超低频耐压试验仪性能稳定，测量准确

5月28日，利用超大型电力系统电磁暂态仿真平台，国网西藏电科院系统室主管许江波模拟西藏电网晚高峰运行场景，通过接入构网型储能设备的全电磁暂态模型，分析该区域电网的特定运行场景下的可靠稳定特性。

全电磁暂态仿真建模需要将大电网仿真时间尺度细化至微秒级，其中至关重要的是攻克50微秒步长实时仿真技术。

研究是漫长而枯燥的，考验着每一位研究人员的信心和耐心。当仿真步长越小时，仿真模型越准确。为攻克50微秒实时仿真步长的问题，他们用了2年的时间。

一、产品及选用（WBVLF3000超低频耐压试验仪性能稳定，测量准确）

1、命名说明

2、超低频系列产品                         表1

3、根据被试对向选择适当规格的产品。

使用时，试品电容量不得超过仪器的额定容量。试品电容量过小，会影响输出波形。若小于0.05μF，仪器将不能正常输出。可并联0.1 μF的电容辅助输出。下面是一些设备的电容量，供用户参考。

不同发电机的单相对地电容量                          表2

交联聚乙烯绝缘单芯电力电缆的电容量(μF/km)    表3

4、试品电流的估算方法：

计算公式：　Ｉ＝２πfＣＵ

二、绝缘耐压试验原理（WBVLF3000超低频耐压试验仪性能稳定，测量准确）

超低频绝缘耐压试验实际上是工频耐压试验的一种替代方法。我们知道，在对大型发电机、电缆等试品进行工频耐压试验时，由于它们的绝缘层呈现较大的电容量，所以需要很大容量的试验变压器或谐振变压器。这样一些巨大的设备，不但笨重，造价高，而且使用十分不便。为了解决这一矛盾，电力部门采用了降低试验频率，从而降低了试验电源的容量。从国内外多年的理论和实践证明，用0.1Hz超低频耐压试验替代工频耐压试验，不但能有同样的等效性，而且设备的体积大为缩小，重量大为减轻 ，理论上容量约为工频的五百分之一。试验程序大大地减化，与工频试验相比优越性更多。这就是为什么发达国家普遍采用这一方法的原因。我国电力部以委托武汉高压研究所起草了《35kV及以下交联聚乙烯绝缘电力电缆超低频（0.1Hz）耐压试验方法》行业标准。我国正在推广这一方法，本仪器是根据我国这一需要研制而成的。可广泛用于电缆、大型高压旋转电机、电力电容器的交流耐压试验之中。

三、产品简介（WBVLF3000超低频耐压试验仪性能稳定，测量准确）

本产品接合了现代数字变频先进技术，采用微机控制，升压、降压、测量、保护完全自动化，并且在自动升压过程中能进行人工干预。由于全电子化，所以体积小重量轻、大屏幕液晶显示，清晰直观、打印机输出试验报告。设计指标完全符合《电力设备专用测试仪器通用技术条件，第4部分：超低频高压发生器通用技术条件》电力行业标准，使用十分方便。现在国内外均采用机械式的办法进行调制和解调产生超低频信号，所以存在正弦波波形不标准，测量误差大，高压部分有火花放电，设备笨重，而且正弦波的二，四象限还需要大功率高压电阻进行放电整形，所以设备的整体功耗较大。本产品均能克服这样一些不足之处，另外，还有如下特点需要特别说明：

电流、电压数据均直接通过高压侧采样获得，所以数据真实、准确。

过压保护：当输出超过所设定的限压值时，仪器将停机保护，动作时间小于２０ms。

过流保护：设计为高低压双重保护，高压侧可按设定值进行精准停机

保护；低压侧的电流超过额定电流时将进行停机保护，动作时间都小于２０ms。

★ 高压输出保护电阻设计在升压体内，所以外面不需另接保护电阻。

由于采用了高低压闭环负反馈控制电路，所以输出无容升效应。

四、技术参数（WBVLF3000超低频耐压试验仪性能稳定，测量准确）

1、输出额定电压：参见表1

2、输出频率：0.1Hz、0.05Hz、0.01Hz。

3、带载能力：参见表1    0.1  Hz  *大1.1μF

0.05 Hz  *大2.2μF

0.02 Hz  *大5.5μF

4、测量精度：３%

5、电压正，负峰值误差：≤３％

6、电压波形失真度：≤５％

7、使用条件：户内、户外；温度：-10℃∽+40℃；湿度：≤85％RH

8、电源：交流50 Hz，220V ±5%

9、电源保险管：参见表1

五、结构说明（WBVLF3000超低频耐压试验仪性能稳定，测量准确）

1、控制器面板示意图  

                             图1

图1中各部件示意以及功能说明：

(1)“地”：接地端子，使用时与大地相连。

(2)“控制输出”：输出多芯插座，使用时与升压体的输入多芯插座相连。

(3)“对比度”：对比度调节旋扭，用于调节液晶显示器的对比度。

(4)“功能键”：其功能由显示器提示栏对应位置提示。

(5)“AC220V”：电源输入插座，内藏保险管。

(6)“开关”：电源开关。内藏指示灯，开时亮，关时熄。

(7)“打印机”：打印测试报告。

(8)“液晶显示器”：显示测试数��。

2、升压器结构示意图

六 操作说明

1、连线方法

                        图3 （连线图）

连线说明：用本产品随机配备的两根专用线和接地线按图3的方法连接。电源插座用电源线连至50Hz/220V的交流电上。

2、操作程序

(1) 开机。(注意:每次开机前都要对试品充分放电，升压过程中需要停机时请先按停机键，再用电源开关)

按上述方法连好所有线路之后，就可以将电源开关打开。仪器在微机上电复位下，自动进入如图4所示的设限界面。在进行连线、拆线、或暂不使用仪器时，应将电源关掉。电源插座上装有保险管。若开机屏幕无显示，应先检查保险管是否熔断。大小应按表1提供的数据更换。

(2) 设置限定参数

                      图4（设定界面）

在图4所示的设限界面上，可根据试验的需要设定好试验频率、试验电压、高压侧的过压保护值、过流保护值、试验时间。将光标移到相应的设定，按确定键选择。

频率有三种选择：0.1、0.05、0.02。它规定了仪器的输出频率。单位为Hz

试验电压范围为10KV至额定值。(请不要设小于10KV的试验电压),它规定了我们所要升至的试验电压。仪器升至这个设定电压值时，就不再升压，并保持在这个峰值下进行等幅的正弦波输出。

电压保护值设定范围为0至额定值，单位为kV。它规定了通过试品的电压上限值，当电压超过此设定时，仪器自动切断输出，进行停机操作。一般情况下电压保护值设定为比试验电压高4KV。

电流保护值设定范围为0至额定值，单位为mA。它规定了通过试品的电流上限值，当电流超过此设定时，仪器自动切断输出，进行停机操作。

定时修改范围：0-99分。它规定了试验时间的长短。单位为分钟。

以上电压，电流均为峰值，仪器显示的测量数据，以及打印报告上的电压电流值均为峰值。

将光标移到“启动试验电压”按确定键，仪器进入图5所示的升压界面。

 自动升压

自检成功后，仪器自动进入升压状态。仪器将用若干个周期的时间将电压升至设定值。在升压过程中，按停机键，仪器将切断电压输出，回到开始画面。当升压值接近设定值时出现图6。

                          图6

此时按“上下”键，微调电压，按“确定”键，仪器开始计时，计时结束后自动打印试验报告。回到开始画面，放电结束后再开始下一次测量。

★另外还有两种非正常停机：过压保护停机、过流保护停机。停机后出现相应的提示界面，放电结束后，再调整限制电压值或限制电流值，再开始下次测量。

“50微秒的实时仿真步长意味着系统要在1秒钟内对华东电网6000个节点进行20000次计算。”国家电网仿真中心副总工程师、数模混合仿真研究室主任朱艺颖解释，这好比让数字电网练就“凌波微步”，“每一个CPU内核既要完成自己的任务，又要与其他CPU内核交互数据，还要完成与外接物理装置上万路信号的交互，且计算速度必须跟实际物理过程同步。”

经过不断探索和论证，科研团队在50微秒实时仿真步长技术方向开展攻关，先后攻克模型算法、数值稳定、计算技术及平台架构等技术难点。

2017年，团队在华东区域电网开展了故障反演试验，现场几万路信号实时交互，故障仿真模型仿真结果与实际波形几乎重合，华东区域电网第1次实现了精准的电磁暂态实时仿真，50微秒实时仿真步长在大电网仿真中实现。

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