WBBKC-4000電力變壓器有載分接開關測試儀適用于各種電力設備

我國能源資源稟賦以煤為主。伴隨“雙碳”目標的提出，能源生產消費低碳化的需求愈加迫切。

以陜西為例，“十三五”時期，陜西省總計新增新能源裝機1513萬千瓦；截至2021年年底，全省新能源總裝機2400.2萬千瓦。陜西省2021年新能源發電量達到311.24億千瓦時（風電發電量176.38億千瓦時、光伏發電量134.86億千瓦時），新能源利用率為97.5%。根據《陜西省國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標綱要》，2025年陜西省新能源裝機將達到5800萬千瓦。按照現有的電網調峰資源條件，預計2025年新能源利用率約為87.5%。經初步測算，若“十四五”時期為陜西省新增內用新能源（約2200萬千瓦）配置20%容量的電化學儲能（2小時），全省新能源利用率可提升至91%以上。

然而，隨著新能源利用率的提升，消納新能源的邊際成本將迅速增加，電化學儲能等調節電源的經濟性難以保障。陜北風光能源資源豐富，是助力陜西實現電力低碳轉型的重要地區，且陜北電網新能源電源占比高、直流輸電規模大，未來“雙高”特征明顯，保障電網可靠穩定運行成為關鍵。

因此，亟須針對新能源資源富集的送端電網，探索電網友好型新能源發展技術與模式，推動電力低碳轉型，支撐電網可靠運行。

主要特點:

高精準度測量：該儀器設計完全滿足中華人民共和國電力行業標準之高電壓測試設備，通用技術條件DL/T846、8-2004，采用高速ARM處理器和6通道高分辨率同步A/D轉換器，四線電阻測量方式，消除引線電阻，實現了高精度的標準測量。

光線示波功能：儀器分三通道可同時記錄A、B、C三相，儀器可自動捕捉和顯示過渡過程中過渡電阻及時間跳變的過程。能在復雜的環境下正常工作，在精度和智能化方面上遠比光線示波器強。

綜合測試能力：在一臺儀器內可實現對有載分接開關各種參數的全方位測量。如開關選擇、切換全過程中有無開斷點、過渡波形、過渡時間、過渡電阻、三相同期性等。還可進一步詳細分析波形中的各時間段的時間及阻值。

人機控制完善：選用320×240（QVGA）高分辨率顯示器，在高速微處理器的驅動下，實現了完善的人-機界面，全漢字提示，高速打印，輸出結果直觀快捷。內置幫助菜單，基本上可使操作者不看說明書的條件下實現操作。

USB貯存管理：儀器內部可存儲100條測試記錄。還可以連接U盤進行數據轉存，文件系統與標準PC完全兼容。

PC測試功能：PC機可以通過USB或者RS232與儀器主機連接，通過專用的測試軟件對儀器進行操作，能對測試數據進行更詳細的分析。

一、面板（WBBKC-4000電力變壓器有載分接開關測試儀適用于各種電力設備）

1．打印機：本儀器采用面版式微型高速打印機，保證數據、波形打印精細平滑、清晰。

2．顯示器：本儀器配有320×240點大屏幕點陣式液晶顯示器，用于顯示儀器的功能菜單、測量結果、參數設置、故障指示、波形曲線等。

3．鍵盤：

1）光標波形分析功能鍵：相序ABC、t1、t2、t3、t4共5個；圖形分析操作時使用。

按光標開關鍵及以上任意鍵可自動定位光標，相序ABC鍵用于調整A、B、C相；t1、t2、t3、t4鍵用于分別調整光標線位置。

2）方向及控制鍵：光標開關（切換）、↑/放大、↓/縮小、←/左移、→/右移、確認、取消、、打印、保存共9個。開機默認狀態下↑、↓、←、→鍵有效；按光標開關鍵可至（或退出）圖形操作狀態，此時則放大、縮小鍵有效，此時可橫向時間軸放大或縮小；左移、右移鍵有效，此時可將屏幕整體左移、右移。

4．動作順序：測量動作順序轉動圈數。

5．接地：儀器機殼接地。

6．RS232通訊：通訊

7．USB通訊：通訊、U盤

8．電流接線柱：IA+、IB+、IC+、IO-

9．電壓接線柱：VA+、VB+、VC+、VO-

10．電源插座：AC220V

11．電源開關：工作電源開啟

二、接線：（WBBKC-4000電力變壓器有載分接開關測試儀適用于各種電力設備）

有載分接開關測試儀注意事項：

變壓器電氣獨立的其他測繞組必須短接并接地。

對于有問題的波形，比如某處有斷點，可以反向再做一次。如反向測得的波形與正向測得的波形對稱處也有斷點，很可能就是有問題；如無斷點，應再做一次正向的，防止誤判。

當三相波形較亂時，可能是其中一項接觸不好，此時應分相測試。

對于長時間未動的有載開關，測試前應多次吸合，磨除觸頭表面氧化層及觸頭間雜質。

（一）有載調壓繞組Y型接線有中性點測量：

黃、綠、紅、黑線夾在變壓器高壓端子的A、B、C和中性點O端。接線類型：“中性點引出”， 電流方式：“（A.B.C）-> O”。

（二）有載調壓繞組Y型接線無中性點測量

每次測量其中兩相，另一相作為中性點（B或C）。以A、B兩相為例說明如下：接線類型：“中性點不引出”；電流方式： “（A.B）-> C”。測量A、B兩相，將黃、綠、紅三個線夾分別夾在變壓器的A、B、C上，儀器面板的接線為黃線接A相端口，綠線接B相端口，紅線接C相端口。

（三）有載調壓繞組△型接線測量

每次測量其中兩相，另一相作為中性點（B或C）。以A、B兩相為例說明如下：接線類型：“中性點不引出”；電流方式： “（A.B）-> C”。測量A、B兩相，將黃、綠、紅三個線夾分別夾在變壓器的A、B、C上，儀器面板的接線為黃線接A相端口，綠線接B相端口，紅線線接C相端口。

（四）不帶線圈測量  

在變壓器大修時，有載分接開關吊出，沒有線圈連接，如前圖吊芯接線圖所示，先把每一相中開關連接的觸點短路，連接測試線即可。

三、菜單操作：（WBBKC-4000電力變壓器有載分接開關測試儀適用于各種電力設備）

（一）設置：檢查接線無誤后，打開儀器電源開關。開機畫面如下圖所示。

1．接線類型：分為“中性點引出”和“中性點不引出”。

2．電流方式：中性點引出時為“（A.B.C）-> O”；中性點不引出時為“（A.B）-> C”或“（A.C）-> B”。

3．檔位：以“xx-> xx”表示，按“↑”鍵上調，按“↓”鍵下調。例如檔位為“07->08”,按“↑”則變為“08->09”,反之按“↓”則變為“07<-08”。每次測試完成后，檔位會自動增加或者減小。

4. 觸發電阻：電阻取值應大于充電界面電阻值，小于變壓器過渡電阻值與充電界面電阻值之和，實際設置時需要整定一個合適的觸發值。

此時按“上”鍵或“下”鍵移動光標，按“確認”鍵進入測試菜單進行修改設置和進行測試。

四、測試記錄波形判讀說明：（WBBKC-4000電力變壓器有載分接開關測試儀適用于各種電力設備）

（一）測量記錄過程的理想直流波形及參數：

1）開關觸頭變換順序，具體須測量出整個切換過程的動作時間t4切換過程的波形變化，從波形圖上應能看出三相是否同步等。

2）各觸頭聯接的過度電阻，其中阻值還包括引線部分。如下表所示列出了某型有載開關的參考指標（廠家不同指標有所不同）和測量參考值。

切換開關觸頭變換順序：(單位:ms)

（二）、直流電流示波圖形的判讀說明：

1）吊芯測量：

波形圖中所示縱坐標刻度表示電阻值，橫坐標為時間刻度，我們從圖上判讀出開關觸頭變換的時間，如A相t1≈16.8ms t2≈7.2ms t3≈20ms 其整個切換時間在44ms左右。波形的三項同期性由T0的參數所決定。ＢＣ項以Ａ項為參照。

注意：吊芯后測量的波形將非常平滑，勿須再作平滑處理。

2）不吊芯測試：（一般現場均采用這種方式）。           

波形與吊芯后測量的波形（即傳統方法測量）相比，在觸頭變換過程中可看到明顯的毛刺，這主要是開關變換過程中觸頭彈跳時、變壓器線圈中電流引起反電勢造成的，這進一步真實地反映出開關在變壓器實際運行過程中的狀態。這對觸頭的好壞提供了一個定性的判斷，特別是出現明顯的斷開情況。

為了便于觀察開關帶變壓器線圈后的觸頭變換波形。我們可從“系統”菜單進入設置“濾波參數”一欄，加大濾波比例后，再從 “數據” 進入當前屏幕，此時將顯示平滑后的波形。

如圖所示 “濾波參數”比例越大則越光滑。

（三）根據標準分析測試波形，判斷開關有何故障

1）圖波形無斷開點，過度總時間T=46在標準的35～50ms之內。開關動作前測試線等引起的電阻01Ω左右，開關動作接入的電阻值R1=5Ω，R2= 5Ω左右，且兩個電阻橋接的過程很清楚。說明開關正常。

2）圖中的波形有明顯斷開點，過度總時間在標準之內。但開關動作接入的電阻值超過了范圍已經斷開，而且斷開時間達20ms，嚴重超過標準中偶而斷開時間2ms以內的規定。開關已經損壞要檢修，如不檢修帶電操作將造成嚴重后果。

3）圖中的波形有明顯斷開點，過度總時間在標準之內。開關動作接入的電阻值正常，但兩個電阻橋接的過程有5ms的斷開時間。可以肯定開關有開路性故障，一定要檢修后才能投入使用。

4）圖中的波形有斷開點，過度總時間T=46在標準的35～50ms之內。開關動作前后接入的電阻值正常，且兩個電阻橋接的過程很清楚。但從R2往線包過渡橋接時有斷開，看斷開點有沒有超過標準中偶爾斷開時間2ms以內的規定。如果沒有超過2ms或電阻大值沒有超過本儀器測量有效值范圍。就可以繼續使用。超過了就重復測試幾次看是不是都超過標準，如果都超標準說明有問題。

（四）不同接線方法的阻值算法：

1．第1種接線方法測量時得到的過渡電阻值為R1=R2=R

2．第2種接線方法測量時得到的過渡電阻值為R1/3≈R2/3≈R

3．第3種接線方法測量時得到的過渡電阻值為R1/2≈R2/2≈R

測試儀打印的數據中T為過渡時間,T2為橋接時間,T0為三相同期性。

五、上位機數據管理軟件（WBBKC-4000電力變壓器有載分接開關測試儀適用于各種電力設備）

（一）硬件連接：電腦通過USB或者串口（“通訊設置”里修改）連接儀器，點擊“連接設備”，軟件會自動找到儀器，并且在軟件左下角顯示。

（二）測試參數設置：

1．開關類型：分為“中性點引出”和“中性點不引出”.

2．電流方式：中性點引出時為“（A.B.C）-> O”；中性點不引出時為“（A.B）-> C”或“（A.C）-> B”。

3．檔位：以“xx-> xx”表示，按“↑”鍵上調，按“↓”鍵下調。例如檔位為“07->08”,按“↑”則變為“08->09”,反之按“↓”則變為“07<-08”。

4. 觸發電阻：設置儀器在有載開關動作時開始保存采樣數據的觸發條件。電阻取值為有載開關的標稱電阻值。

5.：上位機菜單沒有預采時間；觸發次數和濾波深度，使用儀器下位機的設置參數。

（三）測試結果圖形操作說明

1．放大：在需要放大的區域，點擊鼠標不放，由左上拖至右下釋放即可，可多次放大。

2．縮小：點擊鼠標不放，由右拖至左釋放即可縮小并還原。

3．拖移：右擊鼠標不放拖移即可。

4．調整每相過渡點設置：通過點擊“相序A”“相序B”“相序C”和“t1”、“t2”、“t3”、“t4”的組合，選擇需要調整的過渡點光標，在通過鼠標把光標移動到需要的位置，左鍵單擊確定。

（四）下位機存儲歷史數據上傳：點擊“上傳數據”，軟件會顯示出下位機歷史數據的索引；再雙擊需要上傳的歷史數據。這條數據就會在上位機顯示。

儲能型光熱發電技術是電網友好型新能源技術。儲能型光熱發電是100%上等綠電，與風電、光伏發電等相比，具有發電出力可控、為系統提供轉動慣量支撐等優點；與火電相比，具有一次能源清潔、調峰性能更加靈活等技術優勢；與電化學儲能相比，具有可靠性更高、儲能時長更長等技術優勢。因此，儲能型光熱發電技術融合光熱發電“源儲調一體化”發展，有利于緩解新能源大規模并網消納與電力系統可靠穩定運行的矛盾。在“雙碳”背景下，發展光熱電站是促進大規模新能源消納的途徑之一。

目前，光熱發電發展主要受限原因是投資成本高。根據國內已（待）投運的光熱電站資料，目前光熱電站單位容量投資為光伏電站的6～10倍。隨著技術進步、建設規模增加，光熱電站的投資成本也會逐漸下降。

在新能源占比逐漸增加的趨勢下，“儲能型光熱+光伏”的發展模式已經初顯經濟優勢。國務院《2030年前碳達峰行動方案》要求，嚴控跨區外送可再生能源電力配套煤電規模，新建通道可再生能源電量比例原則上不低于50%。以陜武直流配套新能源發電為例，按照火電、光伏發電年利用小時數分別為4000小時、1350小時計算，在火電機組*小技術出力為30%、不依靠大電網調峰支援、保證新能源利用率95%的情況下初步測算：在“火電+光伏+儲能”“火電+光熱”“火電+光熱+光伏”3種新能源開發配置模式下（火電配置容量相同），3種方式新能源部分的投資比例約為1.2∶1.3∶1（均扣除火電投資）。可見，“火電+光熱+光伏”模式經濟優勢明顯，單位造價低于“火電+光伏+儲能”模式，展現出較好的發展前景。

2020年年底，國內并網運行光熱發電裝機52萬千瓦，目前在建光熱項目總裝機111萬千瓦。預計近兩年國內光熱發電裝機可突破100萬千瓦，未來5～10年達到1000萬千瓦。參考光伏發展規模與投資強度的關系，預計到2030年，我國光熱發電單位建設成本可下降40%左右。屆時，綜合考慮儲能型光熱電站在保證電網可靠穩定方面的優勢，其技術經濟效益更加明顯。

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