500千伏主網架數字化應用開發實施示范工程，數字基建基于南網智瞰、電網管理平臺等技術平臺，將工程建設關鍵核心要素與智瞰地圖進行信息整合，建設數字基建管控“一張圖”應用平臺，功能建設包含進度管理、人員保障等功能場景，有效提升基建現場本質保障及實體質量管控水平。數字輸電全方位承接南方電網公司“云管邊端”的整體架構和《生產運行支持系統建設工作方案》技術要求，數字輸電本期工程新增打造數字輸電支持系統，以數字化設備為核心，準確關聯臺賬、圖紙等資料，融合調度運行、生產監測以及氣象環境等實時數據，全方位滿足數字輸電智能化運維業務應用，支撐輸電的日常運維全方位可觀、可測、可控。數字變電將在新建的3座500kV變電站各新增一套生產分析處理主機（PAPM）及網關等硬件設備（詳細設備清單見技術規范書），同時全方位承接南方電網公司“云管邊端”的整體架構和《生產運行支持系統建設工作方案》技術要求，新建3座變電站的邊側數字變電運行支持系統，建設包含智能巡視、智能保障、智能操作、輔助決策等功能場景，支撐生產業務開展實時/準實時性數據綜合分析、智能化作業管控和智能決策的專業應用，增強變電專業的設備管控力和管理穿透力。

一、產品概述（YDQC耐壓試驗裝置工作原理及結構）

YDQC系列輕型交直流高壓試驗變壓器是在同類產品YDJ（G）型高壓試驗變壓器的基礎上，按試驗變壓器國家標準ZBK41006—89要求，經改進后生產的一種新型產品，本系列產品具有體積小、重量輕、結構緊湊、功能齊全、使用方便等特點。實用于電力、工礦、科研等部門，對各種高壓電氣設備、電氣元件、絕緣材料進行工頻耐壓試驗和直流泄漏試驗，是高壓試驗中必不可少的儀器。

二、產品結構（YDQC耐壓試驗裝置工作原理及結構）

     YDQC系列輕型高壓試驗變壓器鐵芯為單框式。線圈采用同芯圓筒多層塔式結構，初級低壓繞組繞在鐵芯上，次級高壓繞組繞在低壓繞組外側，這種同軸布置減少了繞組間的藕合損耗。高壓硅堆用特殊工藝封裝在套管內，產品的外殼制成與器芯配合較佳的八角形結構，整體外型美觀大方。其內外部結構見圖1。

產品型號含義

1-均壓球；2-硅堆短路桿；3-高壓套管；4-油閥；5-殼體；6、7-調整電壓輸入a、x端子；8、9-儀表測量E、F端子；10-高壓尾X端子；11-變壓器外殼接地端；12-高壓輸出A端子；13-高壓整流硅堆；14-內部均壓環；15-變壓器鐵芯；16-初級低壓繞組；17-測量儀表繞組；18-二次級高壓繞組；19-變壓器油。

三、工作原理（YDQC耐壓試驗裝置工作原理及結構）

YDQC系列輕型高壓試驗變壓器為單相變壓器，聯結組標號II。單臺高壓試驗變壓器的工作過程，用交流220V（10KVA以上為380V）電壓接入電源控制箱（臺），經電源控制箱（臺）內自藕調壓器（50KVA以上調壓器外附）調節0~200V（10KVA以上0~400V）電壓至試驗變壓器的初級繞組，根據電磁感應原理，在試驗變壓器高壓繞組可獲得試驗所需的高電壓。其工作原理圖見圖2所示。

1、單臺YDQC高壓試驗變壓器工作原理示意圖

圖2 ：單臺YDQC高壓試驗變壓器工作原理示意圖
在試驗變壓器中：a、x為低壓輸入端；A、X 為高壓輸出端；E、F為儀表測量端。
    2、單臺交直流兩用型高壓試驗變壓器工作原理見圖3。圖中所示：高壓套管內裝有高壓硅堆，串接在高壓回路中作高壓整流，以獲得直流高電壓。當用一短路桿將高壓硅堆短接時，可獲得交流高電壓，其狀態為交流輸出；反之在抽出短路桿時，其狀態為直流輸出。
    3、三臺高壓試驗變壓器串激獲得更高電壓原理見圖4，串激高壓試驗變壓器有很大的優越性，因為整個試驗裝置由多個單臺串激式試驗變壓器組成，單臺試驗變壓器有著體積小、重量輕、便于運輸的特點，它既可以串接成高出幾倍的單臺試驗變壓器輸出電壓組合使用，又可以分開單獨使用。整套試驗裝置投資小、經濟實惠。圖3所示：在三臺串激式試驗變壓器串激使用中，單臺試驗變壓器B1、B2、B3的輸出電壓都是U，第1、二級的試驗變壓器內部都有一個激磁繞組，分別為A1、C1 和A2、C2。當控制電壓加在第1級試驗變壓器B1的初級繞組a1、x1上，激磁繞組A1、C1給予試驗變壓器B2初級繞組供電，二級試驗變壓器B2的激磁繞組A2、C2給試驗變壓器B3的初級繞組供電。由于第1級試驗變壓器B1的高壓尾及殼體接地，二、三級的試驗變壓器B2和B3對地有絕緣支架的隔離，這樣試驗變壓器B1、B2、B3對地輸出電壓分別為1U、2U、3U。

圖3：三臺高壓試驗變壓器串激工作原理示意圖
B1、B2、B3- 串激式高壓變壓器；1U、2U、3U-各級對地電壓；
PV- 高壓示值表（KV）； ZJ1、ZJ2-絕緣支架。

四、使用方法及注意事項（YDQC耐壓試驗裝置工作原理及結構）

1、YDQC高壓試驗變壓器做工頻耐壓試驗使用接線方法見圖5。做工頻耐壓試驗前，先根據試驗變壓器的額定容量選擇好限流電阻，(水電阻)的阻值，再根據被試品需加的高壓電壓值調整好放電球隙的球間距，為了提高對被試品施加電壓的測量精度，應在高壓側接入FRC阻容分壓器來測量電壓。

圖4：工頻耐壓試驗使用接線原理示意圖
R1、R2- 限流電阻； Qx- 放電球隙； Zx- 被試品；
FRC- 阻容分壓器； V- 分壓器高壓表。 
    按照圖4、結合圖2所進行的工頻耐壓試驗接好工作線路，試驗變壓器的高壓繞阻的X端（高壓尾）、儀表測量繞組的F端、試驗變壓器的外殼以及電源控制箱（臺）的外殼必須可靠接地。
    用三臺試驗變壓器串激做工頻耐壓試驗時、二、三級試驗變壓器的初級繞組X端，儀表測量繞組的F端，以及高壓繞組的X端（高壓尾）均接本級試驗變壓器的外殼，二、三級試驗變壓器的主體必須放置在絕緣支架上。除第1級以外、二、三級試驗變壓器的主體不要接地線。其接線方式見圖3所示。
    接電源前，電源控制箱（臺）的調壓器必須調到零位。接通電源后，綠色指示燈亮，按一下啟動按鈕，紅色指示燈亮，表示試驗變壓器已接通控制電源，開始升壓。
    從零位開始按順時針方向勻速旋轉調壓器手輪升壓。（升壓方式有：快速升壓法，即20S逐級升壓法，慢速升壓法，即60S逐級升壓法，極慢速升壓法供選用）電壓從零開始按選定的升壓速度升到您所需額定試驗電壓的75%后，再以每秒2%額定試驗電壓的速度升到您所需試驗電壓，并密切注意測量儀表的指示以及被試品的情況，被試品施加電壓的時間到后。應在數秒內勻速將調壓器返回，高壓降至1/3試驗電壓以下，按一下停止按鈕，高壓、低壓輸出停止，然后切斷電源線，試驗完畢。

工頻耐壓試驗操作過程注意事項

    1、試驗人員應做好責任分工,設定好試驗現場的距離,仔細檢查好被試品及試驗變壓器的接地情況,并設有專人監護及觀察被試品狀態工作。
    2、被試品主要部位應清理干凈，保持干燥，以免損壞被試品和帶來試驗數值的誤差。
    3、對大型設備的試驗，一般都應先進行試驗變壓器的空升試驗，即不接試品時升壓至試驗電壓，以便校對好儀表的指示精度，調整好放電球隙的球間距。
    4、做耐壓試驗時升壓速度不能過快，并防止突然加壓，例如調壓器不在零位的突然合閘，也不能突然斷電，一般應在調壓器降至零位時分閘。
    5、在升壓或耐壓試驗過程中，如發現下列不正常情況，1 電壓、電流表指針擺動很大，2 被試品發出不正常響聲，3 發現絕緣有燒焦或冒煙現象，應立即降壓，切斷電源，停止試驗并查明原因。
    6、使用本產品做高壓試驗時，除熟悉本說明書外，還必須嚴格執行國家有關標準和操作規程。

    2、YDQ交直流兩用高壓試驗變壓器做直流耐壓和泄漏試驗使用接線方法見圖5。由于是交直流兩用高壓試驗變壓器，應把高壓硅堆短路桿從套管中抽出，使試驗變壓器為直流輸出狀態。做直流泄漏試驗前，先根據泄漏試驗中輸出端斷路電流不超過高壓硅堆的較大整流為宜，選擇好限流電阻（水電阻）的阻值，再根據被試品對直流高壓波形的要求選擇好高壓濾波電容的電容值。為了提高對被試品施加電壓的測量精度，應在高壓側接入FRC阻容分壓器來測量電壓。 

圖 5：直流泄漏試驗使用接線原理示意圖
R- 限流電阻； C- 高壓濾波電容； Zx- 被試品； G- 硅堆短路桿；
FRC- 阻容分壓器；V- 分壓器高壓表；uA- 微安表；D- 高壓整流硅堆。
    按照圖5、結合圖3所進行的直流泄漏試驗接好工作線路。試驗變壓器的高壓繞組的X端（高壓尾）、儀表測量繞組的F 端、試驗變壓器的外殼以及電源控制箱（臺）的外殼必須可靠接地。

YDQC試驗變做交流試驗接線原理圖

YDQC試驗變做交流泄漏試驗接線原理圖
     接電源前、電源控制箱（臺）的調壓器必須調到零位。接通電源后，綠色指示燈亮，按一下啟動按鈕，紅色指示燈亮，表示試驗變壓器已接通控制電源，開始升壓。

     從零位開始按順時針方向勻速旋轉調壓器手輪升壓。（升壓方式有：快速升壓法即20S逐級升壓法；慢速升壓法，即60S逐級升壓法；級慢速升壓法供選用）電壓從零開始按選定的升壓速度升到您所需額定試驗電壓或額定直流電流下的參考電壓。試驗中應嚴密注意直流高壓表、泄漏電流表指示以及被試品的情況。試驗完畢后，應訊速均勻將高壓降至零位，按一下停止按鈕，高壓、低壓輸出停止，然后切斷電源。此時應用直流高壓放電棍給被試品及試驗裝置本身充分放電。

直流泄漏試驗操作過程注意事項

    （1）試驗人員應做好責任分工，設定好試驗現場的距離，仔細檢查好被試品及試驗變壓器的接地情況，并設有專人監護及觀察被試品狀態工作。
    （2）被試品做試驗前，應拆除所有對外連線，并充分放電，主要部位應清理干凈，保持干燥，以免損壞被試品及帶來試驗數值的誤差。
    （3）對于大容量試品（電容器、超長電纜等）試驗時應緩慢升壓，防止被試品的充電電流過大而燒壞微安表，必要時應分級加壓分別讀取各電壓下微安表的穩定讀數。
    （4）試驗過程中，應嚴密監視被試品、微安表及試驗裝置等，一旦發生閃爍、擊穿等現象應立即降壓，切斷電源，并查明原因。

中國電科院牽頭承擔的“新能源高占比大型交直流電力系統仿真技術及工程化應用”項目通過中國電機工程學會的鑒定。項目提出了大型電力系統微秒級電磁暫態高效仿真技術，攻克了復雜電力電子設備高精度聚合建模技術和大型交直流電網高精度數模混合仿真技術，研制了適應強不確定性和海量工況的高效精準仿真系統。

電力系統可謂很復雜的人造動態系統，通過仿真計算，可以分析、掌握電網的特性，為電力系統運行提供決策支持。“像機電-電磁混合仿真、電磁暫態仿真都是通過仿真手段來模擬電力系統運行特性，進而開展各種系統控制和故障模擬的試驗和研究。”

中國電科院從20世紀70年代起自主研發仿真技術，建立電力系統各元件的數學模型，并根據物理系統的連接關系組成全系統數學模型，準確掌握電網動態特性，支撐電力系統可靠穩定運行。

隨著經濟社會持續發展，用電需求越來越大，電力系統的規模和復雜程度也不斷增大。大規模直流輸電和新能源發電機組接入電網后，傳統的機電暫態仿真方法無法準確模擬這些含電力電子器件設備的響應和控制特性。

國家電網仿真中心成立。經過不斷的探索和論證，該中心科研團隊選定電磁暫態仿真技術方向開展攻關。兩年時間里，團隊先后攻克模型算法、數值穩定、計算技術及平臺架構等技術難點，將大電網仿真時間尺度細化至微秒級，實現含多回直流和高比例新能源的大規模電網電磁暫態仿真，為新能源高占比大型交直流電力系統的可靠穩定運行提供了有力技術支撐。

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