随着电力负荷的增长、新能源电力在配网接入比例的增加，电网可能出现短路电流超过系统一次设备*大保护容量的现象。为此，国网辽宁电力联合中国电科院等8家单位开展磁偏置超导限流器研制关键技术研究和示范应用——
近日，10千伏磁偏置超导限流器样机在国网辽宁省电力有限公司66千伏张台子变电站完成挂网示范应用，目前设备运行状态良好。这标志着这一历时6年的项目研发成果落地，为电网大容量短路限流保护技术提供了新的解决方案，也为后续超导限流器的推广应用奠定了基础。
辽宁电网具有重工业用电负荷大、季节性负荷变化明显、新能源电力接入比例高等特点，电网局部短路容量大。磁偏置超导限流器可限制电网的短路容量，强化电网保护运行特性，解决电网大容量保护问题。
第1章 特点与技术参数（WB803多功能微机继电保护测试仪测试迅速准确）
第1节主要特点
1、多功能微机继电保护测试仪满足现场所有试验要求。既可对传统的各种继电器及保护装置进行试，也可对现代各种微机保护进行各种试验，特别是对变压器差动保护和备自投装置，试验更加方便。
型具有标准的四相电压，三相电流同时输出，电压125V、相，电流40A/相。三相电流并联可达120A。
2、各种技术指标完全达到电力部颁发的DL/T624-1997《继电保护微机型试验装置技术条件》的标准。
3、单机独立运行，内置高性能工控机，主频300--600MHz，内存512M，硬盘4--12G，运行Windows XP操作系统。
4、国内同行业首先采用进口拉丝不锈钢面板，不锈钢键盘，同时采用触摸式鼠标，克服了轨迹球鼠标操作不灵活、容易损坏的缺点，并选用8.4寸,分辨率为800×600的TFT真彩显示屏,使得单机整体操作方便自如,经久耐用。
5、主控板采用DSP+FPGA结构,16位DAC输出,对基波可产生每周2000点的高密度正弦波,大大改善了波形的质量,提高了测试仪的精度。
6、功放采用高保真线性功放,既保证了小电流的精度,又保证了大电流的稳定。
7、采用USB接口直接和PC机通讯，无须任何转接线，方便使用。
8、可连接笔记本电脑运行。笔记本电脑与工控机使用同一套软件，无须重新学习操作方法。
9、具备GPS同步试验功能。装置可内置GPS同步卡（选配）通过RS232口与PC机相连，实现两台测试仪异地进行同步对调试验。
10、配有独立专用直流辅助电压源输出，输出电压分别为110V（1A），220V（0.6A）。以提供给需要直流工作电源的继电器或保护装置使用。
11、具有软件自校准功能，避免了要打开机箱通过调整电位器来校准精度，从而大大提高了精度的稳定性。
第2节 技术参数（WB803多功能微机继电保护测试仪测试迅速准确）
技术参数
1、交流电流源:
相电流输出（有效值）： 0--40A/相 精度：0.2%
三相并联输出(有效值)： 0--120A/三相同相位并联输出
相电流长时间允许工作值(有效值)： 10A
每相*大输出功率 ：420VA
三相并联电流*大输出功率 ：900VA
三并电流*大输出允许工作时间 ：10s
频率范围： 0--1000Hz 精度：0.001Hz
谐波次数： 2--20次 相位：0--360° 精度：0.1°
2、直流电流源:
电流输出： 0--±20A/相 精度 0.2%
3、交流电压源:
相电压输出（有效值）： 0--125V/相 精度：0.2%
线电压输出（有效值）： 0--250V
相电压/线电压输出功率 ： 75VA/100VA
频率范围： 0--1000Hz 精度：0.001Hz
谐波次数： 2--20次 相位：0--360° 精度：0.1°
4、直流电压源:
相电压输出幅值：0--±150V 精度：0.2%
线电压输出幅值：0--±300V
相电压/线电压输出功率： 90VA/180VA
5、开关量端子:
开关量输入端子： 8对
空接点： 1--20mA，110V装置内部有源输出
电位翻转：0--6VDC为低电平 15--250VDC为高电平
开关量输出端子：4对，空接点 遮断容量：110V/2A，220V/1A。
6、时间测量范围:
范围：1ms--9999s 测量精度：1ms
7、体积重量:
体积： 365(mm )×400(mm )×195 (mm ) 约18Kg
8、电源:
AC220V±10% 50Hz 10A
第2章 硬件结构（WB803多功能微机继电保护测试仪测试迅速准确）
硬件组成
内置高性能工业控制计算机
采用高性能工控机作为控制计算机，配置512M内存，4--12GCF卡，预装Windows XP操作系统，面板带有8.4″800×600分辨率TFT真彩LCD显示器,不锈钢优化键盘和触摸鼠标，不用外接键盘和鼠标就可直接使用，装置面板配有两个USB接口，可方便地进行数据存取、数据通信和软件升级等。
DSP数字信号处理系统
采用6000系列DSP控制器作为核心，FPGA可编程逻辑器件输出波形，由于采用的是DDS硬件输出波形的技术，使波形频率和相位精度相当高，同时，该系统与工控机通讯直接采用USB2.0接口，使得数据通讯稳定可靠。
D/A和A/D转换
采用高精度D/A转换器，同时采用有源低通滤波器，使输出波形平滑，幅频特性优良。同时控制系统还保留了12路12位A/D转换电路，可实时采集12路模拟量的输出波形并通过软件在屏幕上显示实际输出的波形，幅值和相位。
高精度线性电压，电流功率放大器
电流、电压采用高性能线性放大器直接耦合输出方式，使电流，电压源可直接输出交流和直流波形，并可通过软件计算输出各种如方波、各次谐波叠加的组合波形，故障暂态波形等，可以较好地模拟各种短路故障时的电流，电压特征。功放电路采用进口大功率高保真模块式功率器件做功率输出级，结合精心合理设计的散热结构，具有足够大的功率冗余和热容量，功放电路具有完备的过热、过流、过压及短路保护，电流回路允许开路，不会损坏装置。面板有电流开路指示灯，以方便用户检查接线正确与否。同时面板还有电压过载或短路指示灯，当电压回路（在有输出情况下）发生短路时，该指示灯亮。大电流限时采用独特的硬件，限时电路，克服了传统的软件限时的缺点，使大电流使用更方便和更可靠。
开关量输入、开关量输出
共有开关量输入端子8对，开关量输出端子4对。
开入量由光电隔离器组成,其工作电源为独立的110V工作电源，所以在COM端与开入量之间有110V的直流电压。
开出量由光电隔离器和24V直流继电器组成，其工作电源为独立的24V工作电源，所以在COM端与开出量之间有24V的直流电压。
以下是几种常见的开入量的接线示意图：
① 带电位的空接点
② 电位翻转
③ 空接点
专用独立的直流电源输出
装置配有两路110V直流电源电压输出，头尾相接组成+110V、0V、-110V三个端子输出，只能作保护装置的工作电源，不能作为直流操作电源使用。这样+110V、-110V两端子可输出220V直流电压。
型：【辅助直流电压输出端子】设计在测试仪的后面板上。
第2节 面板说明（WB803多功能微机继电保护测试仪测试迅速准确）
一、整体结构
二、前后面板介绍
1、8.4″液晶显示屏。
2、不锈钢键盘。
3、触摸式鼠标。
4、电压短路告警指示灯，电流开路告警指示灯。
5、USB接口，USB1为数据交换用，USB2为外接笔记本电脑用。
6、USB切换开关，当切换开关拨向左边时，为连接工控机通讯；当切换开关拨向右边时，为外接笔记本电脑通讯。
7、DSP控制板复位按钮，当软件显示发送数据失败或无设备连接时，按此按钮，使DSP板复位，同时屏幕右下方可出现USB设备的标记。
8、主机电源开关。为工控机的工作电源。
9、功放电源开关。当需要输出电流、电压时，可开启此电源开关。
10、辅助直流电压输出端子。
11、装置接地端。
12、装置电源输入插座，AC220±10%，保险10A。
13、散热栅格。
14、风扇出风孔。
15、电流、电压输出端子（在装置左侧板）。
16、开关量输入、输出端子（在装置上盖板上）。
第三章 快速入门（WB803多功能微机继电保护测试仪测试迅速准确）
第1节 试验注意事项
1、内置了工控机和Windows操作系统，请勿过于频繁地开关主机电源。
2、装置面板或背板装有USB插口，允许热拨插USB口设备（如U盘等），但注意拨插时一定要在数据传输结束后进行。
3、为了保证工控机内置的Windows操作系统能稳定可靠运行，请不要随意删除或修改硬盘上的文件和桌面上的图标，请不要随意操作、更改、增加、删除、使用内置Windows系统，以免导致操作系统损坏。使用USB盘拷贝数据时请一定保证U盘干净无病毒，也请不要利用U盘在本系统中安装其它软件程序。
4、外接键盘或鼠标时，请勿插错端口，否则Windows操作系统不能正常启动。
5、请勿在输出状态直接关闭电源，以免因关闭时输出错误以致保护误动作。
6、开入量兼容空接点和电位（0－250VDC），使用带电接点时，接点电位顶端（正极）应接入公共端子COM端。
7、使用本仪器时，请勿堵住或封闭机身的通风口，一般将仪器站立放置或打开支撑脚稍倾斜放置。
8、禁止将外部的交直流电源引入到测试仪的电压、电流输出插孔。否则，测试仪将被损坏。
9、如果现场干扰较强或保障要求较高，试验之前，请将电源线（3芯）的接地端可靠接地或装置接地孔接地。
10、如果在使用过程中出现界面数据出错或设备无法连接等问题，可以这样解决：向下触按复位按钮键，使DSP复位；或退出运行程序回到主菜单，重新运行程序，则界面所有数据均恢复至默认值。
第2节 开/关机步骤
一、开机步骤
1、首先将测试仪电源线插入AC220V电源插座上，开启主机电源，工控机启动Windows XP操作系统，启动完毕后，主机自动进入测试仪软件主界面。
2、然后开启功放电源开关，接好电流、电压回路，有必要也要接好开入量，选择相应软件模块进行试验。
注意事项：
①当连接电流回路时，可能会出现打火现象，这是正常的，不必担心。电流回路有20V左右的直流电压。当回路短接后，此电压自动消失。如果想不出现打火现象，可关闭功放电源开关，再接电流回路的线，接好以后再开启功放电源开关，这样就可避免出现打火现象。
②检查接线是否正确。当电流开路指示灯亮起红灯时，说明该相电流回路接线有误；当电压短路指示灯亮起红灯时，说明该相电压回路接线有误。电压短路指示灯是不能自行恢复正常的。当电压回路排除故障后，应关闭功放电源，暂停20秒后再开启功放电源，这时，电压短路灯没有亮起红灯，则说明接线正确。
二、 关机步骤
1、首先关闭功放电源开关。
2、然后关闭测试软件菜单。在【开始】栏里点击【关机】，当Windows操作系统提示【可以关机了】后，再关闭主机电源，并拨下相关测试连接线，*后将仪器装入包装箱。
第三节 键盘、鼠标操作使用方法
一、键盘功能及使用方法
型装置的键盘和鼠标如所示：
键盘按键的红色字体为第1功能，黑色字体为第2功能。第1功能以输入阿拉伯数字为主，第2功能以输入26个英文字母为主。【Fn】为功能切换键，当【Fn】按下一次，Fn指示灯发亮，表示目前使用第2功能，当再按下一次【Fn】时，Fn指示灯灭，表示目前使用第1功能，默认状态是第1功能状态。
二、鼠标使用方法
用中指在触摸板上移动，可使鼠标移动，用食指点击左键或右键，表示选中某菜单。也可双击触摸面板，直接进入菜单选项。
2016年，辽宁电网一座220千伏变电站出现53千安培的短路电流，超过了电网断路器50千安培的开断容量。常规断路器开断容量不足，难以实现毫秒级响应，只有采取对短路故障限流的方式，才能保证断路器可靠动作。传统的限流器通过开关投切将限流阻抗引入到电网中，存在限流损耗大、响应时间长的问题。磁偏置超导限流器依托磁偏置双分裂电抗器限流能力强和超导材料阻抗快速响应、低损耗的特点，可为电网大容量短路故障限流问题提供新的技术路线。
为此，国网辽宁电力统筹组织，中国电力科学研究院有限公司牵头，联合中国科学院合肥物质科学研究院、清华大学等单位组成攻关团队，依托多项国家电网公司科技项目和国网辽宁电力科技项目，开展磁偏置超导限流器原理研究、样机研制及挂网运行研究。
“攻关团队刚成立时，对超导限流器技术了解不够深入，只知道是超导技术在故障限流方面的实际应用。如何为超导限流器提供冷却环境实现超导阻抗快速下降，如何实现双分裂电抗器可靠触发和超导组件快速限流，这些问题并没有成熟的技术路线和解决方案可以参考。可以说，我们攻关团队是摸着‘超导技术’的石头，过‘限流器’的河。”辽宁电科院超导限流技术攻关团队核心成员王帅介绍。
随着研究工作的逐渐深入，攻关团队逐项攻克双分裂电抗器、无感超导组件、快速断路器的研发制造难题，解决低温循环冷却、超导阻抗特性检测等技术问题，于2018年完成10千伏磁偏置超导限流器样机的研制，超导限流技术达到国际先进水平。
在该装置研发过程中，实现双分裂电抗器与超导材料的阻抗特性配合是磁偏置超导限流器设计的关键技术难点，直接影响设备的限流响应时间。攻关团队开展了上百次研发试验，通过三维多物理场耦合仿真分析，在几百种设计方案中寻找到了超导带材*佳的空间布局结构，解决了磁偏置超导限流器的阻抗特性配合问题。
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