電力體制改革“阻抗變壓器繞組變形分析儀”測(cè)試速度大大提高

近日，南方電網(wǎng)第1個(gè)10千伏水下運(yùn)行電力設(shè)備展廳在南方電網(wǎng)深圳龍華供電局落成。展廳內(nèi)，一個(gè)長(zhǎng)8米深3米的透明水池中，一組銀灰色設(shè)備上亮起的指示燈在水中格外醒目，10千伏電力正源源不斷穩(wěn)定輸送至該局辦公樓。

放置于水池中的是南方電網(wǎng)首套防水浸中低壓配電設(shè)備，已取得中國(guó)計(jì)量認(rèn)證（CMA）與中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)（CNAS）的雙重認(rèn)證，并完成南方電網(wǎng)內(nèi)第1次水深3米環(huán)境下帶電運(yùn)行48小時(shí)試驗(yàn)，標(biāo)志著南方電網(wǎng)在提升電網(wǎng)抗災(zāi)能力、保障電力供應(yīng)穩(wěn)定性方面取得新突破。

以往每年汛期及臺(tái)風(fēng)天氣時(shí)，運(yùn)維人員主要依靠給位于建筑地下室的配電房增設(shè)防水擋板、放置防水沙袋等措施開(kāi)展防澇工作。而該套防水浸中低壓配電設(shè)備將有效解決擋板、沙袋等防汛物資不易搬運(yùn)存儲(chǔ)、使用壽命短、搭建耗時(shí)長(zhǎng)等問(wèn)題，降低防汛防澇成本。同時(shí)，在現(xiàn)有配電房使用該套設(shè)備還可節(jié)約近45%的配電房改造成本。

建造方面，該設(shè)備開(kāi)創(chuàng)雙隔艙、雙面板密封微正壓結(jié)構(gòu)，通過(guò)采用增加半導(dǎo)體材料散熱片、使用一體式焊接密封結(jié)構(gòu)及預(yù)埋式一體澆筑等建造工藝，結(jié)合先進(jìn)的密封技術(shù)和軍工級(jí)航插連接，將設(shè)備防水等級(jí)由IPX4（防濺水）提升至IP68（防水浸），有效防止流水進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，使其在全部浸入水中情況下可持續(xù)帶電運(yùn)行至少48小時(shí)，有效應(yīng)對(duì)沿海地區(qū)及低洼地帶配電房易受潮、浸水等問(wèn)題。

同時(shí)通過(guò)集成在線(xiàn)監(jiān)測(cè)功能，該套設(shè)備可實(shí)現(xiàn)供電線(xiàn)路開(kāi)關(guān)遠(yuǎn)程操作，運(yùn)維人員在調(diào)度室即可通過(guò)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，操作浸于水中的設(shè)備實(shí)現(xiàn)供電線(xiàn)路開(kāi)關(guān)分合閘，規(guī)避傳統(tǒng)設(shè)備在浸水情況下人為操作設(shè)備導(dǎo)致的觸電風(fēng)險(xiǎn)。

一、概述（LYBR-VI電力體制改革“阻抗變壓器繞組變形分析儀"測(cè)試速度大大提高）

根據(jù)對(duì)變壓器內(nèi)部繞組特征參數(shù)的測(cè)量，采用目前世界發(fā)達(dá)國(guó)家正在開(kāi)發(fā)完善的內(nèi)部故障頻率響應(yīng)分析(FRA)方法，能對(duì)變壓器內(nèi)部故障作出準(zhǔn)確判斷。

變壓器設(shè)計(jì)制造完成后，其線(xiàn)圈和內(nèi)部結(jié)構(gòu)就確定下來(lái)，因此對(duì)一臺(tái)多繞組的變壓器線(xiàn)圈而言，如果電壓等級(jí)相同、繞制方法相同，則每個(gè)線(xiàn)圈對(duì)應(yīng)參數(shù)(Ci、Li)就應(yīng)該是確定的。因此每個(gè)線(xiàn)圈的頻域特征響應(yīng)也隨之確定，對(duì)應(yīng)的三相線(xiàn)圈之間其頻率圖譜具有一定可比性。

變壓器在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生匝間、相間短路，或在運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生沖撞，造成線(xiàn)圈相對(duì)位移，以及運(yùn)行過(guò)程中在短路和故障狀態(tài)下因電磁拉力造成線(xiàn)圈變形，就會(huì)使變壓器繞組的分布參數(shù)發(fā)生變化。進(jìn)而影響并改變變壓器原有的頻域特征，即頻率響應(yīng)發(fā)生幅度變化和諧振頻點(diǎn)偏移等。并根據(jù)響應(yīng)分析方法研制開(kāi)發(fā)的變壓器繞組測(cè)試儀，就是這樣一種新穎的變壓器內(nèi)部故障無(wú)損檢測(cè)設(shè)備。它適用于63kV～500kV電力變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)故障檢測(cè)。

是將變壓器內(nèi)部繞組參數(shù)在不同頻域的響應(yīng)變化經(jīng)量化處理后，根據(jù)其變化量值的大小、頻響變化的幅度、區(qū)域和頻響變化的趨勢(shì)，來(lái)確定變壓器內(nèi)部繞組的變化程度，進(jìn)而可以根據(jù)測(cè)量結(jié)果判斷變壓器是否已經(jīng)受到嚴(yán)重破壞、是否需要進(jìn)行大修。

對(duì)于運(yùn)行中的變壓器而言，無(wú)論過(guò)去是否保存有頻域特征圖，通過(guò)比較故障變壓器線(xiàn)圈間特征圖譜的差異，也可以對(duì)故障程度進(jìn)行判斷。當(dāng)然，如果保存有一套變壓器原有的繞組特征圖，更易對(duì)變壓器的運(yùn)行狀況、事故后分析和維護(hù)檢修提供更為精準(zhǔn)有力的依據(jù)。

國(guó)家電力公司頒發(fā)的[2000] 589 號(hào)文件《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》中15.2條明確規(guī)定：“110KV及以上電壓等級(jí)變壓器在出廠(chǎng)和投產(chǎn)前應(yīng)做低電壓短路阻抗測(cè)試或用頻響法測(cè)試?yán)@組變形以保留原始記錄。"15.6 中規(guī)定：“變壓器在遭受近區(qū)突發(fā)短路后，應(yīng)做低電壓短路阻抗測(cè)試或用頻響法測(cè)試?yán)@組變形，并與原始記錄比較，判斷變壓器沒(méi)故障后，方可投運(yùn)。"低電壓阻抗測(cè)試能準(zhǔn)確反映變壓器在繞組變形前后阻抗值的變化。

05年6月國(guó)家電網(wǎng)公司在《十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》的9.2.3和9.7.2中再次要求：110kV及以上電壓等級(jí)變壓器在出廠(chǎng)和投產(chǎn)前，應(yīng)做低電壓短路阻抗測(cè)試，以留原始記錄。110kV及以上電壓等級(jí)變壓器在遭受出口短路、近區(qū)多次短路后，應(yīng)做低電壓短路阻抗測(cè)試，并與原始記錄進(jìn)行比較，同時(shí)應(yīng)結(jié)合短路事故沖擊后的其他電氣試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行綜合分析。判斷變壓器沒(méi)故障后，方可投運(yùn)。正常運(yùn)行的變壓器應(yīng)至少每6年測(cè)一次。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB1094.5－2003  電力變壓器  第五部分  承受短路的能力》將短路電抗值作為診斷變壓器是否承受住了短路電流沖擊的規(guī)定項(xiàng)目。并特別強(qiáng)調(diào)：“觀(guān)察測(cè)量電抗的變化是特別重要的"。

08年11月1日實(shí)施的《DL/T1093-2008電力變壓器繞組變形的電抗法檢測(cè)判斷導(dǎo)則》規(guī)定：現(xiàn)場(chǎng)可采用低電壓試驗(yàn)電源實(shí)測(cè)電力變壓器繞組和鐵芯的動(dòng)穩(wěn)定狀態(tài)參數(shù)，用以判斷變壓器繞組有無(wú)變形或位移。確定變壓器繞組及鐵心的動(dòng)穩(wěn)定狀態(tài)。導(dǎo)則對(duì)檢測(cè)時(shí)機(jī) 、檢測(cè)參數(shù)、檢測(cè)方法、測(cè)試儀器、判斷原理、判斷的定量界限都作了規(guī)定或提示。

 08年11月1日實(shí)施的《DL/T1093-2008 電力變壓器繞組變形的電抗法檢測(cè)判斷導(dǎo)則》將使得電抗法測(cè)試有法可依，有明確的判據(jù)可用。

由筆記本電腦及單片機(jī)構(gòu)成高精度測(cè)量系統(tǒng),結(jié)構(gòu)緊，操作簡(jiǎn)單，具有較完備的測(cè)試分析功能，對(duì)照使用說(shuō)明書(shū)或經(jīng)過(guò)短期培訓(xùn)即可自行操作使用。

二、主要技術(shù)特點(diǎn)（LYBR-VI電力體制改革“阻抗變壓器繞組變形分析儀"測(cè)試速度大大提高）

1、采集控制采用高速、高集成化微處理器。

2、筆記本電腦與儀器之間通信USB接口。

3、筆記本電腦與儀器之間通信無(wú)線(xiàn)藍(lán)牙接口（選配件）。

4、硬件機(jī)芯采用DDS專(zhuān)用數(shù)字高速掃頻技術(shù)(美國(guó))，通過(guò)測(cè)試可以準(zhǔn)確診斷出繞組發(fā)生扭曲、鼓包、移位、傾斜、匝間短路變形及相間接觸短路等故障。

5、高速雙通道16位A/D采樣(現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)改變分接開(kāi)關(guān)，波形曲線(xiàn)有明變化)。

6、信號(hào)輸出幅度軟件調(diào)節(jié)，*大幅度峰值±10V。

7、計(jì)算機(jī)將檢測(cè)結(jié)果自動(dòng)分析和生成電子文檔(Word)

8、具有線(xiàn)性?huà)哳l測(cè)量和分段掃頻測(cè)量雙測(cè)量系統(tǒng)功能,兼容當(dāng)前國(guó)內(nèi)兩種技術(shù)流派的測(cè)量模式

9、幅頻特性符合國(guó)家關(guān)于幅頻特性測(cè)試儀的技術(shù)指標(biāo)。橫坐標(biāo)（頻率）具有線(xiàn)性分度及對(duì)數(shù)分度兩種，因此打印出的曲線(xiàn)可以是線(xiàn)性分度曲線(xiàn)也可以是對(duì)數(shù)分度曲線(xiàn)，用戶(hù)可根據(jù)實(shí)際需要選用。

10、檢測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)分析系統(tǒng),

橫向比較A、B 、C三相之間進(jìn)行繞組相似性比較,

其分析結(jié)果為:

①一致性很好

②一致性較好

③一致性較差

④一致性很差,

縱向比較A-A、B-B、C-C調(diào)取原數(shù)據(jù)與當(dāng)前數(shù)據(jù)同相之間進(jìn)行繞組變形比較，

其分析結(jié)果為:

①正常繞組

②輕度變形

③中度變形

④?chē)?yán)重變形

11、可自動(dòng)生成Word電子文檔，供保存和打印。

12、全部滿(mǎn)足電力標(biāo)準(zhǔn)DL/T911－2004《電力變壓器繞組變形的頻率響應(yīng)分析法》的技術(shù)條件。

三、主要技術(shù)參數(shù)（LYBR-VI電力體制改革“阻抗變壓器繞組變形分析儀"測(cè)試速度大大提高）

3.1 掃描方式：

1．線(xiàn)性?huà)呙璺植?/span>

掃頻測(cè)量范圍：(10Hz)-(10MHz)40000掃頻點(diǎn)、分辨率為0.25kHz、0.5kHz和1kHz

2．分段掃頻測(cè)量分布

掃頻測(cè)量范圍：(0.5kHz)-(1MHz)、2000掃頻點(diǎn)；

(0.5kHz)-(10kHz)

(10kHz)-(100kHz)

(100kHz)-(500kHz)

(500kHz)-(1000kHz)

3.2 其他技術(shù)參數(shù)：

1、幅度測(cè)量范圍: (-120dB)至(+20dB)

2、幅度測(cè)量精度:   0.1dB

3、掃描頻率精度:   0.01%

4、信號(hào)輸入阻抗：  1MΩ

5、信號(hào)輸出阻抗：  50Ω

6、信號(hào)輸出幅值：  ±20V

7、同相測(cè)試重復(fù)率：99.9%

8、測(cè)量?jī)x器尺寸(長(zhǎng)寬高)300X340X120(mm)

9、儀器鋁合金箱尺寸(長(zhǎng)寬高)310X400X330(mm)

10、總體重量:10Kg

四、使用特點(diǎn)（LYBR-VI電力體制改革“阻抗變壓器繞組變形分析儀"測(cè)試速度大大提高）

4.1  由測(cè)量部分及分析軟件部分組成，測(cè)量部分是高速單片機(jī)控制，由信號(hào)生成及信號(hào)測(cè)量組成。測(cè)量部分由無(wú)線(xiàn)藍(lán)牙接口與平板電腦連接，無(wú)需接線(xiàn)，使用方便，也可使用USB接口與平板電腦或者筆記本電腦連接。

4.2  在測(cè)試過(guò)程中僅需要拆除變壓器的連接母線(xiàn)，不需要對(duì)變壓器進(jìn)行吊罩、拆裝的情況下就完成所有測(cè)試。

具備多種頻率線(xiàn)形掃頻測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量功能，線(xiàn)形掃頻測(cè)量掃描頻率高達(dá)10MHz，頻率掃描間隔可分為0.25kHz、0.5kHz和1kHz,對(duì)變壓器變形情況提供更多的分析。

儀器智能化程度高，使用方便，具有自動(dòng)量程調(diào)節(jié)，自動(dòng)采樣頻率調(diào)節(jié)等多種功能。

軟件采用windows平臺(tái)，兼容windows98/2000/winXP/Windows7系統(tǒng)。為使用者提供了更加方便和易于使用的顯示界面。

提供歷史曲線(xiàn)對(duì)比分析，可同時(shí)加載多條歷史曲線(xiàn)觀(guān)察，能具體選擇任意曲線(xiàn)進(jìn)行橫向和縱向分析。配有專(zhuān)家智能分析診斷系統(tǒng)，可以自動(dòng)診斷變壓器繞組的狀態(tài)，同時(shí)加載6條曲線(xiàn)，各條曲線(xiàn)相關(guān)參數(shù)自動(dòng)計(jì)算，自動(dòng)診斷繞組的變形情況，給出診斷的參考結(jié)論。

軟件管理功能強(qiáng)大，充分考慮現(xiàn)場(chǎng)使用的需要，自動(dòng)保存環(huán)境條件參數(shù)，以便作變壓器繞組變形診斷時(shí)提供依據(jù)。測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)存盤(pán)、具有彩色打印功能，方便用戶(hù)出測(cè)試報(bào)告。

軟件人性化特點(diǎn)明顯，測(cè)量的各種條件多為選擇項(xiàng)，變壓器詳細(xì)參數(shù)可保存用做診斷參考，并且不用在現(xiàn)場(chǎng)輸入，可以以后再添加修改信息，使用起來(lái)更加方便。

4.9   軟件智能化程度高，在輸入、輸出信號(hào)連接好之后，設(shè)置好條件參數(shù)，就可以完成所有的測(cè)量工作，并且隨時(shí)能在測(cè)量中打開(kāi)歷史波形曲線(xiàn)進(jìn)行比較觀(guān)   察和停止測(cè)量。

4.10  每相測(cè)量所需時(shí)間小于60秒,對(duì)一臺(tái)高、中、低繞組的電力變壓器（容量、電壓等級(jí)不限）進(jìn)行繞組變形測(cè)量，總需時(shí)間不超過(guò)10分鐘。

4.11  測(cè)量變壓器時(shí),接線(xiàn)人員可任意布放信號(hào)輸入輸出引線(xiàn),對(duì)測(cè)量結(jié)果無(wú)影響,接線(xiàn)人員可停留在變壓器油箱上面,不必下來(lái),減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。

浙江電力氣象中心完成“浙江-伏羲"強(qiáng)對(duì)流氣象大模型的訓(xùn)練與部署，并將強(qiáng)對(duì)流預(yù)警模塊接入電力氣象防災(zāi)減災(zāi)平臺(tái)，正式上線(xiàn)強(qiáng)對(duì)流氣象大模型。

據(jù)介紹，“浙江-伏羲"強(qiáng)對(duì)流氣象大模型可實(shí)現(xiàn)1小時(shí)1次的預(yù)報(bào)更新頻率，較傳統(tǒng)氣象預(yù)測(cè)6小時(shí)1次的頻率有明顯提升。在強(qiáng)對(duì)流天氣來(lái)臨前，該模型可提供未來(lái)3小時(shí)內(nèi)間隔10分鐘的超短期預(yù)報(bào)，以及未來(lái)24小時(shí)逐小時(shí)的預(yù)報(bào)，且單次預(yù)報(bào)運(yùn)行效率相比目前業(yè)界比對(duì)中處于很好的水平的歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心提升超千倍，1分鐘內(nèi)即可完成未來(lái)24小時(shí)的完整預(yù)報(bào)。對(duì)比歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心，“浙江-伏羲"對(duì)降水強(qiáng)對(duì)流氣象信息逐小時(shí)的預(yù)測(cè)誤差平均降低了5～15個(gè)百分點(diǎn)。

強(qiáng)對(duì)流氣象大模型上線(xiàn)后，設(shè)備運(yùn)維人員可實(shí)時(shí)查看桿塔、變電站、配電臺(tái)區(qū)等的氣象實(shí)況、強(qiáng)對(duì)流風(fēng)險(xiǎn)預(yù)報(bào)，以及任意設(shè)備未來(lái)24小時(shí)內(nèi)每小時(shí)的強(qiáng)降水、雷擊、大風(fēng)與冰雹風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。電力氣象中心可在災(zāi)害發(fā)生前24小時(shí)發(fā)布趨勢(shì)預(yù)估報(bào)告，提前6小時(shí)發(fā)布高精度臨近預(yù)警，為防災(zāi)減災(zāi)部署提供科學(xué)、精準(zhǔn)、前瞻的決策依據(jù)。

強(qiáng)對(duì)流天氣引發(fā)的強(qiáng)降水、大風(fēng)、雷擊等易導(dǎo)致輸電線(xiàn)路風(fēng)偏、跳閘，惡劣降雨條件下還可能出現(xiàn)洪澇等次生災(zāi)害，對(duì)電網(wǎng)安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。據(jù)統(tǒng)計(jì)，浙江超50%的110千伏及以上線(xiàn)路跳閘事件由強(qiáng)對(duì)流天氣伴隨的雷擊引發(fā)。浙江復(fù)雜的地形造成了“一山有四季，十里不同天"的情況，一旦出現(xiàn)強(qiáng)對(duì)流天氣，預(yù)報(bào)難度更大。

“傳統(tǒng)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型更新頻率較低、預(yù)報(bào)時(shí)空分辨率不足，難以滿(mǎn)足電網(wǎng)設(shè)備防災(zāi)的精細(xì)化預(yù)報(bào)需求。"浙江電力科學(xué)研究院電力氣象專(zhuān)職周林帆介紹。24年年底，浙江電科院聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)人工智能團(tuán)隊(duì)，開(kāi)展“浙江-伏羲"強(qiáng)對(duì)流氣象大模型的研發(fā)。團(tuán)隊(duì)基于復(fù)旦大學(xué)“伏羲"大模型框架，融合近三年浙江區(qū)域雷達(dá)回波、高分辨率陸面同化數(shù)據(jù)集等超7億字節(jié)的數(shù)據(jù)量進(jìn)行訓(xùn)練，結(jié)合輸電、變電、配電等設(shè)備的承災(zāi)特性，實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)的分級(jí)預(yù)警；針對(duì)強(qiáng)降水、雷電等關(guān)鍵影響因子，引入感知相似度損失函數(shù)優(yōu)化策略，提升了模型在雷電、降水、風(fēng)速等關(guān)鍵指標(biāo)上的預(yù)測(cè)精度。

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