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由南方電網(wǎng)云南普洱供電局研發(fā)的南方電網(wǎng)第1個(gè)繼電保護(hù)智能運(yùn)維預(yù)警平臺(tái)順利通過驗(yàn)收，正式上線使用。該成果可實(shí)現(xiàn)全電壓等級(jí)變電站繼電保護(hù)定值自動(dòng)比對(duì)，壓板可視化智能運(yùn)維，保護(hù)功能運(yùn)行狀態(tài)自動(dòng)感知，電網(wǎng)運(yùn)行方式智能識(shí)別，電網(wǎng)一、二次運(yùn)行方式一致性自動(dòng)診斷，保護(hù)功能狀態(tài)健康性評(píng)估，異常預(yù)警等高級(jí)功能，將極大提升保護(hù)功能運(yùn)行的可靠性和巡視效率，降低保護(hù)功能運(yùn)行的隱性風(fēng)險(xiǎn)。
當(dāng)前繼電保護(hù)壓板和定值雖有監(jiān)測(cè)與定期核對(duì)，但繼電保護(hù)運(yùn)行數(shù)據(jù)呈碎片狀，蜂窩性智能關(guān)聯(lián)度滯后，缺乏多源運(yùn)行數(shù)據(jù)的聚類融合機(jī)制，導(dǎo)致數(shù)據(jù)挖掘和深化應(yīng)用不足。最重要的是缺乏針對(duì)保護(hù)功能健康性實(shí)時(shí)自動(dòng)診斷分析、預(yù)警手段，導(dǎo)致繼電保護(hù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)診斷預(yù)警水平受限。
普洱供電局研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過兩年研發(fā)，打通與自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通道，解決了保護(hù)功能異常對(duì)保護(hù)運(yùn)行的可靠性影響范圍研判不準(zhǔn)的問題，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)在不同應(yīng)用場(chǎng)景下其保護(hù)功能狀態(tài)健康性的自動(dòng)診斷和異常預(yù)警。此外，還研究構(gòu)建了具備自主學(xué)習(xí)并迭代升級(jí)的一、二次運(yùn)行方式專家模型和繼電保護(hù)功能專家模型，實(shí)現(xiàn)一、二次設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)智能辨別，解決了保護(hù)功能與隨著電網(wǎng)運(yùn)行方式變化后匹配性、時(shí)效性不足的難題。
目前，該成果已在云南普洱電網(wǎng)運(yùn)用，通過電網(wǎng)一次運(yùn)行方式和繼電保護(hù)全息數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)自動(dòng)診斷保護(hù)功能狀態(tài)健康性。接下來，該項(xiàng)成果將在云南電網(wǎng)全線推廣使用，為電網(wǎng)繼電保護(hù)運(yùn)維人員提供有力輔助決策技術(shù)手段，持續(xù)提高繼電保護(hù)對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的保障能力。
1 概述（LYYB5000新型電力設(shè)備“手持式氧化鋅避雷器綜合測(cè)試儀"易于維護(hù)，使用簡(jiǎn)單）
氧化鋅避雷器綜合測(cè)試儀用于檢測(cè)氧化鋅避雷器（MOA）的各相電氣性能。該儀器適用于各個(gè)電壓等級(jí)的氧化鋅避雷器的現(xiàn)場(chǎng)帶電檢測(cè)以及停電狀態(tài)下試驗(yàn)室做的出廠和驗(yàn)收試驗(yàn)。通過測(cè)量全電流及阻性電流等參數(shù)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)氧化鋅避雷器內(nèi)部絕緣受潮和閥片老化等危險(xiǎn)缺陷。
2 功能及特點(diǎn)（LYYB5000新型電力設(shè)備“手持式氧化鋅避雷器綜合測(cè)試儀"易于維護(hù)，使用簡(jiǎn)單）
2.1 儀器小型化、手持式設(shè)計(jì)，體積小、重量輕便于攜帶和操作。
2.2 采用帶有DSP浮點(diǎn)處理單元的高性能、低功耗ARM處理器，運(yùn)算速度更快、運(yùn)算精度更高、處理數(shù)據(jù)量更大；從而可以保證測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
2.3 高精度采樣濾波電路及數(shù)字濾波技術(shù)，可濾除現(xiàn)場(chǎng)干擾信號(hào)。
2.4 采用浮點(diǎn)快速傅里葉算法，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)基波、諧波電壓、電流信號(hào)的高精度分析。
2.5 采用工業(yè)級(jí)5.6寸640×480點(diǎn)陣高亮度彩色液晶屏，顯示清晰，人機(jī)界面友好；對(duì)于一些重要的操作及參數(shù)設(shè)置，顯示其提示信息和幫助說明；屏幕頂部狀態(tài)欄可顯示各個(gè)外設(shè)工作狀態(tài)及測(cè)試狀態(tài)信息。
2.6 可同時(shí)測(cè)量三相氧化鋅避雷器的電氣參數(shù)，并可自動(dòng)補(bǔ)償相間干擾；也可單相測(cè)量，支持B相接地的PT二次電壓作為參考電壓；當(dāng)被測(cè)相與參考電壓相別不同時(shí)，可自動(dòng)計(jì)算補(bǔ)償角度。
2.7 提供有線、無線測(cè)試方式，無線測(cè)試方式操作更加簡(jiǎn)便、靈活；可大大降低現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試人員工作強(qiáng)度。
2.8 *的感應(yīng)板替代PT二次電壓測(cè)量技術(shù)，使測(cè)量更安全快捷。
2.9 電壓采集器集成本地顯示（128×64點(diǎn)陣OLED液晶屏）及相序檢測(cè)功能，可顯示三相全電壓、電壓基波、3次、5次、7次諧波有效值、系統(tǒng)頻率值及三相電壓相位差；便于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試人員快速檢查電壓采集器與PT二次電壓輸出端子連接情況及三相電壓各項(xiàng)參數(shù)。
2.10 電壓采集器采用雙重全數(shù)字隔離技術(shù)，更加安全可靠。
2.11 交直流兩用：內(nèi)置鋰電池供電或者220V交流充電器供電自適應(yīng)。
2.12 儀器主機(jī)和電壓采集器內(nèi)置大容量可充電鋰電池，一次充電完成，可持續(xù)工作8小時(shí)。
2.13 智能電量管理：剩余電量顯示、低電量報(bào)警、長(zhǎng)時(shí)間閑置提示、背光自動(dòng)調(diào)節(jié)。
2.14 內(nèi)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘，可實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前時(shí)間和日期；自動(dòng)記錄測(cè)試日期及時(shí)間。
2.15 測(cè)試數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式分為本機(jī)存儲(chǔ)和優(yōu)盤存儲(chǔ)，本機(jī)存儲(chǔ)可存儲(chǔ)測(cè)試數(shù)據(jù)100條，并且本機(jī)存儲(chǔ)可轉(zhuǎn)存至優(yōu)盤；優(yōu)盤存儲(chǔ)可保存測(cè)試數(shù)據(jù)及波形圖片，測(cè)試數(shù)據(jù)為TXT格式，波形圖片為BMP格式，可直接在電腦上編輯打印。
2.16 選配的外置熱敏打印機(jī)，可打印測(cè)試數(shù)據(jù)及已保存測(cè)試記錄；打印內(nèi)容可選擇，從而可以節(jié)省打印紙的用量。
3 技術(shù)指標(biāo)（LYYB5000新型電力設(shè)備“手持式氧化鋅避雷器綜合測(cè)試儀"易于維護(hù)，使用簡(jiǎn)單）
3.1 參考電壓測(cè)量
3.1.1 參考電壓輸入范圍： 25V～250V有效值，50Hz/60Hz
3.1.2 參考電壓測(cè)量準(zhǔn)確度： ±（讀數(shù)×5%+0.5V）
3.1.3 電壓諧波測(cè)量準(zhǔn)確度： ±（讀數(shù)×10%）
3.1.4 參考電壓通道輸入電阻：≥1500kΩ
3.2 電流測(cè)量
3.2.1 全電流測(cè)量范圍： 0～20mA有效值，50Hz/60Hz
3.2.2 準(zhǔn)確度： ±（讀數(shù)×5%+5uA）
3.2.3 阻性電流基波測(cè)量準(zhǔn)確度：±（讀數(shù)×5%+5uA）
3.2.4 電流諧波測(cè)量準(zhǔn)確度： ±（讀數(shù)×10%+10uA）
3.2.5 電流通道輸入電阻： ≤2Ω
3.3 電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量
3.3.1 電場(chǎng)強(qiáng)度輸入范圍： 30kV/m～300kV/m
3.3.2 電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量準(zhǔn)確度：±（讀數(shù)×10%）
3.3.3 電場(chǎng)諧波測(cè)量準(zhǔn)確度：±（讀數(shù)×10%）
3.4 使用條件及外形
3.4.1 工作電源： 內(nèi)置鋰電池或外置充電器，充電器輸入100-240VAC，50Hz/60Hz
3.4.2 充電時(shí)間： 約4小時(shí)
3.4.3電池工作時(shí)間： 主機(jī)8小時(shí)，電壓采集器8小時(shí)
3.4.4 主機(jī)尺寸： 246mm(長(zhǎng))×156mm(寬)×62mm(高)
3.4.5 主機(jī)重量： 1.0kg（不含線纜）
3.4.6 電壓采集器尺寸：115mm(長(zhǎng))×120mm(寬)×65mm(高)
3.4.7 電壓采集器重量：0.6kg (不含線纜)
3.4.8 使用溫度： -10℃～50℃
3.4.9 相對(duì)濕度： ＜90%，不結(jié)露
4 測(cè)量及補(bǔ)償原理（LYYB5000新型電力設(shè)備“手持式氧化鋅避雷器綜合測(cè)試儀"易于維護(hù)，使用簡(jiǎn)單）
4.1 測(cè)量原理
本儀器采用如圖1所示的投影法計(jì)算基波及各次諧波的阻性電流。
圖中：U1 基波參考電壓
Ix1p 基波全電流峰值
Ir1p 基波阻性電流峰值
Ic1p 基波容性電流峰值
Φ 基波全電流超前基波參考電壓的角度
計(jì)算公式：Ir1p = Ix1p·CosΦ
Ic1p = Ix1p·SinΦ
氧化鋅避雷器全電流既含有氧化鋅避雷器非線性產(chǎn)生的高次諧波，也含有母線電壓諧波產(chǎn)生的高次諧波。與Irp相比Ir1p更加穩(wěn)定真實(shí)；因此建議用Ir1p作為阻性電流指標(biāo)，Φ和Ir1p均能直觀衡量氧化鋅避雷器的性能。
4.2 相間干擾及自動(dòng)補(bǔ)償原理
在現(xiàn)場(chǎng)三相同時(shí)測(cè)試一字排列的氧化鋅避雷器時(shí)，如圖2所示，由于雜散電容的存在，A、C相電流相位都要向B相偏移，一般偏移角度為2°～4°左右；這將使A相φ減小，阻性電流增大，C相φ增大，阻性電流減小甚至為負(fù)，這種現(xiàn)象稱相間干擾。
解決這一問題的方法是采用自動(dòng)補(bǔ)償算法，即儀器內(nèi)置的“自動(dòng)邊補(bǔ)"功能。假設(shè)Ia、Ic無干擾時(shí)相位相差為120°，假設(shè)B相對(duì)A、C相干擾是相同的；測(cè)量出Ic超前Ia的角度Φca，A相補(bǔ)償Φ0a=（Φca-120°）/2，C相補(bǔ)償Φ0c= -（Φca -120°）/2。這種方法實(shí)際上對(duì)A、C相阻性電流進(jìn)行了平均，極有可能掩蓋存在的問題。因此建議考核沒有進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償?shù)脑紨?shù)據(jù)（即補(bǔ)償角度為0°），并考核其變化趨勢(shì)。
5 面板及各部件功能介紹（LYYB5000新型電力設(shè)備“手持式氧化鋅避雷器綜合測(cè)試儀"易于維護(hù)，使用簡(jiǎn)單）
5.1 主機(jī)面板圖及接口板圖
主機(jī)面板圖及接口板圖如圖3所示。
5.1.1 電流輸入：分為A相、B相、C相三個(gè)輸入通道，單相測(cè)量時(shí)，無論測(cè)試A相、B相或者C相電流，都從A相通道輸入。
5.1.2 參考信號(hào)輸入：有線測(cè)試方式時(shí)，使用專用通訊電纜，用于連接電壓采集器；感應(yīng)測(cè)試方式時(shí)，用于連接感應(yīng)板，輸入感應(yīng)電場(chǎng)信號(hào)。
5.1.3 液晶屏：工業(yè)級(jí)640×480點(diǎn)陣高亮度彩色液晶屏，顯示操作菜單、測(cè)試數(shù)據(jù)、波形等。
5.1.4 按鍵：操作儀器用。 “↑↓"為“上下"鍵，選擇移動(dòng)或修改數(shù)據(jù)；“←→"為“左右"鍵，選擇移動(dòng)或修改數(shù)據(jù)；“確認(rèn)"鍵，確認(rèn)當(dāng)前操作；“取消"鍵，放棄當(dāng)前操作。
5.1.5 天線：在使用無線測(cè)試方式時(shí)，請(qǐng)將配套天線安裝在天線座上，以便于良好的接收無線信號(hào)，不安裝天線將大大縮短無線通訊距離。
5.1.6 優(yōu)盤接口：外接優(yōu)盤用，用來存儲(chǔ)測(cè)試數(shù)據(jù)，請(qǐng)使用FAT或FAT32格式的U盤。在存儲(chǔ)過程中，嚴(yán)禁撥出優(yōu)盤。
5.1.7 RS232接口：此接口為外置打印機(jī)接口，用于連接外置打印機(jī)；打印測(cè)試結(jié)果，打印內(nèi)容可選擇，不關(guān)心的數(shù)據(jù)無需打印，從而節(jié)約打印用紙。
5.1.8 DC IN：儀器充電器接口，請(qǐng)使用儀器配套專用充電器。
5.1.9 開關(guān)： 儀器電源開關(guān)，在不使用儀器時(shí)，請(qǐng)及時(shí)關(guān)閉儀器電源，以節(jié)省電池電量。
5.2 電壓采集器前后面板
電壓采集器前后面板如圖4、5所示。
5.2.1 通訊接口：有線測(cè)試方式時(shí)，使用專用通訊電纜，用于連接儀器主機(jī)參考信號(hào)輸入。
5.2.2 天線：在使用無線測(cè)試方式時(shí)，請(qǐng)將配套天線安裝在天線座上，以便于電壓采集器有效的發(fā)射無線信號(hào)；不安裝天線將大大縮短無線通訊距離，時(shí)間過長(zhǎng)有可能燒毀內(nèi)部無線模塊。
5.2.3 按鍵：操作儀器用。 “↑↓"為“上下"鍵，選擇移動(dòng)或修改數(shù)據(jù)；“→"為“右"鍵，選擇移動(dòng)或確認(rèn)操作；長(zhǎng)按“→"鍵，進(jìn)入設(shè)置菜單界面。
5.2.4 液晶屏：工業(yè)級(jí)128×64點(diǎn)陣OLED液晶屏，顯示操作菜單、測(cè)試數(shù)據(jù)。
5.2.5 發(fā)送指示燈：電壓采集器通過無線方式或者有線方式，每發(fā)送一次數(shù)據(jù)指示燈閃爍一次。
5.2.6 充電口：儀器充電器接口，請(qǐng)使用儀器配套專用充電器。
5.2.7 開關(guān)：電壓采集器電源開關(guān)，在不使用時(shí)，請(qǐng)及時(shí)關(guān)閉電源，以節(jié)省電池電量。
5.2.8 電壓輸入：參考電壓輸入，分為A相（黃色線）、B相（綠色線）、C相（紅色線）、中性點(diǎn)或地線（黑色線）；選擇參考相別為單相，且無論是A相、B相、C相、AB相、CB相都從A相（黃色線）和黑色線輸入。
注意：如果PT二次側(cè)是B相接地的，A相（黃色線）接PT二次側(cè)A相，黑色線接地，儀器主機(jī)參考相別選擇“A-B"；或者A相（黃色線）接PT二次側(cè)C相，黑色線接地，儀器主機(jī)參考相別選擇“C-B"。
輸入線中串接了120mA自恢復(fù)保險(xiǎn)。
5.2.9 接地柱：在測(cè)試過程中，儀器必須可靠接地。在連接其它測(cè)試線之前應(yīng)先連接接地線；在測(cè)試結(jié)束后，然后拆除接地線，以保證人身安全。
隨著光伏新能源建設(shè)雨后春筍般興起，線路負(fù)載壓力持續(xù)攀升，尤其在新能源大發(fā)、常規(guī)機(jī)組壓出力的雙重運(yùn)行場(chǎng)景下，一旦遭遇輸電線路故障，區(qū)域機(jī)組可調(diào)節(jié)容量不足極易引發(fā)新能源機(jī)組連鎖脫網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)電網(wǎng)安全構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。2025年，玉溪供電局高古樓區(qū)域白土、馬頭村、鏡湖新能源光伏電站（總裝機(jī)860兆瓦）相繼投運(yùn)后，由于負(fù)荷側(cè)220千伏高古樓變電站內(nèi)220千伏寶高雙回線和高九線斷面送出受限，且220千伏高古樓變屬于三變雙母變電站。與此同時(shí)，隨著電源側(cè)110千伏恩捷用戶變投產(chǎn)，110千伏上龍池牽引變?cè)鋈?，高古樓變主?span>N-2壓?jiǎn)沃髯儔簶O限運(yùn)行，一旦其中兩臺(tái)主變壓器檢修或故障，另一臺(tái)變壓器無法承受負(fù)荷。新能源集中出力的躍升，關(guān)鍵斷面故障情況下，存在送出線路過載風(fēng)險(xiǎn)增加，亟需穩(wěn)控系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。
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