能特点（LYTCD-9808电力体制改革“局放试验仪”快速高精度的测试能力）

测量通道：2/4/6通道测量，独立的信号调理、AD采样、处理、显示，且实现同步采样。

测量功能：可检测局部放电幅值、极性、相位、放电起始电压、熄灭电压、次数等相关参数。

同步功能：内、外同步任意选择，且具有零标指示和相位分辨功能。

显示方式：可选择椭圆、直线、正弦及二维、三维等界面显示局部放电信号，可直观的分析测试过程中信号的频率、相位、幅度以及试验电压之间的相互关系。

局部放大：可对单个或某一段放电信号进行波形分析，确定信号的性质。

开窗功能：可在任意指定相位开窗（消隐），用于特别显示（或屏蔽）指定相位的信号（干扰）。

同步消隐：在配合阻抗单元和耦合电容的情况下，可对来自地网、试验电源和试验现场空间的干扰进行同步滤除。

极性鉴别：可通过放电信号的脉冲极性区分，是试品内部，还是外部的放电，有效去除外部干扰。

频谱分析：基于FFT算法实现的频谱分析与FIR数字滤波功能。

增益可调：在量程切换跨度内，实现增益连续可调。

保存打印：可保存单次放电的数据，也可记录一段时间的局部放电图形及相关参数，保存的数据可回放和重现方便后期分析。对单次放电的数据提供打印功能。

三、系统（LYTCD-9808电力体制改革“局放试验仪”快速高精度的测试能力）

1、系统概述

是按照DL/T846.4-2004 《高电压测试设备通用技术条件》、GB/T 7354-2003 《局部放电测量》开发的，应用于电力系统设备运行维护的局部放电测试，仪器结构紧凑、携带方便，抗干扰能力强。适用于各种电压等级和容量的变压器、发电机、互感器、套管、GIS、电容器、CVT、电力电缆、开关等高压电气设备的局部放电检测。

系统主要由主机、输入阻抗单元、校准脉冲发生器、耦合电容分压器（外零标输入）、PC机（分体机）以及连接电缆等组成。

2、主机

（1）面板结构

              一体机前面板结构图

               一体机后面板结构图

            分体机面板

（2）主机硬件框图

采用脉冲电流法。硬件框图如下：

由上图可知被测信号有两个：一个是来自输入耦合单元的放电脉冲信号，另一个是来自试验电源经分压后的试验电压信号

                  主机硬件框图

每个通道的输入信号独立的经过前级低通滤除部分低频信号，再经过衰减或放大处理，然后经过细调增益控制，经过更精密**的高低通滤波，进一步筛选出放电信号，经过高速宽频带12位AD转换器进行模数转换，得到的数据经过FPGA存储在缓存SDRAM中，再由FPGA通过USB（或以太网）上传给PC机或工控主机系统进行显示。

试验电压信号经过电压互感器隔离变换成小信号，小信号分两路：一路经过调理得到试验电压的外零标信号，另一路经过有效值转换和A/D转换得到试验电压数据。该数据由FPGA送给PC机或工控主机系统进行显示。

3、输入阻抗单元

本系统的放电脉冲检测阻抗，又称耦合装置或输入单元，包括耦合电容和输入单元，是测试系统和测试回路的主要组成部分，输入单元针对特定的试验回路或试品，为达到*佳的灵敏度而专门设计的。本系统配备了十三种独立的输入单元，其中第十三种为专用单元。面板示意如下图：

系统配备的输入单元是RLC型检测阻抗，是一种调谐型阻抗。检测阻抗的检测回路及等效电路，如图所示：

图b是图a的等值电路，它是一电感、电容并联电路，当电路谐振时，在Ct和Lm两端产生较高的谐振电压。当测量回路一经确定，测量回路的谐振电容便可求得。而且，测量系统的测量中心频率f0也是已知的。因此只要恰当选择测量阻抗电感值Lm。使时，便可达到足够高的测量灵敏度。

系统备有12个独立检测阻抗，足以满足选择之要求。

只要选取检测阻抗的调谐电容Ct的中心值等于测量回路的谐振电量Ct，可使测量回路的灵敏度足够高。一般使Ct值落入Ct的范围就可以了。

根据试品的容量Cx，耦合电容的大小Ck，选取适合序号的输入单元。表中调谐电容量系指与输入单元初级绕组并联的电容（粗略估算以按试品容量与耦合电容的容量串联计算）。例如：试品容量为500pF，耦合电容量为1000pF，则所需检测阻抗为 500×1000/(500+1000)=333.33，查表可取3号单元。

输入单元应尽量靠近试品，输入单元经测量电缆与放大器输入插座相连。

本测试系统采用的是脉冲电流法进行局部放电测量，该方法的基本测试回路通常有三种：并联测试回路、串联测试回路和平衡回路（桥式回路）。

注：Cx：代表试品电容。

Zm：代表检测阻抗。

Ck：代表耦合电容，它的作用是为Cx与Zm之间提供一个低阻抗通道。

Z：代表接在电源和测量回路间的低通滤波器，Z可以让工频电压作用到试品上，但阻止被测的高频脉冲或电源中的高频分量通过。

图a为并联回路，多用于试品电容Cx较大，试验电压下，试品工频电容电流超出检测阻抗Zm允许值，或试品有可能被击穿，或试品无法与地分开的情况。该测量回路应用较多。

图b为串联回路，多用于试品电容Cx较小，试验电压下，试品工频电容电流符合检测阻抗Zm允许值时，耦合电容Ck兼有滤波（抑制外部干扰）和提高测量灵敏度的作用，其效果随Cx/Ck的增大而提高。Ck也可以用高压引线的杂散电容Cs来代替。这样，可使线路更为简单，从而减少过多的高压引线和联结头，避免电晕干扰，该方法多用于220kV及以上的产品试验。试品的低压端必须与地绝缘。

图c为平衡测试回路，利用电桥平衡原理将外来干扰信号平衡掉，因而这种回路的抗干扰能力较强。但是，由于平衡测试回路，利用电桥的平衡条件和频率有关，因此有当Cx和Ck的电容量比较接近时，才有可能同时完全平衡掉各种外来干扰。平衡测试回路的灵敏度一般低于直接测试回路。

4、校准脉冲发生器（详见附录1）

5、耦合电容分压器

零标输入单元作为局部放电检测系统的相位基准，对识别局部放电和干扰有重要作用，本仪器系统内置内零标单元和外零标输入单元。外零标输入时，系统的相位可以和外零标输入严格同步，且无频率间隔要求，故可以和无局放串联谐振电源相配合，外零标的输入范围为：交流10∽380V，30Hz∽300Hz。

在实际试验中，可以将试验电源电压经分压器降至10∽380V再接入零标单元。如果在屏幕上输入分压器的变比，可以直接测量出试验电源电压。例如，电容分压器变比是500：1，则选择变比为500。

如果试验电源和仪器电源同相或试验电源和工频严格同步，可使用仪器内零标。

一般，当没有外零标输入信号时，仪器自动选择内零标作为本系统的相位基准。如果试验电源和仪器电源相位不同，必须对其相位进行校正后才可测量。 

耦合电容分压器示意图

如图是耦合电容分压器，既可以当耦合电容使用，又可以当电容分压器使用；试验时，分别接到输入单元和主机的分压器输入（即外零标输入），就可以同时测量试品的局部放电和试验电压。

在改扩建工程中，临近带电作业风险较高。国网江苏电力应用三维设计技术，可视化呈现地下管线和电缆等设施分布，并引入立体激光幕墙，提高狭窄空间作业的可靠管控水平。“以500千伏沭阳变电站主变压器增容工程为例，新建的消防泵房北侧紧挨着带电体，与钢板桩作业区域距离仅8.5米。作业设备一旦靠近危险区域，会触发红外幕帘报警感应装置，提醒作业人员注意可靠距离。”

设备验收是保障设备零缺陷投运的关键环节。国网江苏电力提前梳理二次联跳回路隔离、二次电缆抽除、站用电系统运行方式调整等主要风险点，针对主变压器增容工程的施工关键点、隐蔽工程等实施全过程管控，第1时间督促整改验收发现的问题并完成闭环复验，确保新设备零缺陷投运。

在抓好工程进度和可靠管控的同时，国网江苏电力聚焦质量源头管理，积极打造精品工程。该公司系统梳理管理与施工领域的典型经验，编制输变电工程首件样板工作手册，为参建单位提供标准化质量管控依据。此外，该公司建设符合规范标准的无尘化施工空间，采用无尘化工艺安装设备，并配置***颗粒度监测仪、空气净化器、温湿度仪等装备，优化施工工艺水平。

“部分进口主变压器因长年运行导致设备老化严重，一旦发生故障，维修周期较长。”为提升迎峰度夏期间供电保障能力，该公司将上党变电站和上河变电站共3台75万千伏安进口变压器更换为100万千伏安的国产变压器，提升了电网装备的国产化水平，也保障了迎峰度夏期间电力供应方便可靠。

上海来扬电气转载其他网站内容，出于传递更多信息而非盈利之目的，同时并不代表赞成其观点或证实其描述，内容仅供参考。版权归原作者所有，若有侵权，请联系我们删除。