世界首套±800千伏特高压直流量子电流传感器在昆柳龙直流工程柳州换流站投入运行超过72小时,标志着我国电力领域第1个量子传感技术国家重点研发计划项目取得重大突破。
依托量子特性,这套传感器可以在-40摄氏度至+85摄氏度极端环境下,实现从毫安级到10千安级的超宽量程覆盖,成功将量子精密测量技术拓展到常规工业温度范围,为量子科技进入更多的工业领域打开想象空间。
今年政府工作报告提出,因地制宜发展新质生产力,培育壮大量子科技等产业,并强调要通过“新技术新产品新场景应用示范”推动传统产业改造升级。
对于电网而言,传感器犹如人体的神经末梢,每时每刻不在感知和测量各类数据,及时显示“健康指标”。传统电流传感器容易受复杂天气、强电磁环境等因素影响,在测量精度、抗干扰能力方面存在不足。
在国家战略指引下,南方电网公司联合中科院上海微系统所等国内20余家科研单位、设备厂商历经1年半时间,联合攻克了量子态调控、极端环境封装等世界的级别技术难题。
南方电网公司输配电部副总经理介绍,基于金刚石氮-空位色心的量子传感机理,量子态稳定控制技术的应用能够在高电压、-40摄氏度至+85摄氏度等极端环境下保持高精度测量。相比传统的电流传感器,精度提高了近4倍,不管直流处于空载还是重载状态,都可以实现高精度监测,并实时传递到后台,为特高压直流输电系统提供极高的测量可靠性保障,标志着我国直流输电系统进入“量子精度”时代。
柳州换流站是世界上的第1个特高压多端柔性直流输电工程——昆柳龙直流工程的重要组成部分。量子传感技术从实验室走向如此重要的能源枢纽站,颇有划时代的示范性意义。
高锡明表示,南方电网将持续攻关量子电场、量子电压等技术,谋求在量子基础材料、光电核心部件、传感关键算法等方面取得重大突破,进一步培育自主知识产权和重大工程成果,并通过量子传感技术迭代与发、输、变、配、用和新能源等多场景应用拓展,加速推动科技更新和产业更新融合发展,促进传统动能焕新升级。
未来,量子传感技术将为新型电力系统中的交直流混联控制、设备状态监控和新能源并网提供全新解决方案,革新测量体系,其产业链涵盖材料、芯片、传感器、电力设备、电网运营和新能源开发,将成为建设新型电力系统和全球能源转型的重要支撑。
一、仪器概述(LYJS9000F电力建设新产品“变频介质损耗测试系统”试验过程十分简单)
介损测量是绝缘试验中很基本的方法,可以有效地发现电器设备绝缘的整体受潮劣化变质,以及局部缺陷等。在电工制造、电气设备安装、交接和预防性试验中都广泛应用。变压器、互感器、电抗器、电容器以及套管、避雷器等介损的测量是衡量其绝缘性能的*基本方法。突破了传统的电桥测量方式,采用变频电源技术,利用单片机、和现代化电子技术进行自动频率变换、模/数转换和数据运算;达到抗干扰能力强、测试速度快、精度高、全自动数字化、操作简便;电源采用大功率开关电源,输出45Hz和55Hz纯正弦波,自动加压,可提供*高10千伏的电压;自动滤除50Hz干扰,适用于变电站等电磁干扰大的现场测试。广泛适用于电力行业中变压器、互感器、套管、电容器、避雷器等设备的介损测量。
二、使用措施(LYJS9000F电力建设新产品“变频介质损耗测试系统”试验过程十分简单)
1、使用本仪器前一定要认真阅读本手册。
2、仪器的操作者应具备一般电气设备或仪器的使用常识。
3、本仪器户内外均可使用,但应避开雨淋、腐蚀气体、尘埃过浓、高温、阳光直射等场所使用。
4、仪表应避免剧烈振动。
5、对仪器的维修、护理和调整应由专业人员进行。
6、在任何接线之前必须用接地电缆把仪器接地端子与大地可靠连接起来。
7、异频抗干扰介质损耗测试仪由于测试设备产生高电压,所以测试人员必须完全严格遵守可靠操作规程,防止他人接触高压部件和电路。直接从事测试的人员必须完全了解高压测试线路,及仪器操作要点。非从事测试人员必须远离高压测试区,测试区必须用栅栏或绳索、警视牌等清楚表示出来。
8、仪器的调整维修和维护,必须在不加电情况下进行,如果必须加电,则操作者必须非常熟悉本仪器高压危险部件。
9、保险管损坏时,必须确保更换同样的保险,禁止更换不同型号保险或将保险直接短路使用。
10、仪器出现故障时,关闭电源开关,等待一分钟之后再检查。
三、可测试参数(LYJS9000F电力建设新产品“变频介质损耗测试系统”试验过程十分简单)
1、仪器可测量下列参数并数字显示:
2、被测试品的电容量值CX,以pF或nF为单位,1nF=1000pF。
3、被测试品的介质损耗值tgδ,以%显示。
四、性能特点(LYJS9000F电力建设新产品“变频介质损耗测试系统”试验过程十分简单)
1、仪器采用复数电流法,测量电容、介质损耗及其它参数。测试结果精度高,便于实现自动化测量。
2、仪器采用了变频技术来消除现场50Hz工频干扰,即使在强电磁干扰的环境下也能测得可靠的数据。
3、仪器采用大屏幕液晶显示器,测试过程通过汉字菜单提示既直观又便于操作。
4、仪器操作简便,测量过程由微处理器控制,只要选择好合适的测量方式,数据的测量就可在微处理器控制下自动完成。
5、一体化机型,内附标准电容和高压电源,便于现场测试,减少现场接线。
6、仪器测量准确度高,可满足油介损测量要求,因此只需配备标准油杯,和专用测试线即可实 现油介损测量。
7、设CVT测试功能,可实现CVT的自激法测试,无需外置附件,只需一次测量,C1,C2的电容和介损全部测出。
8、反接线测试采用ivddv技术,消除了以往反接线数据不稳定的现象。
9、具有反接线低压屏蔽功能,在220kV CVT 母线接地情况下,对C11 可进行不拆线10kV 反接线介损测量
10、具有测量高电压介损功能,能够使用高压变压器或串联谐振进行超过10kV电压的介损试验。
11、接地保护功能,当仪器不接地线或接地不佳时,仪器不进入正常程序,不输出高压。过流保护功能,在试品短路或击穿时仪器不受损坏。
12、触电保护功能,当仪器操作人员不小心触电时候,仪器会立即切断高压,保障试验人员的保障.
五、技术指标(LYJS9000F电力建设新产品“变频介质损耗测试系统”试验过程十分简单)
1、准确度:Cx: ±(读数×1%+1pF)
tgδ: ±(读数×1%+0.00040)
2、抗干扰指标:变频抗干扰,在200%干扰下仍能达到上述准确度
3、电容量范围:内施高压:3pF~60000pF/10kV 60pF~1μF/0.5kV
外施高压:3pF~1.5μF/10kV 60pF~30μF/0.5kV
4、分辨率:*高0.001pF,4位有效数字
5、tgδ范围:不限,分辨率0.001%,电容、电感、电阻三种试品自动识别。
6、试验电流范围:10μA~1A
7、内施高压:设定电压范围:0.5~10kV
8、*大输出电流:200mA
9、升降压方式:连续平滑调节
10、试验频率: 45、50、55、60、65Hz单频
45/55Hz、55/65Hz、47.5/52.5Hz自动双变频
11、频率精度:±0.01Hz
12、外施高压:正接线时*大试验电流1A,工频或变频40-70Hz
反接线时*大试验电流10kV/1A,工频或变频40-70Hz
13、CVT自激法低压输出:输出电压3~50V,输出电流3~30A
14、CVT变比测量:
变比测量精度:±读数×1% ;变比测量范围:10~99999
15、相位测量精度:±0.1°;相位测量范围:0~359.9°
16、测量时间:约40s,与测量方式有关
17、输入电源:180V~270VAC,50Hz±1%,市电或发电机供电
18、计算机接口:标准RS232接口
19、打印机:炜煌A7热敏微型打印机
20、环境温度: -10℃~50℃
21、相对湿度: <90%
22、外形尺寸:460×360×350mm
23、仪器重量:28kg
六、测量方式及原理
按被测试品是否接地分两种测量方式,即正接线测量方式和反接线测量方式。两种测量方式的原理如图一所示:
在高压电源的10kV侧,高压分两路,一路给机内标准电容CN,此电容介损非常小,可以认为介损为零,即为纯容性电流,此电流ICN 可做为容性电流基准。在Cx试品一侧,试品电流Icx通过采样电阻R采入机内,此Icx可分解成水平分量和垂直分量见图二所示,通过计算水平分量与垂直分量的比值即可得到tgδ值。
在图一(a)中Cx为非接地试品,试品电流Icx从试品末端进入采样电阻R,得到全电流值,在图一(b)中Cx为接地试品,机内Cx端直接接地,电流Icx从试品高压端到机内采样电阻取得全电流值。
南方电网广东东莞供电局500千伏南粤背靠背换流站可靠高效完成年度检修工作。本次年检以“高标准、严要求、零事故、零延误”为保障目标、“科技赋能、精细管理”为核心理念,通过更新管理模式和智能技术应用,实现了可靠零事故、质量全达标的双优成效。
南粤背靠背换流站年检工作是一项系统性工程,此次为南粤背靠背换流站第3次年检,涉及设备多、技术难度大。为此,本次年检更新实施“大网格化+小区域化”分区管控模式。全站科学划分为8个标准化网格单元,每个网格设置专属标识系统,通过出入口悬挂分组号牌,实现“一网格一编号一标识”的精准管理。
此外,东莞供电局智能巡维机器狗“吠云”在本次年检中大显身手,弥补了人工巡检在空间覆盖上的不足,不仅提高了可靠监督的覆盖面和持续性,还降低了作业人员的风险,为可靠管理提供了智能化支撑。
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