當前,國家提出構建以大型風光電基地為基礎、以其周邊清潔高效先進節(jié)能的煤電為支撐、以穩(wěn)定方便可靠的特高壓輸變電線路為載體的新能源供給消納體系。國家發(fā)展改革委、國家能源局接連印發(fā)了兩批以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點的大型風電、光伏基地建設項目清單,總裝機規(guī)模超5億千瓦。我國大型風光基地主要集中在西北地區(qū)。在沙漠、戈壁、荒漠規(guī)劃建設大型風光基地具有重大意義。
一是加快能源轉型,助推“雙碳”目標實現(xiàn)。西北地區(qū)風光資源富集,沙漠、戈壁、荒漠面積廣闊,建設大型風光基地可以實現(xiàn)荒漠土地和風光資源的協(xié)同利用,加快新能源的高效開發(fā),為推動構建清潔低碳、可靠高效的現(xiàn)代能源體系奠定基礎。
二是帶動科技發(fā)展,支撐新型電力系統(tǒng)構建。大型風光基地是我國未來能源系統(tǒng)的重要支點。大型風光基地的開發(fā)建設,必將帶動關鍵技術突破和核心裝備升級,并將形成系列規(guī)范和標準,為構建新型電力系統(tǒng)提供技術支撐。
三是實現(xiàn)資源優(yōu)化配置,促進西部地區(qū)發(fā)展。大型風光基地建設是助力“西電東送”的重要舉措,既能實現(xiàn)東西部在土地資源、綠色能源和經(jīng)濟社會發(fā)展等方面的優(yōu)勢互補,又能夠促投資、穩(wěn)增長,帶動西部地區(qū)交通、水泥、鋼材、機電制造等行業(yè)的發(fā)展,為東西部平衡發(fā)展、共同富裕提供有力支撐。
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(yè)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(xiàn)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(huán)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(nèi)可實現(xiàn)對有載分接開關各種參數(shù)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(xiàn)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(nèi)置幫助菜單,基本上可使操作者不看說明書的條件下實現(xiàn)操作。
USB貯存管理:儀器內(nèi)部可存儲100條測試記錄。還可以連接U盤進行數(shù)據(jù)轉存,文件系統(tǒng)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(shù)據(jù)進行更詳細的分析。
抗擾便攜設計:儀器采用獨立機箱結構,具有抗震、防電磁干擾特性。電源工作范圍寬,三相獨立的恒流源設計。結構緊湊、便于攜帶及野外測量。
一、面板(WBBKC-4000變壓器有載開關校驗儀可靠解決了測試者的各種需求)
1.打印機:本儀器采用面版式微型高速打印機,保證數(shù)據(jù)、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(shù)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(diào)整A、B、C相;t1、t2、t3、t4鍵用于分別調(diào)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(tài)下↑、↓、←、→鍵有效;按光標開關鍵可至(或退出)圖形操作狀態(tài),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(shù)
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變壓器有載開關校驗儀可靠解決了測試者的各種需求)
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(diào)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(diào)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(diào)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變壓器有載開關校驗儀可靠解決了測試者的各種需求)
(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(diào),按“↓”鍵下調(diào)。例如檔位為“07->08”,按“↑”則變?yōu)?/span>“08->09”,反之按“↓”則變?yōu)?/span>“07<-08”。每次測試完成后,檔位會自動增加或者減小。
4. 觸發(fā)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(fā)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變壓器有載開關校驗儀可靠解決了測試者的各種需求)
(一)測量記錄過程的理想直流波形及參數(shù):
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(lián)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(shù)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(xiàn)場均采用這種方式)。
波形與吊芯后測量的波形(即傳統(tǒng)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(tài)。這對觸頭的好壞提供了一個定性的判斷,特別是出現(xiàn)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(tǒng)”菜單進入設置“濾波參數(shù)”一欄,加大濾波比例后,再從 “數(shù)據(jù)” 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(shù)”比例越大則越光滑。
(三)根據(jù)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(nèi)。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(nèi)。但開關動作接入的電阻值超過了范圍已經(jīng)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(nèi)的規(guī)定。開關已經(jīng)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(nèi)。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??梢钥隙ㄩ_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(nèi)。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(nèi)的規(guī)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(xù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)管理軟件(WBBKC-4000變壓器有載開關校驗儀可靠解決了測試者的各種需求)
(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(shù)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(diào),按“↓”鍵下調(diào)。例如檔位為“07->08”,按“↑”則變?yōu)?/span>“08->09”,反之按“↓”則變?yōu)?/span>“07<-08”。
4. 觸發(fā)電阻:設置儀器在有載開關動作時開始保存采樣數(shù)據(jù)的觸發(fā)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(fā)次數(shù)和濾波深度,使用儀器下位機的設置參數(shù)。
(三)測試結果圖形操作說明
1.放大:在需要放大的區(qū)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?。狐c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(diào)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(diào)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(shù)據(jù)上傳:點擊“上傳數(shù)據(jù)”,軟件會顯示出下位機歷史數(shù)據(jù)的索引;再雙擊需要上傳的歷史數(shù)據(jù)。這條數(shù)據(jù)就會在上位機顯示。
考慮到荒漠地區(qū)的特點,大型風光基地采用集中式開發(fā)和經(jīng)特高壓直流遠距離外送的模式。在這種場景下,荒漠地區(qū)新能源開發(fā)和利用面臨兩個方面的挑戰(zhàn):
一是消納問題。荒漠地區(qū)經(jīng)濟欠發(fā)達,負荷較少,新能源無法全部就地消納,大規(guī)模新能源電力需要通過特高壓直流跨省區(qū)聯(lián)合消納。直流運行、新能源消納、建設成本、火電和儲能等調(diào)節(jié)資源多方面因素交互耦合,大型風光基地風光資源互補規(guī)劃和高比例新能源尤其是極端天氣情況下實現(xiàn)電力電量平衡難度大。
二是穩(wěn)定運行問題?,F(xiàn)有新能源發(fā)電技術需要依賴同步電源為其提供電壓、頻率支撐?;哪貐^(qū)電網(wǎng)和同步支撐能力弱,大型風光基地穩(wěn)定送出問題將更加突出。
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