高壓測試儀試驗(yàn)項(xiàng)目

一、高壓測試儀試驗(yàn) 項(xiàng)目背景：

高壓試驗(yàn)仿真系統(tǒng)主要是用于相關(guān)試驗(yàn)教學(xué)及電氣試驗(yàn)人員技術(shù)培訓(xùn)。在低電壓下實(shí)現(xiàn)等效的高壓試驗(yàn)，它可以仿真高壓電氣設(shè)備的正常狀態(tài)和異常情況，有助于學(xué)員和專業(yè)試驗(yàn)人員對設(shè)備絕緣正常狀況與故障狀態(tài)的分析判斷能力。

二、 應(yīng)用前景

高壓試驗(yàn)仿真系統(tǒng)主要用于相關(guān)院校的高壓試驗(yàn)室和各供電公司技能培訓(xùn)基地的高壓試驗(yàn)室。仿真系統(tǒng)的開發(fā)不僅有效地提高了高壓試驗(yàn)的教學(xué)效果，而且能開展一般情況下無法實(shí)現(xiàn)的模擬狀態(tài)異常試驗(yàn)。即降低了試驗(yàn)費(fèi)用的投入，又易于全面推廣。因此，尤其是在*真實(shí)操作下，不產(chǎn)生高壓從而有效保障學(xué)員的人身安全。本項(xiàng)目的開發(fā)不僅有著積極的社會(huì)效益，還有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

二、    國內(nèi)外研究概況

目前國內(nèi)只有少數(shù)單位研發(fā)或應(yīng)用，高壓試驗(yàn)仿真系統(tǒng)：

蘇州華電電氣技術(shù)有限公司研制開發(fā)的高壓試驗(yàn)仿真系統(tǒng)，設(shè)計(jì)優(yōu)化，性能穩(wěn)定，操作維護(hù)簡便的主要是由蘇州大學(xué)開發(fā)的核心軟件。

南方電網(wǎng)公司貴州培訓(xùn)基地也在進(jìn)行合作開發(fā)并應(yīng)用該系統(tǒng)。

目前，尚未見國外文獻(xiàn)報(bào)道其他國家研發(fā)該仿真系統(tǒng)。

四、 項(xiàng)目內(nèi)容

根據(jù)國標(biāo)GB50150-2006：<電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)>對不同的被試設(shè)備有不同的試驗(yàn)項(xiàng)目：

4.1變壓器的試驗(yàn)項(xiàng)目

1）          測量繞組連同套管的直流電阻

2）          有載調(diào)壓切換裝置的檢查和試驗(yàn)

3）          測量繞組連同套管的介質(zhì)損耗角

4）          測量繞組連同套管的直流泄漏電流

5）          變壓器繞組連同套管的交流耐壓

6）          繞組連同套管的長時(shí)感應(yīng)電壓試驗(yàn)帶局部放電試驗(yàn)

4.2干式變壓器的試驗(yàn)項(xiàng)目

1.檢查變壓器的三相接線組別和單相變壓器引出線的極性

2.測量繞組連同套管的絕緣電阻

4.3消弧線圈的試驗(yàn)項(xiàng)目

1）測量繞組連同套管的直流泄漏電流

2）繞組連同套管的交流耐壓

4.4油浸式或干式電流互感器的試驗(yàn)項(xiàng)目

1）交流耐壓試驗(yàn)

2）測量電流互感器的勵(lì)磁特性曲線

3）檢查電流比

4.5固體絕緣電流互感器的試驗(yàn)項(xiàng)目

  1）交流耐壓試驗(yàn)

2）測量繞組的直流電阻

4.6電磁電壓互感器的試驗(yàn)項(xiàng)目

1）測量35KV及以上的電壓互感器繞組介質(zhì)損耗角

     2）測量電壓互感器的勵(lì)磁特性曲線

     3）檢查各繞組的電壓比

4.7固體絕緣電壓互感器的試驗(yàn)項(xiàng)目

 1）測量繞組的直流電阻

2）檢查接線組別和極性

4.8  SF6斷路器的試驗(yàn)項(xiàng)目

 1）斷路器均壓電容的介質(zhì)損耗角和電容值

     2）測量斷路器主、輔觸頭分、合閘的同期性及配合時(shí)間

4.9  SF6封閉組合電器的試驗(yàn)項(xiàng)目

      1）測量每相導(dǎo)電回路的電阻

    2）交流耐壓試驗(yàn)

4.10真空斷路器的試驗(yàn)項(xiàng)目

     1）測量每相導(dǎo)電回路的電阻

     2）測量斷路器主觸頭的分、合閘時(shí)間，測量分、合閘的同期性，測量合閘時(shí)觸頭的彈跳時(shí)間。

4.11 無間隙金屬氧化物避雷器的試驗(yàn)項(xiàng)目

1）          測量直流1mA電壓U1mA及0.75U1mA下的泄漏電流

4.12 橡塑絕緣電力電纜的試驗(yàn)項(xiàng)目

    1）交流耐壓試驗(yàn)

4.13  電容式電壓互感器的試驗(yàn)項(xiàng)目

1）          測量極間、二次繞組間絕緣電阻

3）檢查各繞組的電壓比

4.14  電容器的試驗(yàn)項(xiàng)目

1）          測量耦合電容器的介質(zhì)損耗角和電容值

2）          并聯(lián)電容器交流耐壓試驗(yàn)

五、                                    技術(shù)關(guān)鍵

高壓試驗(yàn)仿真系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩大部分組成。

硬件系統(tǒng)它分為上位機(jī)系統(tǒng)、高壓仿真測試儀器和被試設(shè)備。

為了營造仿真培訓(xùn)的真實(shí)性，開發(fā)的培訓(xùn)裝置將借助多媒體技術(shù)，再現(xiàn)高壓試驗(yàn)*的電擊穿、電暈等現(xiàn)象中的聲光效果，以提高試驗(yàn)教學(xué)培訓(xùn)的真實(shí)感。

高壓仿真測試儀器系采用單片機(jī)與集成電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)超高壓強(qiáng)電流的等效仿真，通過低壓直流回路模擬高壓測試系統(tǒng)狀態(tài)。為給學(xué)員試驗(yàn)過程中產(chǎn)生一個(gè)真實(shí)環(huán)境的效果，高壓仿真測試儀器無論從外形到功能，從操作方式到響應(yīng)的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)特性，都將和原高壓測試儀器相一致。

六、    技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

高壓仿真測試儀器對如下的儀器或設(shè)備作仿真：

1.  上位機(jī)系統(tǒng)的硬件技術(shù)指標(biāo)：

計(jì)數(shù)機(jī)     2臺(tái)

英特爾奔騰處理器2.0G  2G內(nèi)存  160G硬盤  19吋液晶顯示器

激光打印機(jī)：  2臺(tái)

臺(tái)式計(jì)數(shù)機(jī)的數(shù)據(jù)與報(bào)文通過RS485接口與高壓仿真測試儀器相交換。串行通信的速率為57.6kbps。

2.  仿真測試儀器技術(shù)指標(biāo)：

仿真測試儀器明細(xì)表

仿真測試儀器技術(shù)指標(biāo)：

1、高壓兆歐表主要技術(shù)指標(biāo)

1.1額定工作條件

       環(huán)境溫度：0～40℃

       相對濕度：30％～80％

1.2 供電電源：交直流兩用。

直流：12V（內(nèi)附可充電電池）

交流：220V±10％，50Hz

1.3 外形尺寸： l×b×h（mm）：  280×243×123

1.4 儀表重量：約3.5kg

1.5 測量范圍： 0～199.9ＧΩ（1.999×1011Ω）

1.6 電阻顯示位數(shù)：3位半（zui大顯示1999）

1.7 基本測量誤差

2、直流電阻測試儀主要技術(shù)指標(biāo)

2.1穩(wěn)流電流：、10A、20A、40A四檔

2.2測    程：    ：  1mΩ -4Ω

10A： 1mΩ  -2Ω

20A：  1mΩ-400mΩ

40A:   1mΩ-100mΩ

2.3分 辨 率：1μΩ

2.4外型尺寸：440mm?400mm?188mm

2.5準(zhǔn) 確 度：0.2級

2.6重    量：18kg

2.7使用條件：

環(huán)境溫度：0℃~40℃

環(huán)境濕度：≤85%RH

2.8工作電源：AC220V±10%

2.9電源頻率：（50±1）Hz

3.開關(guān)回路電阻測試儀技術(shù)指標(biāo)

3.1輸入電壓：220V/380±10%  50HZ

3.2輸出電壓：0-250V/450

3.3輸出容量：3 kVA-300

3.4計(jì)時(shí)范圍：１S-99H

3.5環(huán)境溫度：-20℃至50℃

4、高壓開關(guān)動(dòng)作特性測試儀技術(shù)指標(biāo)

4.1時(shí)間測試

4.1.1測試范圍：0.1ms～1S～12S

4.1.2準(zhǔn)確度：  ±（0.1%讀數(shù)+2個(gè)字）

4.1.3圖形顯示：1S內(nèi)，13路≮0.1ms所有跳變

4.2速度測試

4.2.2測速范圍：1mm傳感器（油開關(guān)，SF6）   0.01～20.00m/s

0.1mm傳感器（真空開關(guān)）    0.001～2.00m/s

1°角度傳感器（真空開關(guān)，SF6）  1周波/ 1°

4.3準(zhǔn) 確 度：1mm傳感器 ±（1%讀數(shù)+1個(gè)字）

0.1mm傳感器 ±（2%讀數(shù)+1個(gè)字）

1°角度傳感器 ±（1%讀數(shù)+1個(gè)字）

4.4 圖形顯示：Ｖ-t及曲線上每一點(diǎn)（Ｖ，t）的數(shù)值

4.5行程測試

4.5.1測試范圍：1mm傳感器 0～999mm

0.1mm傳感器 0.1～40mm

1°角度傳感器 0～360°

4.6準(zhǔn) 確 度：±（1%讀數(shù)+1個(gè)字）

4.7圖形顯示：S-t曲線及每1mm或0.1mm或1°位移（轉(zhuǎn)角）的數(shù)值

4.8電流特性測試

4.8.1測試范圍：40mA～10A

4.9分辨 率：40mA

4.10準(zhǔn)確 度：±（1%讀數(shù)+40mA）

4.11圖形顯示：I-t曲線及曲線上每一點(diǎn)（I,t）的參數(shù)值

4.12觸發(fā)方式：線圈電壓、電流，傳感器、斷口信號任一同步觸發(fā)

4.13直流電源

4.13.1輸出電壓：30～250V連續(xù)可調(diào)

4.13.2輸出電流：≤ 20A

4.14負(fù)載變化率：≤ 1%

5、防干擾介質(zhì)損耗測量儀技術(shù)指標(biāo)

       5.1額定工作條件

           5.1.1環(huán)境溫度：0～40°C   （當(dāng)溫度超出20°C  ±5°C  時(shí)，每變化10°C  儀器誤差的改變量不超過基本誤差的1/2。）          

           5.1.2相對濕度：30%～85%

 5.1.3供電電源：220V±22V,50±1Hz

           5.2   外形尺寸：1×b×h，mm： 420×320×440

           5.3   儀器重量：不大于20kg

           5.4   電子電路功耗： 不大于40VA

           5.5   測量范圍：

           5.5.1 介質(zhì)損耗（tgδ）：0～100.00%     分辨率  0.0001

           5.5.2 電容量（Cx）:4pF～50μF          zui小分辨率  0.01pF

           5.5.2.1 內(nèi)接方式

                  實(shí)驗(yàn)電壓             試品電容量

         5kv     7.5kv    10kv         4pF～50μf

        1.5kv    2.25kV   3kv          10pF～0.3μF

        0.5kV    0.75kV   1kV          30pF～0.5μF

5.5.2.2外接方式

☆        “外接升壓器”方式（外接高壓）zui高試驗(yàn)電壓10Kv

“外接Cn”方式（外接高壓、外接標(biāo)準(zhǔn)電容器）zui高實(shí)驗(yàn)電壓由

        標(biāo)準(zhǔn)電容器和被試品決定（Umax=Imax/wC）

       標(biāo)準(zhǔn)回路zui大電流50mA（In=UwCn）

       被試回路電流2A，（In=UwCx）

5.6 基本測量誤差

產(chǎn)品在環(huán)境溫度20°C  ±5°C  、相對濕度30%～85%的條件下，應(yīng)符合表1之規(guī)定

5.7 內(nèi)部升壓器輸出能力

              輸出電壓               zui大輸出電流

          5kV   7.5kV   10kV             120mA

          1.5kV  2.25kV  3kV              300mA

          0.5kV  0.75 kV   1kV            500mA

6、變壓比測試儀主要技術(shù)指標(biāo)

6.1變比測量范圍：0.8－2200

6.2變比測量精度:0.1%（0.8-1000），0.2%（1000-2200）

6.3測試電壓：AC220V

6.4工作電源：AC220V±10%

6.5工作溫度：-10℃-40℃

6.6環(huán)境濕度：10%-85%

6.7體       積：330×250×160mm

6.8 重      量 : 5kg（不包括測試線）

7、變壓器有載分接測試儀技術(shù)指標(biāo)

七、研究方法

仿真試驗(yàn)項(xiàng)目均按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB50150—2006《電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。該標(biāo)準(zhǔn)適用于500KV及以下電壓等級新安裝的、按照國家相關(guān)出廠試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)合格的電氣設(shè)備交接試驗(yàn)。按電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)項(xiàng)目，對設(shè)備進(jìn)行全面試驗(yàn)，綜合分析判斷，認(rèn)為是否可以投入運(yùn)行。

為保證電氣系統(tǒng)的安全運(yùn)行，對新的電氣設(shè)備在投運(yùn)前進(jìn)行交接試驗(yàn)。這套仿真系統(tǒng)是根據(jù)國標(biāo)GB50150-2006《電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)的。它主要用于電氣試驗(yàn)仿真教學(xué)及高壓試驗(yàn)人員的模擬技術(shù)培訓(xùn)。

八、技術(shù)路線

常規(guī)的高壓電氣試驗(yàn)的顯著特點(diǎn)是其需高電壓，大電流，且被試設(shè)備容量大，體積大，由于試驗(yàn)裝置費(fèi)用昂貴，加上測量時(shí)的安全性，都導(dǎo)致高壓試驗(yàn)的困難性與復(fù)雜性。以計(jì)算機(jī)為依托的仿真技術(shù)，結(jié)合*的集成電路器件，無疑給高壓試驗(yàn)的仿真實(shí)現(xiàn)帶來了可行。

高壓電氣試驗(yàn)仿真培訓(xùn)裝置擬用計(jì)算機(jī)處理根據(jù)高壓電氣理論建立起來的仿真模型，利用通信技術(shù)和仿真的高壓試驗(yàn)儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，在低壓電氣工作條件下實(shí)現(xiàn)等效的高壓試驗(yàn)測量。

到目前為止，該類仿真裝置的研制開發(fā)尚屬*。

高壓電氣試驗(yàn)仿真培訓(xùn)裝置的開發(fā)不僅有效地提高了高壓試驗(yàn)的教學(xué)效果，而且能開展一般情況下無法實(shí)現(xiàn)的異常試驗(yàn)，既降低了試驗(yàn)費(fèi)用的投入，又易于全面推廣。它的開發(fā)不僅有著積極的社會(huì)效益，還將具有潛在的經(jīng)濟(jì)效益。