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高压开关真空度测试仪工作原理及结构

国网甘肃电科院新型电力系统仿真中心技术人员顺利完成750千伏河西变电站稳控系统控制策略闭环在环验证,全方位深入检视该变电站稳控系统控制策略有效性、正确性和可靠性。这也是西北区域内国家电网公司省级电科院第1次完成750千伏骨干主网稳控策略闭环验证,标志着该院仿真中心“支撑生产、服务科研”的技术能力达到西北先进水平。

750千伏河西变电站地处河西走廊中段,是甘肃省清洁能源外送的重要枢纽,担负着甘肃河西地区新能源消纳外送的重要任务。

“如果把稳控系统比作守护电网的‘灵丹妙药’,策略验证工作的作用就是判断‘药单开得对不对,取药取得对不对’。”新型电力系统仿真中心负责人介绍,通过数字化技术,把实际电网搬到仿真平台里面,连接上和变电站配置完全相同的稳控装置,在高度逼近实际的电网运行环境中,验证稳控策略编程的正确性和控制效果的有效性。


一、概述(ZKY-2000高压开关真空度测试仪工作原理及结构

是电力系统中普遍使用的高压电器,其核心部件是真空灭弧室,由于灭弧室是以真空条件作为工作基础的,所以它不象油开关,SF6开关那样容易检测其质量。传统上,真空断路器用户判断灭弧室真空度的方法是工频耐压法,这种方法只能粗略判断真空度严重化的灭弧室。

是真空灭弧室的真空度的鉴定设备,以单片计算机为主控单元,测试过程完全实现自动化。该仪器的采样设计一改以往采用电流峰值做标定的方法,而采用离子电荷来做标定。这样,有效地抑制了测试过程中瞬态电源的干扰,使测试稳定可靠。由于采用计算机为主控单元,该仪器能很方便地扣除由于环境因素产生的漏电电流。本仪器*突出的特点是:实现了真空灭弧室的免拆卸测量,直接显示真空度值,使真空断路器用户详细掌握灭弧室的真空状态,为有计划地更换灭弧室提供了可靠的依据,为电网的可靠运行提供了有力保障,克服了工频耐压法仅能判断灭弧室是否报废的缺陷。

测量精度高,操作简单,携带方便,抗干扰能力强,特别适用于供电单位现场测试,是真空断路器生产、安装、调试、维修的必备仪器之一。

二、测试原理(ZKY-2000高压开关真空度测试仪工作原理及结构

将灭弧室的两触头拉开一定的开距,施加脉冲高压,与残余气体分子发生碰撞电离,所产生的离子电流与残余气体密度即真空度近似成比例关系。对于不同的真空管,在同等真空度条件下,离子电流的大小也不相同,当测知离子电流后,通过离子电流一真空度曲线,由计算机自动完成真空度的计算,并显示真空度值。

高压开关真空度测试仪

三、技术参数(ZKY-2000高压开关真空度测试仪工作原理及结构

1.真空度测量范围:    9.999×10-1~1×10-5

2.离子电流测量范围:    9.999×10-1~1×10-7

3.测  量  误  差:    <5%

4.测 量 分 辨 率:    10-5pa

5.允许环境温度:    -20℃~50℃

6.空  气  湿  度:    ≤80%RH

7.电          源:    AC,220V,50Hz±10%

8.外  型  尺  寸:    420×290×210(mm)

9.高  压  输  出:    脉冲≤4kV15kHz

⒑重          量:    8kg

四、使用方法(ZKY-2000高压开关真空度测试仪工作原理及结构

(1)本仪器分两种用途使用:

1、用于真空灭弧室生产线中灭弧室的质量控制,断路器生产厂家的灭弧室的入库检验。

2、用于检测安装于开关整机上的真空灭弧室的真空度。这类检测主要用

于供电部门的例行检修及容量试验中对真空灭弧室承受能力的判定。

(2)连线:

使灭弧室触头至于分状态,将高压线和信号输入线分别接灭弧室的动端与静端。注意,高压线应悬空

注意:使用前仪器必须良好接地。检查连线正确后便可开机。

将仪器的电源开启后,显示屏显示菜单如下图:

高压开关真空度测试仪

(3)管型选择:

测量时,首先选择管型,仪器内已存入多种管型,具体参数见附录表格。

1、管型选择操作方式:

按[选择键],使[◢◢]指向选择测试管型,按[确认键],用[+键]或[-键]调整管型参数,当显示器显示管型与所需测量的管型代号一致时便可,按[确认键],返回主菜单。若说明书中没有给出要测量的管型时,可用尺寸相近,接线方式相同的管型代替。

2、测量

    按[选择键]使[◢◢]至测试真空管“Pa”,按[确认键]仪器处于测量状态。并自动完成所有的测量、计算、显示等全过程。

3、打印:

若需打印测试数据,则按[确认键]返回主菜单,按[选择键]使[◢◢]至打印测试数据,再按[打印键],即可打印出所有测量数据。

4、如果没有可代用的参数,则可按[选择键]使[◢◢]指向“A”,这样可直接给出电离电流,一般来说。电离电流(A)较真空度(Pa)小2个数量级。

五、硬件构造(ZKY-2000高压开关真空度测试仪工作原理及结构

的硬件大致分为四部分

1、CPU主控单元

该部分用于接收用户指令,控制显示器进行各种显示,产生高压单元所需的脉冲信号,及对磁控电流控制单元发出各种控制指令,负责整个测量过程的准确时序控制,该单元是整个系统的主体。

2、高压控制板

高压部分将控制部分送来的具有一定占空比的信号进行功率放大,驱动高压变压器,从而产生测量所需的高压。

3、按键与显示板

按键部分用于用户指令,操纵按键使仪器处于不同的工作状态。

显示部分用于显示系统的各种参数。

4、打印机

用于打印输出所测量的参数,打印结果如下所示:

TESTED BUIC-Ⅲ               TESTED BYUC-Ⅲ

PRESSURE:3.260E-5Pa         CURRENT:2.621E-6A

(真空度值)                 (漏电流值)

TUBE NO: (管编号)         TUBE NO: (管编号)

TUBE TYPE:(管型)           TUBE TYPE:(管型)

DATE:    (日期)           DATE:    (日期)

TEST REPORT                  TEST REPORT

(检验记录)                 (检验记录)

六、使用注意事项

1、属精密仪器,电路板布线密度较大,一般要求存放于较干燥的地方。若环境较潮湿,则应经常通电。

2、若测试后电流值显示为零,应检查灭弧室表面是否清洁。因为表面不清洁可能使漏电的变化值大于电离电流值,这样,测量值减去漏电后小于零,而被仪器判为零。发生这种情况后,将灭弧室表面檫干净,再做试验,一般来说这样得到的真空度值较准确。

3、使用时,高压输出线不得触及人体,以防触电。

4、高压指示灯亮时,不要触及高压线,以防触电。

5、拆装打印纸在仪器先断电的情况下进行,以免损坏打印机。换纸时,将前面板打开,用食指和拇指捏紧打印机两端的两夹片轻轻拖出打印机,使出纸口略高于仪器面板,但不能拖出距离太大,将新纸端口部分剪成尖头状,插入打印机的进纸口,打开仪器电源开关,按下打印键,使纸从打印机的上端走出一段距离,插入面板出口缝导出。盖好打印机面板,装纸完毕。

6、无任何用户可维修的部件,如出现故障,请专业人员维修,或与供应商联系,切勿擅自打开仪器,以免发生意外或造成不必要的损失。

7、真空度测量范围在9.999×10-1~1×10-5之间,离子电流测量范围在9.999×10-1~1×10-7之间,当真空管的真空度大于10-2 Pa或离子电流大于500uA时建议该真空管报废。

8、若真空管内压力等于大气压(即真空管破损),本仪器测量范围内, 本仪器则拒绝检测,返回初始状态。

(注:击穿后,仪器有可能出现显示不正常,此时,从新开机后仪器回到正常状态,本仪器切勿超常时间工作。)

750千伏河西变稳控策略闭环验证是国网甘肃电科院第1次承担750千伏电压等级的稳控系统闭环验证工作。作为稳控投运前很重要的一道关口的“守门员”,新型电力系统仿真中心的技术骨干们克服风险大、责任大、难度大的三大难题,毫不退缩、迎难而上,依托扎实的专业功底,把工作任务细化分解为方案组、建模组和硬件组,迅速明确各工作小组工作任务,顺利完成模型搭建、硬件连接、平台联调任务。设计了联网河武合环方式、联网河武开环方式等8种典型场景,每个场景又细分4种运行方式,检测各个运行方式下河西变750侧和330侧共64个定值的正确性,累计执行500多次仿真验证,圆满完成了全部策略校核验证任务。

在甘肃电力调度中心指导和支持下,750千伏河西变主变稳控策略验证顺利完成,这也标志着国网甘肃电科院在新型电力系统故障防御方面取得了新突破。结合前期已具备的稳控系统策略制定、出厂验收、现场联调、实切试验、现场调查等业务能力,实现了稳控系统全流程管理,有效夯实大电网运行第2道防线,有力支撑甘肃电网可靠保供和新能源消纳。


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