中国有电100多年来,我国电网由小到大,电网的集中化、同步化程度不断提高。大电网是我国实现能源资源国内优化配置的重要平台,我国的客观资源禀赋和能源需求决定了在国内范围内自西向东、自北向南大规模、远距离调配能源。21世纪前20年,我国通过特高压、超高压输电网的大规模建设着力解决电力资源的大范围配置问题,构建了世界上规模*大、覆盖范围*广、电压等级*高的交直流混联现代化大电网。随着大型风光电基地开发外送、分布式新能源、海上风电并举发展以及电力系统中大规模直流接入,系统的结构形态发生变化,电源结构剧烈变化,加之电力电子技术的普及,带来绿色电力的可靠高效传输和消纳问题,系统可靠运行面临电网孤岛运行、支撑电源“空心化”等因素挑战。同时,可靠稳定供电的需要和技术的更新进步,使储能与电源、电网、负荷并列,成为新型电力系统不可或缺的第四要素,遍及电网各环节的各种储能设施和储能系统,正在创造电力电量平衡的新机制新模式。在科技更新的加持下,新型储能系统的成本将进一步降低,氢气制备、储存、运输、利用全链条技术成熟度也会大幅提升,新型储能、氢能技术装备的商业化推广和规模化应用前景乐观,有望带动能源电力系统形态的深化改变。
基于转型背景下新的发展基础和大电网发展的现实逻辑和内在机理,要不断更新电网形态和运行模式,增强系统功能,增强电网弹性和韧性,提升整个系统的资源配置能力,搭建能源转化平台,带领好新发展格局下的能源电力高质量发展。
现实实践上,要系统研究把握未来电网结构形态,统筹电源与电网、可再生能源与传统化石能源开发与消纳的关系,结合沙漠、戈壁、荒漠地区大型风光基地规划开发,统筹新能源和传统化石能源“增”与“减”的关系和在区域布局上“东中西”的关系,充分挖掘负荷侧的资源潜力。大力推进新能源并网能力提升、清洁煤电深度调节、特高压柔性直流、大容量低成本新型储能、用户侧需求响应等关键技术研发,积极推动发输储用全环节技术更新,切实推动电力系统向适应大规模高比例新能源方向演进。
一、产品概述(YDQC交直流变压器适用于各种电力设备)
YDQC系列轻型交直流高压试验变压器是在同类产品YDJ(G)型高压试验变压器的基础上,按试验变压器国家标准ZBK41006—89要求,经改进后生产的一种新型产品,本系列产品具有体积小、重量轻、结构紧凑、功能齐全、使用方便等特点。实用于电力、工矿、科研等部门,对各种高压电气设备、电气元件、绝缘材料进行工频耐压试验和直流泄漏试验,是高压试验中必不可少的仪器。
二、产品结构(YDQC交直流变压器适用于各种电力设备)
YDQC系列轻型高压试验变压器铁芯为单框式。线圈采用同芯圆筒多层塔式结构,初级低压绕组绕在铁芯上,次级高压绕组绕在低压绕组外侧,这种同轴布置减少了绕组间的藕合损耗。高压硅堆用特殊工艺封装在套管内,产品的外壳制成与器芯配合较佳的八角形结构,整体外型美观大方。其内外部结构见图1。
产品型号含义
图1:YDQC试验变压器结构示意图
1-均压球;2-硅堆短路杆;3-高压套管;4-油阀;5-壳体;6、7-调整电压输入a、x端子;8、9-仪表测量E、F端子;10-高压尾X端子;11-变压器外壳接地端;12-高压输出A端子;13-高压整流硅堆;14-内部均压环;15-变压器铁芯;16-初级低压绕组;17-测量仪表绕组;18-二次级高压绕组;19-变压器油。
三、工作原理(YDQC交直流变压器适用于各种电力设备)
YDQC系列轻型高压试验变压器为单相变压器,联结组标号II。单台高压试验变压器的工作过程,用交流220V(10KVA以上为380V)电压接入电源控制箱(台),经电源控制箱(台)内自藕调压器(50KVA以上调压器外附)调节0~200V(10KVA以上0~400V)电压至试验变压器的初级绕组,根据电磁感应原理,在试验变压器高压绕组可获得试验所需的高电压。其工作原理图见图2所示。
1、单台YDQC高压试验变压器工作原理示意图
图2 :单台YDQC高压试验变压器工作原理示意图
在试验变压器中:a、x为低压输入端;A、X 为高压输出端;E、F为仪表测量端。
2、单台交直流两用型高压试验变压器工作原理见图3。图中所示:高压套管内装有高压硅堆,串接在高压回路中作高压整流,以获得直流高电压。当用一短路杆将高压硅堆短接时,可获得交流高电压,其状态为交流输出;反之在抽出短路杆时,其状态为直流输出。
3、三台高压试验变压器串激获得更高电压原理见图4,串激高压试验变压器有很大的优越性,因为整个试验装置由多个单台串激式试验变压器组成,单台试验变压器有着体积小、重量轻、便于运输的特点,它既可以串接成高出几倍的单台试验变压器输出电压组合使用,又可以分开单独使用。整套试验装置投资小、经济实惠。图3所示:在三台串激式试验变压器串激使用中,单台试验变压器B1、B2、B3的输出电压都是U,第1、二级的试验变压器内部都有一个激磁绕组,分别为A1、C1 和A2、C2。当控制电压加在第1级试验变压器B1的初级绕组a1、x1上,激磁绕组A1、C1给予试验变压器B2初级绕组供电,第2级试验变压器B2的激磁绕组A2、C2给试验变压器B3的初级绕组供电。由于第1级试验变压器B1的高压尾及壳体接地,第2、三级的试验变压器B2和B3对地有绝缘支架的隔离,这样试验变压器B1、B2、B3对地输出电压分别为1U、2U、3U。
图3:三台高压试验变压器串激工作原理示意图
B1、B2、B3- 串激式高压变压器;1U、2U、3U-各级对地电压;
PV- 高压示值表(KV); ZJ1、ZJ2-绝缘支架。
四、使用方法及注意事项(YDQC交直流变压器适用于各种电力设备)
1、YDQC高压试验变压器做工频耐压试验使用接线方法见图5。做工频耐压试验前,先根据试验变压器的额定容量选择好限流电阻,(水电阻)的阻值,再根据被试品需加的高压电压值调整好放电球隙的球间距,为了提高对被试品施加电压的测量精度,应在高压侧接入FRC阻容分压器来测量电压。
图4:工频耐压试验使用接线原理示意图
R1、R2- 限流电阻; Qx- 放电球隙; Zx- 被试品;
FRC- 阻容分压器; V- 分压器高压表。
按照图4、结合图2所进行的工频耐压试验接好工作线路,试验变压器的高压绕阻的X端(高压尾)、仪表测量绕组的F端、试验变压器的外壳以及电源控制箱(台)的外壳必须可靠接地。
用三台试验变压器串激做工频耐压试验时、第2、三级试验变压器的初级绕组X端,仪表测量绕组的F端,以及高压绕组的X端(高压尾)均接本级试验变压器的外壳,第2、三级试验变压器的主体必须放置在绝缘支架上。除第1级以外、第2、三级试验变压器的主体不要接地线。其接线方式见图3所示。
接电源前,电源控制箱(台)的调压器必须调到零位。接通电源后,绿色指示灯亮,按一下启动按钮,红色指示灯亮,表示试验变压器已接通控制电源,开始升压。
从零位开始按顺时针方向匀速旋转调压器手轮升压。(升压方式有:快速升压法,即20S逐级升压法,慢速升压法,即60S逐级升压法,极慢速升压法供选用)电压从零开始按选定的升压速度升到您所需额定试验电压的75%后,再以每秒2%额定试验电压的速度升到您所需试验电压,并密切注意测量仪表的指示以及被试品的情况,被试品施加电压的时间到后。应在数秒内匀速将调压器返回,高压降至1/3试验电压以下,按一下停止按钮,高压、低压输出停止,然后切断电源线,试验完毕。
工频耐压试验操作过程注意事项
1、试验人员应做好责任分工,设定好试验现场的距离,仔细检查好被试品及试验变压器的接地情况,并设有专人监护及观察被试品状态工作。
2、被试品主要部位应清理干净,保持干燥,以免损坏被试品和带来试验数值的误差。
3、对大型设备的试验,一般都应先进行试验变压器的空升试验,即不接试品时升压至试验电压,以便校对好仪表的指示精度,调整好放电球隙的球间距。
4、做耐压试验时升压速度不能过快,并防止突然加压,例如调压器不在零位的突然合闸,也不能突然断电,一般应在调压器降至零位时分闸。
5、在升压或耐压试验过程中,如发现下列不正常情况,1 电压、电流表指针摆动很大,2 被试品发出不正常响声,3 发现绝缘有烧焦或冒烟现象,应立即降压,切断电源,停止试验并查明原因。
6、使用本产品做高压试验时,除熟悉本说明书外,还必须严格执行国家有关标准和操作规程。
2、YDQ交直流两用高压试验变压器做直流耐压和泄漏试验使用接线方法见图5。由于是交直流两用高压试验变压器,应把高压硅堆短路杆从套管中抽出,使试验变压器为直流输出状态。做直流泄漏试验前,先根据泄漏试验中输出端断路电流不超过高压硅堆的较大整流为宜,选择好限流电阻(水电阻)的阻值,再根据被试品对直流高压波形的要求选择好高压滤波电容的电容值。为了提高对被试品施加电压的测量精度,应在高压侧接入FRC阻容分压器来测量电压。
图 5:直流泄漏试验使用接线原理示意图
R- 限流电阻; C- 高压滤波电容; Zx- 被试品; G- 硅堆短路杆;
FRC- 阻容分压器;V- 分压器高压表;uA- 微安表;D- 高压整流硅堆。
按照图5、结合图3所进行的直流泄漏试验接好工作线路。试验变压器的高压绕组的X端(高压尾)、仪表测量绕组的F 端、试验变压器的外壳以及电源控制箱(台)的外壳必须可靠接地。
YDQC试验变做交流试验接线原理图
YDQC试验变做交流泄漏试验接线原理图
接电源前、电源控制箱(台)的调压器必须调到零位。接通电源后,绿色指示灯亮,按一下启动按钮,红色指示灯亮,表示试验变压器已接通控制电源,开始升压。
从零位开始按顺时针方向匀速旋转调压器手轮升压。(升压方式有:快速升压法即20S逐级升压法;慢速升压法,即60S逐级升压法;级慢速升压法供选用)电压从零开始按选定的升压速度升到您所需额定试验电压或额定直流电流下的参考电压。试验中应严密注意直流高压表、泄漏电流表指示以及被试品的情况。试验完毕后,应讯速均匀将高压降至零位,按一下停止按钮,高压、低压输出停止,然后切断电源。此时应用直流高压放电棍给被试品及试验装置本身充分放电。
直流泄漏试验操作过程注意事项
(1)试验人员应做好责任分工,设定好试验现场的距离,仔细检查好被试品及试验变压器的接地情况,并设有专人监护及观察被试品状态工作。
(2)被试品做试验前,应拆除所有对外连线,并充分放电,主要部位应清理干净,保持干燥,以免损坏被试品及带来试验数值的误差。
(3)对于大容量试品(电容器、超长电缆等)试验时应缓慢升压,防止被试品的充电电流过大而烧坏微安表,必要时应分级加压分别读取各电压下微安表的稳定读数。
(4)试验过程中,应严密监视被试品、微安表及试验装置等,一旦发生闪烁、击穿等现象应立即降压,切断电源,并查明原因。
五、配套选购产品(YDQC交直流变压器适用于各种电力设备)
下列产品仅供选择,购买时需另行计价。
1.KZX系列电源控制箱 容量:1KVA-5KVA、输入电压:220V
2.KZT系列电源控制台 容量:10KVA~300KVA输入电压:220V或380V
3.数字微安表:SWB-II
4.高压滤波电容: 0.01MF、40 ~ 100KV
5.高压直流放电棍: FBR— 70、140、210KV
6.放电球隙: Q—50、100、150、200、250、500
7.标准试油杯: 400ml
8.折叠式手推车: 150、300型
9.绝缘支架: 50、100、200、300、400KV
10.阻容分压器: FRC —50、100、150、200KV
11.高压硅堆: 2DL—150、300、450KV
12.水 电 阻: 50、100
今年以来,推动能源电力转型发展的一系列重大政策规划密集出台,影响深远。同时,我国能源电力发展和能源保障等方面新旧矛盾错综交织。在这样的背景下,尤其需要立足发展实际,充分考虑能源、环境、技术、经济各要素,进一步审视把握能源电力转型带来的挑战和问题,着眼发展的根本方向趋势问题,不断打破常态思维认知,完整、全方位、准确贯彻落实好新发展理念,积极面向新时代,增强谋划未来电网发展工作的战略性和方向感,夯基垒台,推进实践。
几十年来,由于传统发电机组容量越来越大、电源越来越集中,我国从资源配置、生产组织、业务体系、技术支撑到政策设计、规章规程都是以大煤电、大水电等集约化的模式组织能源电力生产和资源配置,也比较习惯基于传统的集约化的能源大生产格局解决处理问题。能源清洁低碳转型的背景下,国家政策明确了集中式与分布式并举的发展格局,分布式能源建设点多面广,发展迅猛。随着新一代信息技术、新材料技术、储能技术、柔性输电技术、可中断工业负荷的持续进步,可再生能源与信息、交通、建筑等领域交叉融合,分布式能源发展前景广阔。
分布式能源电力的发展为电力系统创造了新机遇,同时导致电力市场生产消费关系更为复杂。在这种背景下,需要从长期、战略性的视角,从产业体系、市场体系、技术体系以及治理体系等方面深化研究分布式能源电力发展和网络布局,充分发挥分布式能源的巨大潜力,实现分布式能源电力有序发展和效益*大化,更好顺应能源电力转型发展的现实实践。站在电网的视角看,在实践上要强化分布式能源与电网需求配合,系统评估分布式能源对电网系统的贡献作用,调整适配电网传统的投资建设和运行管理方式,深化研究微电网灵活消纳和调节能力实践应用,探索涵盖电、热、冷、气、氢等多能耦合互动的微电网综合供能等模式更新,增强电网弹性。要通过技术更新缓解其对电网系统造成的波动性影响,跟踪智能用电、新型储能、智慧能源管理、需求响应等技术快速进步,更好地调节电力系统和消费者之间的动态交互,推进分布式能源资源市场整合。
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