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電力技術

15kV一二次融合成套設備檢定系統

時間：2022-09-22

中試控股技術研究院魯工為您講解：15kV一二次融合成套設備檢定系統

中試控股 ? 塑造中國制造的優質品牌

始于1986年 ? 30多年專業制造 ? 國家電網.南方電網.入圍合格供應商：ZSZW-9800一二次融合設備智能試驗裝置

ZSZW-9800一二次融合設備智能試驗裝置分為兩大功能模塊：三相標準源模塊和一二次融合設備檢測模塊
1.三相標準源模塊既可以產生幅度可調、相位可調、頻率可調、功率穩定的三相工頻電壓、電流信號，又可以通過外接升壓器，產生5773V的高壓信號，中試控股同時還可以輸出符合一二次融合設備檢測規范的三相小電壓小電流信號。
2.一二次融合設備檢測模塊可以檢測符合一二次融合規范的10KV高壓開關內的電壓傳感器、電流傳感器、零序電壓傳感器、零序電流傳感器的比差和角差。以及校驗各種一二次融合開關控制器、DTU、FTU、配電終端的誤差。

3.除此之外，該裝置還可以對電能表、電壓表、電流表、相位表、頻率表、功率表、功率因數表等電力電測數字儀表進行測試和檢定，以及中試控股儀用電壓互感器、電流互感器、鉗形電流互感器等電量傳感器的測試和檢定，電壓變送器、電流變送器、功率變送器、功率因數變送器、頻率變送器等電量變送器的測試和檢定；無功補償控制器、電力數據采集器、電能表現場校驗儀、電力參數測試儀、電壓監測儀、配電負荷監測儀、多功能電力儀表、負荷管理終端、失壓失流計時器、配電自動化終端等儀器設備的測試和檢定。

什么是一二次融合？

一次就是主回路，二次就是一次的控制，一次回路只由直接參與電能的造、傳輸、變換、使用的電氣設備互相連接后構成的回路；
二次回路指對一次回路設備進行保護、測量、控制、計量的設備依照一定的邏輯關系相互連接構成的回路。

ZSZW-9800一二次融合設備智能試驗裝置可以完成配電網一二次融合開關、環網柜、智能柱上開關、智能環網柜配電變壓器、站所終端DTU、饋線終端FTU、配電變壓器終端TTU及故障指示器等設備的檢驗。

一、概述
ZSZW-9800一二次融合設備智能試驗裝置分為兩大功能模塊，分別是三相標準源模塊和一二次融合設備檢測模塊。
1、三相標準源模塊既可以產生幅度可調、相位可調、頻率可調、功率穩定的三相工頻電壓、電流信號，中試控股又可以通過外接升壓器，產生5773V的高壓信號，同時還可以輸出符合一二次融合設備檢測規范的三相小電壓小電流信號。
2、一二次融合設備檢測模塊可以檢測符合一二次融合規范的10KV高壓開關內的電壓傳感器、電流傳感器、零序電壓傳感器、零序電流傳感器的比差和角差。以及校驗各種一二次融合開關控制器、DTU、FTU、配電終端的誤差。
3、該裝置還可以對電能表、電壓表、電流表、相位表、頻率表、功率表、功率因數表等電力電測數字儀表進行測試和檢定，以及儀用電壓互感器、電流互感器、鉗形電流互感器等電量傳感器的測試和檢定，電壓變送器、電流變送器、功率變送器、功率因數變送器、頻率變送器等電量變送器的測試和檢定；無功補償控制器、電力數據采集器、電能表現場校驗儀、電力參數測試儀、電壓監測儀、配電負荷監測儀、多功能電力儀表、負荷管理終端、失壓失流計時器、配電自動化終端等儀器設備的測試和檢定。

二、注意事項
1、ZSZW-9800一二次融合設備智能試驗裝置電壓、電流正在輸出時請不要關機，不要復位，特別是當高電壓、大電流正在輸出時，請先通過操作按鍵關閉信號輸出，然后再關閉儀器供電電源。
2、電壓輸出不得短路，電流輸出不得開路；操作者啟動輸出電壓信號、電流信號之前，應確保外部連線正確無誤，外接連線部分不能有裸露。暫時離開時請關閉信號輸出。
3、在接入互感器二次信號前，務必將前面板上的狀態按鈕置于正確位置。插入正確的航空插座。
4、當電壓輸出通道外接220V/5773V的升壓器時，必須將電流輸出線全部去掉。以防有高電壓進入本產品。還必須確保儀器與高壓導體之間至少保持2米的安全距離。
5、如果要測試高壓開關內的電流互感器時，必須將電壓輸出線全部去掉，僅將電流線接到高壓開關上即可。
6、使用本中試控股產品時，請務必保證儀器接地良好。
7、在測量或校驗前, 務必將本儀器預熱10分鐘，否則指標可能會受影響。

三、功能和特點
1、ZSZW-9800一二次融合設備智能試驗裝置電壓、電流、相位、功率、功率因數和頻率均為高精度、高穩定度標準信號輸出，軟件閉環。
2、電壓、電流、相位的調節，可同時針對三相或任意一相進行。
3、三相電壓之間、各相電壓和電流之間的相位均可360°調節。
4、三相四線/三相三線，正相序/逆相序四種狀態可任意組合輸出。
5、標準源和一二次融合測量部分采用獨特的雙屏設計結構，雙顯示屏均可觸摸操作。
6、觸摸屏上，以及前面板上均配置有操作按鍵，所有按鍵，中試控股一目了然。電壓、電流、功率因數設有常用試驗點，一鍵到位，操作起來方便快捷。
7、獨有的即點即輸功能，極大地簡化了操作流程。
8、電壓通道可以外接220V/5773V的高壓升壓器，產生高電壓信號。
9、可以同時測量顯示三相電壓互感器、零序電壓互感器的比差和角差。
10、可以同時測量顯示三相電流互感器、零序電流互感器的比差和角差。
11、互感器二次電壓電流，一次電壓電流可以切換顯示。
12、可配上位機通訊軟件，通過上位機進行整機操作，通訊協議開放。
13、當電壓短路、電流開路或接線錯誤時，可自動停止輸出并伴有聲光報警。
14、采用先進的功放技術，可靠性、穩定性大大提高。

四、技術指標
1、ZSZW-9800一二次融合設備智能試驗裝置交流電壓輸出
硬件量程：380V、220V、100V、57.7V、2.5V，可以外接220V/5773V升壓器，輸出高電壓信號。
調節范圍：(1-120)%RG 調節細度：0.01%RG
準確度：0.1%RG 穩定度：≤0.02%/2min
失真度：≤0.3%（非容性負載）；每相最大輸出功率：50VA
2、交流電壓輸入
硬件量程：100V、3.25V 準確度：0.1%RG
3、交流電流輸出
硬件量程：100A、20A、5A、1A(或1V)、0.2A、0.05A。
調節范圍: (1～120)%RG 調節細度: 0.01%RG
中試控股準確度： 0.1%RG 穩定度： ≤0.02%/2min
失真度： ≤0.3%（非容性負載）
每相最大輸出功率：100A量程：150VA
20A量程：50VA
5A、1A、0.2A量程：20VA
0.05A量程：10VA
4、交流電流輸入
硬件量程：1A、1V 準確度： 0.1%RG
5、比差測量準確度：0.1% RG
6、角差測量準確度：2′
7、有功功率
準確度： 0.1%RG 穩定度： 0.02%RG/2min
8、相位
調節范圍: 0°～359.99° 調節細度： 0.02°
準確度： 0.05°
9、頻率
調節范圍： 20Hz～80Hz；調節細度： 0.001Hz
準確度： 0.01Hz
10、功率因數
調節范圍： -1～0～+1 調節細度： 0.001
準確度： 0.001
11、環境條件
工作環境溫度： 0℃～40℃
相對濕度： ≤85%
工作電源： AC220V±15%，最大功耗1300VA
12、外觀尺寸及重量
外觀尺寸：450mm×620mm×275mm
重量： 38Kg

以上是中試控股技術團隊專業為您解答的 ZSZW-9800一二次融合設備檢測裝置 ，希望能幫到您。

電流
電磁學上把單位時間里通過導體任一橫截面的電量叫做電流強度，簡稱電流，電流符號為 I，單位是安培（A），簡稱“安”。

導體中的自由電荷在電場力的作用下做有規則的定向運動就形成了電流。

電學上規定：正電荷定向流動的方向為電流方向。此外，工程中也以正電荷的定向流動方向為電流方向，電流的大小則以單位時間內流經導體截面的電荷Q來表示其強弱，稱為電流強度。

大自然有很多種承載電荷的載子。例如：導電體內可移動的電子、電解液內的離子、等離子體內的電子和離子、強子內的夸克。這些載子的移動，形成了電流。

1. 分類
電流分為交流電流和直流電流。

交流電：大小和方向都發生周期性變化。生活中插墻式電器使用的是民用交流電源。交流電在家庭生活、工業生產中有著廣泛的使用，生活民用電壓220V、通用工業電壓380V，都屬于危險電壓。

直流電：方向不隨時間發生改變。生活中使用的可移動外置式電源提供的的是直流電。直流電一般被廣泛使用于手電筒（干電池）、手機（鋰電池）等各類生活小電器等。干電池（1.5V）、鋰電池、蓄電池等被稱之為直流電源。因為這些電源電壓都不會超過24V，所以屬于安全電源。行程開關設計：
行程開關、轉換開關要求需用質量穩定的知名品牌的產品，轉換開關應選用開關真空轉換開關；
行程開關的安裝應采用嚴格的防松措施，比如安裝螺栓采用厭氧膠粘接等。
在開關電動分合閘100次后，行程開關觸點的直流電阻應不大于1Ω；
要求開關操作防護等級不低于IP67，防止凝露、灰塵等造成的觸點接觸不良。
遙信抖動；遙信誤報；SOE無法精確記錄？
遙信抖動的原因有：觸點抖動、觸點接觸不良，強電磁干擾以及其他等原因，其中最主要是因為觸點抖動和強電磁干擾。
遙信防抖的方法：雙觸點采集、軟件去抖法、工藝進行隔離。其中國網一二次融合技術規范中要求采用軟件去抖法，明確要求分辨率及防抖動時間：
工藝進行隔離法：針對強電磁干擾，選用屏蔽線電纜材料和對絞芯線，利用對絞芯線的雙絞線感應的干擾電壓接近又互相抵消的原理，降低感應耦合的差模干擾。
其次，進行合理布線，強電信號和弱點信號分開布線，進行必要的隔離以使信號電纜盡量避開電力電纜，盡量增大兩者之間的距離，減少信號傳輸的中間環節。同時改造二次信號回路，確保信號源的可靠傳輸。
相較2016版配電設備一二次融合技術方案，此方案就去年一二次融合推行過程中遇到的問題進行總結和并給出合理建議。其中包括電子式電壓、電流傳感器的詳細說明；新方案實施的分步講解以及更清晰的一二次融合產品的圖解說明；產品投標與檢測標準等內容。
“專家觀點”配電網一二次融合技術的現狀及發展方向
在配電自動化領域，隨著一二次融合技術的發展，對包括柱上開關、環網柜等配電設備都產生了較高的應用價值。本文從一二次融合技術在配電自動化的應用價值出發，介紹了一二次融合技術的發展現狀，并從智能感知、低功耗、試驗技術等方向對本技術在配電網的研究和發展進行了分析。

一二次融合技術在配電自動化的應用價值
長期以來，配電設備生產廠家劃分為一次設備和二次設備兩大陣營，電網公司采購過程中也經常向不同的廠商分別采購一次設備和二次設備，然后在安裝環節中組合使用，但因此存在不少問題：如一二次設備接口不匹配，兼容性、擴展性、互換性差，成套設備安裝繁瑣；缺乏一二次設備聯動測試機制，發生遙信抖動、設備凝露現象，無法滿足線損計算需求等；一二次設備廠商責任糾紛，出現故障互相推諉等。此外，在配電自動化建設中，傳統成套設備較多采用了電磁式互感器用于測量和取電，但是電磁式互感器因其本身特性，易出現電壓 / 電流互感器二次側存在短路 / 開路安全隱患、取電 PT 鐵磁諧振和易被雷擊損壞等問題，對成套設備運行壽命及穩定性產生不利影響。為了解決上述在配電網規?；ㄔO改造中增量設備配電自動化覆蓋以及一二次設備不匹配等問題，同時實現同期線損管理目標，國家電網于 2016 年提出《配電設備一二次融合技術方案》。一二次融合相關技術的研究、標準化工作的推進、交流傳感器的應用，是配電設備標準化、設備小型化、裝置集成化與運維智能化的必經之路。

一二次融合技術發展現狀
近年來，配電網一二次融合智能柱上開關的相關技術已相對成熟，包括交流傳感器技術、固封極柱技術、控制終端技術等技術經過數年來的研究與發展，在多個省、市和地區較大規模試點應用已取得了顯著效果在應用范圍內，有效提升了配電自動化效果，在保證短路故障研判準確性的基礎上，顯著提升單相接地故障研判的準確率，并具備線損數據采集、故障錄波等功能，在支撐線損精益化管理、就地故障快速處置和智能化運維等方面都取得了較明顯的成效。
在運行數量方面，據 EPTC 配電網設備調研報告統計：2019 年國網一二次融合斷路器的采購數量為8 萬套以上，已超過了傳統柱上斷路器 5 萬余套的數量，一二次融合斷路器的采購數量正在穩步提升。隨著一二次融合成套設備運行經驗的積累，將對于設備品質、新技術應用、運維管理方面的提升，提供有效的數據支持。
標準化方面，由行業內資深專家和業內較有影響力的廠家組成的專委會對此也十分重視，組織一二次融合技術相關的標準的編制工作，并已取得一定成果。其中《配電網10kV及20kV交流傳感器技術條件》、《12kV 智能配電柱上開關通用技術條件》、《12kV 配電智能柱上開關試驗技術規范》等團體標準已發布并開始實施，這些標準結合一二次融合技術的現狀，對于成套設備采用的交流傳感器、整體的技術條件、試驗技術規范等做了規范要求，對一二次融合技術的標準化工作具有指導意義。一二次融合智能真空斷路器如圖 1 所示。

一二次融合技術發展的研究方向
▲ 以高度融合的智能感知技術，實現設備的物聯化
通過對一二次融合極柱的研究，將成套設備的各個功能模塊的高度集成化，將高精度交流傳感器、取電模塊、真空滅弧室一體化固封在開關本體的極柱內，集成滅弧、電壓電流信號采集、取電于一體，實現一二次深度融合。交流傳感器的選用，使成套設備具備更高的采樣精度和頻度，由此實現對配電網運行狀況更多參數、更為精確的監測，為設備的物聯化打下堅實的基礎。
以一二次融智能柱上開關為例，開關本體在融合了傳感器后，成為“端層”的狀態感知和執行控制主體的終端單元，在饋線終端側實現“邊層”的邊緣計算，完成數據的匯集、整理和計算，通過光纖或無線網絡發送至平臺層，實現配網運行故障分析、設備運維和管理的目標。將感知能力和互聯、互通、互操作等功能賦予配電開關設備，建立分布式智能協作的配電物聯網體系，實現對配電網的全方位感知、數據融合計算和智能應用。
▲ 將取能技術與低功耗技術相結合，實現高效、穩定取能
在融合技術提升、傳感器性能提升、功能明顯增加的情況下，保證成套設備的穩定運行也是一項重要工作。性能、功能的提升，也就意味著相對能耗的增加，所以還需要從取能技術和低功耗設計這兩方面研究，在供能與功耗之間達到平衡點。
隨著取能技術的發展，取能單元從原有的電磁式PT 取電，逐漸向電容取電的方式改變。取能單元的集成方式也出現了從外置獨立安裝，到在本體外部固定，進而向融合在本體極柱中的趨勢演變，但因此產生的局部放電尤其要重點關注，在對應的試驗電壓下確保局放值在限定范圍內。目前針對一二次融合成套設備取電裝置的特殊性，相關標準化工作也正在穩步開展中，將對其使用條件、技術要求、結構要求、試驗檢測等方面進行規范。
在低功耗技術方面，由于一次設備與二次設備的融合程度越來越高，因體積和空間的限制，取電功率一般只能在 1W 至 15W 左右，降低整機功耗將是一個提升運行壽命的有效途徑，降低功耗的方法包括：采用低功耗系統的電源電路和低功耗微控制器電路設計及低功耗優化算法。使用低功耗、高轉換效率的 DC/DC升降壓穩壓電路，通過將 CPU 實時調度方法與主流的節能技術手段相結合，進行系統級的低功耗優化，從而進一步降低配電終端的功耗。

▲ 一二次融合成套設備的試驗技術研究與應用
以前對于一二次融合智能柱上開關在試驗方面的要求，一般都參考高壓開關及配電終端各自的試驗標準，但沒有完善的成套設備標準，給成套設備的檢驗與整體的技術發展帶來局限性。在 2019 年，中國電工技術學會發布了《12kV 配電智能柱上開關試驗技術規范》團體標準，填補了這項空白。該試驗技術規范相比于傳統更加適應配電一二次融合技術的發展和用戶的最新要求，對于確保和提升 12kV 配電智能柱上開關的技術性能、豐富和完善其功能具有指導意義。標準中對成套設備的功能及準確度試驗、單相接地故障試驗等項目的監測方法給出了參考意見，在實際試驗應用中，需要相關檢測機構、設備廠家對各項試驗的檢測方法、技術要求進行驗證，在通過試驗驗證設備性能和功能的同時，對試驗方法、條件等內容進行優化，使之更加完善。

▲ 一二次融合成套設備的標準化、精益化、智能化工作推進
為了適應配電網“數字化、智能化、網絡化”發展的需求，需以堅強靈活的配電一次網架為基礎，以一二次融合成套設備的標準化、精益化、智能化為手段，加強自動化裝備的應用，健全完善中低壓配電網的智能感知體系，實現配電設備狀態的全面感知、在線監測、主動預警和智能研判。