隨著大量分布式能源和電力電子器件接入電力系統(tǒng)，新型電力系統(tǒng)在電源結(jié)構(gòu)、負(fù)荷特性、電網(wǎng)形態(tài)等方面呈現(xiàn)多樣性，電網(wǎng)的關(guān)鍵特性將發(fā)生深刻變化，迫切需要實(shí)現(xiàn)對各種參量的實(shí)時(shí)測量反饋與動態(tài)調(diào)整，提升電力系統(tǒng)的可觀、可測、可控能力，構(gòu)建數(shù)字孿生電網(wǎng)，保障電網(wǎng)在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)條件下穩(wěn)定運(yùn)行。
電力智能傳感技術(shù)主要涉及傳感器、傳感網(wǎng)、智能分析等方面。
在電源側(cè)，風(fēng)電、光伏發(fā)電等大量新能源發(fā)電設(shè)備接入，需要感知溫度、光學(xué)及位置等信息，監(jiān)測發(fā)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、健康情況等，預(yù)防事故發(fā)生，提高發(fā)電效率并延長設(shè)備壽命。在電網(wǎng)側(cè)，在輸電、變電、配電等場景下，需要利用微氣象、溫濕度、桿塔傾斜、覆冰、舞動、弧垂、風(fēng)偏、局部放電、振動及壓力等感知裝置，采集電網(wǎng)運(yùn)行與設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境與其他輔助信息，支撐電網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行過程中的信息全面感知及智能應(yīng)用。在負(fù)荷側(cè)，需要利用電能質(zhì)量、負(fù)荷監(jiān)測等傳感量測裝置采集智能用電、新能源汽車負(fù)荷等信息，支撐需求側(cè)柔性負(fù)荷資源利用，提升能源利用率及用戶側(cè)用能精細(xì)化管理水平。
2021年，國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃設(shè)立了“智能傳感器"專項(xiàng)。國家電網(wǎng)公司第1批“揭榜掛帥"攻關(guān)任務(wù)建立“微型低功耗電力傳感器技術(shù)及應(yīng)用"研究框架，電力智能傳感技術(shù)進(jìn)入全面發(fā)展的階段。
一、產(chǎn)品概述（SHHZYD交流高壓發(fā)生器設(shè)計(jì)精巧，結(jié)構(gòu)簡單）
YDQC系列輕型交直流高壓試驗(yàn)變壓器是在同類產(chǎn)品YDJ（G）型高壓試驗(yàn)變壓器的基礎(chǔ)上，按試驗(yàn)變壓器國家標(biāo)準(zhǔn)ZBK41006—89要求，經(jīng)改進(jìn)后生產(chǎn)的一種新型產(chǎn)品，本系列產(chǎn)品具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全、使用方便等特點(diǎn)。實(shí)用于電力、工礦、科研等部門，對各種高壓電氣設(shè)備、電氣元件、絕緣材料進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)和直流泄漏試驗(yàn)，是高壓試驗(yàn)中*的儀器。
二、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)（SHHZYD交流高壓發(fā)生器設(shè)計(jì)精巧，結(jié)構(gòu)簡單）
YDQC系列輕型高壓試驗(yàn)變壓器鐵芯為單框式。線圈采用同芯圓筒多層塔式結(jié)構(gòu)，初級低壓繞組繞在鐵芯上，次級高壓繞組繞在低壓繞組外側(cè)，這種同軸布置減少了繞組間的藕合損耗。高壓硅堆用特殊工藝封裝在套管內(nèi)，產(chǎn)品的外殼制成與器芯配合較佳的八角形結(jié)構(gòu)，整體外型美觀大方。其內(nèi)外部結(jié)構(gòu)見圖1。
產(chǎn)品型號含義
1-均壓球；2-硅堆短路桿；3-高壓套管；4-油閥；5-殼體；6、7-調(diào)整電壓輸入a、x端子；8、9-儀表測量E、F端子；10-高壓尾X端子；11-變壓器外殼接地端；12-高壓輸出A端子；13-高壓整流硅堆；14-內(nèi)部均壓環(huán)；15-變壓器鐵芯；16-初級低壓繞組；17-測量儀表繞組；18-二次級高壓繞組；19-變壓器油。
三、工作原理（SHHZYD交流高壓發(fā)生器設(shè)計(jì)精巧，結(jié)構(gòu)簡單）
YDQC系列輕型高壓試驗(yàn)變壓器為單相變壓器，聯(lián)結(jié)組標(biāo)號II。單臺高壓試驗(yàn)變壓器的工作過程，用交流220V（10KVA以上為380V）電壓接入電源控制箱（臺），經(jīng)電源控制箱（臺）內(nèi)自藕調(diào)壓器（50KVA以上調(diào)壓器外附）調(diào)節(jié)0~200V（10KVA以上0~400V）電壓至試驗(yàn)變壓器的初級繞組，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，在試驗(yàn)變壓器高壓繞組可獲得試驗(yàn)所需的高電壓。其工作原理圖見圖2所示。
1、單臺YDQC高壓試驗(yàn)變壓器工作原理示意圖
在試驗(yàn)變壓器中：a、x為低壓輸入端；A、X 為高壓輸出端；E、F為儀表測量端。
2、單臺交直流兩用型高壓試驗(yàn)變壓器工作原理見圖3。圖中所示：高壓套管內(nèi)裝有高壓硅堆，串接在高壓回路中作高壓整流，以獲得直流高電壓。當(dāng)用一短路桿將高壓硅堆短接時(shí)，可獲得交流高電壓，其狀態(tài)為交流輸出；反之在抽出短路桿時(shí)，其狀態(tài)為直流輸出。
3、三臺高壓試驗(yàn)變壓器串激獲得更高電壓原理見圖4，串激高壓試驗(yàn)變壓器有很大的*性，因?yàn)檎麄€試驗(yàn)裝置由多個單臺串激式試驗(yàn)變壓器組成，單臺試驗(yàn)變壓器有著體積小、重量輕、便于運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，它既可以串接成高出幾倍的單臺試驗(yàn)變壓器輸出電壓組合使用，又可以分開單獨(dú)使用。整套試驗(yàn)裝置投資小、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。圖3所示：在三臺串激式試驗(yàn)變壓器串激使用中，單臺試驗(yàn)變壓器B1、B2、B3的輸出電壓都是U，一、二級的試驗(yàn)變壓器內(nèi)部都有一個激磁繞組，分別為A1、C1 和A2、C2。當(dāng)控制電壓加在一級試驗(yàn)變壓器B1的初級繞組a1、x1上，激磁繞組A1、C1給予試驗(yàn)變壓器B2初級繞組供電，第二級試驗(yàn)變壓器B2的激磁繞組A2、C2給試驗(yàn)變壓器B3的初級繞組供電。由于一級試驗(yàn)變壓器B1的高壓尾及殼體接地，第二、三級的試驗(yàn)變壓器B2和B3對地有絕緣支架的隔離，這樣試驗(yàn)變壓器B1、B2、B3對地輸出電壓分別為1U、2U、3U。
B1、B2、B3- 串激式高壓變壓器；1U、2U、3U-各級對地電壓；
PV- 高壓示值表（KV）； ZJ1、ZJ2-絕緣支架。
四、使用方法及注意事項(xiàng)（SHHZYD交流高壓發(fā)生器設(shè)計(jì)精巧，結(jié)構(gòu)簡單）
1、YDQC高壓試驗(yàn)變壓器做工頻耐壓試驗(yàn)使用接線方法見圖5。做工頻耐壓試驗(yàn)前，先根據(jù)試驗(yàn)變壓器的額定容量選擇好限流電阻，(水電阻)的阻值，再根據(jù)被試品需加的高壓電壓值調(diào)整好放電球隙的球間距，為了提高對被試品施加電壓的測量精度，應(yīng)在高壓側(cè)接入FRC阻容分壓器來測量電壓。
R1、R2- 限流電阻； Qx- 放電球隙； Zx- 被試品；
FRC- 阻容分壓器； V- 分壓器高壓表。
按照圖4、結(jié)合圖2所進(jìn)行的工頻耐壓試驗(yàn)接好工作線路，試驗(yàn)變壓器的高壓繞阻的X端（高壓尾）、儀表測量繞組的F端、試驗(yàn)變壓器的外殼以及電源控制箱（臺）的外殼必須可靠接地。
用三臺試驗(yàn)變壓器串激做工頻耐壓試驗(yàn)時(shí)、第二、三級試驗(yàn)變壓器的初級繞組X端，儀表測量繞組的F端，以及高壓繞組的X端（高壓尾）均接本級試驗(yàn)變壓器的外殼，第二、三級試驗(yàn)變壓器的主體必須放置在絕緣支架上。除一級以外、第二、三級試驗(yàn)變壓器的主體不要接地線。其接線方式見圖3所示。
接電源前，電源控制箱（臺）的調(diào)壓器必須調(diào)到零位。接通電源后，綠色指示燈亮，按一下啟動按鈕，紅色指示燈亮，表示試驗(yàn)變壓器已接通控制電源，開始升壓。
從零位開始按順時(shí)針方向勻速旋轉(zhuǎn)調(diào)壓器手輪升壓。（升壓方式有：快速升壓法，即20S逐級升壓法，慢速升壓法，即60S逐級升壓法，極慢速升壓法供選用）電壓從零開始按選定的升壓速度升到您所需額定試驗(yàn)電壓的75%后，再以每秒2%額定試驗(yàn)電壓的速度升到您所需試驗(yàn)電壓，并密切注意測量儀表的指示以及被試品的情況，被試品施加電壓的時(shí)間到后。應(yīng)在數(shù)秒內(nèi)勻速將調(diào)壓器返回，高壓降至1/3試驗(yàn)電壓以下，按一下停止按鈕，高壓、低壓輸出停止，然后切斷電源線，試驗(yàn)完畢。
工頻耐壓試驗(yàn)操作過程注意事項(xiàng)
1、試驗(yàn)人員應(yīng)做好責(zé)任分工,設(shè)定好試驗(yàn)現(xiàn)場的安全距離,仔細(xì)檢查好被試品及試驗(yàn)變壓器的接地情況,并設(shè)有專人監(jiān)護(hù)安全及觀察被試品狀態(tài)工作。
2、被試品主要部位應(yīng)清除干凈，保持干燥，以免損壞被試品和帶來試驗(yàn)數(shù)值的誤差。
3、對大型設(shè)備的試驗(yàn)，一般都應(yīng)先進(jìn)行試驗(yàn)變壓器的空升試驗(yàn)，即不接試品時(shí)升壓至試驗(yàn)電壓，以便校對好儀表的指示精度，調(diào)整好放電球隙的球間距。
4、做耐壓試驗(yàn)時(shí)升壓速度不能過快，并防止突然加壓，例如調(diào)壓器不在零位的突然合閘，也不能突然斷電，一般應(yīng)在調(diào)壓器降至零位時(shí)分閘。
5、在升壓或耐壓試驗(yàn)過程中，如發(fā)現(xiàn)下列不正常情況，1 電壓、電流表指針擺動很大，2 被試品發(fā)出不正常響聲，3 發(fā)現(xiàn)絕緣有燒焦或冒煙現(xiàn)象，應(yīng)立即降壓，切斷電源，停止試驗(yàn)并查明原因。
6、使用本產(chǎn)品做高壓試驗(yàn)時(shí)，除熟悉本說明書外，還必須嚴(yán)格執(zhí)行國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程。
2、YDQ交直流兩用高壓試驗(yàn)變壓器做直流耐壓和泄漏試驗(yàn)使用接線方法見圖5。由于是交直流兩用高壓試驗(yàn)變壓器，應(yīng)把高壓硅堆短路桿從套管中抽出，使試驗(yàn)變壓器為直流輸出狀態(tài)。做直流泄漏試驗(yàn)前，先根據(jù)泄漏試驗(yàn)中輸出端斷路電流不超過高壓硅堆的大整流為宜，選擇好限流電阻（水電阻）的阻值，再根據(jù)被試品對直流高壓波形的要求選擇好高壓濾波電容的電容值。為了提高對被試品施加電壓的測量精度，應(yīng)在高壓側(cè)接入FRC阻容分壓器來測量電壓。
R- 限流電阻； C- 高壓濾波電容； Zx- 被試品； G- 硅堆短路桿；
FRC- 阻容分壓器；V- 分壓器高壓表；uA- 微安表；D- 高壓整流硅堆。
按照圖5、結(jié)合圖3所進(jìn)行的直流泄漏試驗(yàn)接好工作線路。試驗(yàn)變壓器的高壓繞組的X端（高壓尾）、儀表測量繞組的F 端、試驗(yàn)變壓器的外殼以及電源控制箱（臺）的外殼必須可靠接地。
YDQC試驗(yàn)變做交流試驗(yàn)接線原理圖
YDQC試驗(yàn)變做交流泄漏試驗(yàn)接線原理圖
接電源前、電源控制箱（臺）的調(diào)壓器必須調(diào)到零位。接通電源后，綠色指示燈亮，按一下啟動按鈕，紅色指示燈亮，表示試驗(yàn)變壓器已接通控制電源，開始升壓。
從零位開始按順時(shí)針方向勻速旋轉(zhuǎn)調(diào)壓器手輪升壓。（升壓方式有：快速升壓法即20S逐級升壓法；慢速升壓法，即60S逐級升壓法；級慢速升壓法供選用）電壓從零開始按選定的升壓速度升到您所需額定試驗(yàn)電壓或額定直流電流下的參考電壓。試驗(yàn)中應(yīng)嚴(yán)密注意直流高壓表、泄漏電流表指示以及被試品的情況。試驗(yàn)完畢后，應(yīng)訊速均勻?qū)⒏邏航抵亮阄?，按一下停止按鈕，高壓、低壓輸出停止，然后切斷電源。此時(shí)應(yīng)用直流高壓放電棒給被試品及試驗(yàn)裝置本身充分放電。
直流泄漏試驗(yàn)操作過程注意事項(xiàng)
（1）試驗(yàn)人員應(yīng)做好責(zé)任分工，設(shè)定好試驗(yàn)現(xiàn)場的安全距離，仔細(xì)檢查好被試品及試驗(yàn)變壓器的接地情況，并設(shè)有專人監(jiān)護(hù)安全及觀察被試品狀態(tài)工作。
（2）被試品做試驗(yàn)前，應(yīng)拆除所有對外連線，并充分放電，主要部位應(yīng)清除干凈，保持干燥，以免損壞被試品及帶來試驗(yàn)數(shù)值的誤差。
（3）對于大容量試品（電容器、超長電纜等）試驗(yàn)時(shí)應(yīng)緩慢升壓，防止被試品的充電電流過大而燒壞微安表，必要時(shí)應(yīng)分級加壓分別讀取各電壓下微安表的穩(wěn)定讀數(shù)。
（4）試驗(yàn)過程中，應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視被試品、微安表及試驗(yàn)裝置等，一旦發(fā)生閃爍、擊穿等現(xiàn)象應(yīng)立即降壓，切斷電源，并查明原因。
五、配套選購產(chǎn)品（SHHZYD交流高壓發(fā)生器設(shè)計(jì)精巧，結(jié)構(gòu)簡單）
下列產(chǎn)品僅供選擇，購買時(shí)需另行計(jì)價(jià)。
1.KZX系列電源控制箱 容量:1KVA-5KVA、輸入電壓：220V
2.KZT系列電源控制臺 容量:10KVA~300KVA輸入電壓：220V或380V
3.數(shù)字微安表：SWB-II
4.高壓濾波電容： 0.01MF、40 ~ 100KV
5.高壓直流放電棒： FBR— 70、140、210KV
6.放電球隙： Q—50、100、150、200、250、500
7.標(biāo)準(zhǔn)試油杯： 400ml
8.折疊式手推車： 150、300型
9.絕緣支架： 50、100、200、300、400KV
10.阻容分壓器： FRC —50、100、150、200KV
11.高壓硅堆： 2DL—150、300、450KV
12.水 電 阻： 50、100
電力智能傳感技術(shù)涉及多學(xué)科交叉融合，目前呈現(xiàn)先進(jìn)傳感材料與器件、低功耗傳感網(wǎng)、傳感器微源取能、邊緣群智分析、融合設(shè)計(jì)等多領(lǐng)域體系化協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展趨勢。
先進(jìn)傳感材料與器件涉及設(shè)備狀態(tài)表征與“聲、光、電、磁、熱、力"等感知機(jī)理、敏感材料、傳感器件制備等方向，是傳感技術(shù)的核心。隨著感知機(jī)理與傳感材料技術(shù)不斷創(chuàng)新突破，各類新型的電氣量、狀態(tài)量、環(huán)境量、行為量傳感器將應(yīng)用于新型電力系統(tǒng)。國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院有限公司目前在變壓器油溶氣體分離裝置、隧穿磁阻（TMR）磁敏電流傳感器、基于非接觸式傳感技術(shù)的架空輸電線路動態(tài)增容系統(tǒng)等方面取得一定成果。變壓器油溶氣體分離裝置主要利用油氣分離膜實(shí)現(xiàn)變壓器油中溶解氣體的分離，達(dá)到變壓器狀態(tài)檢測的目的。該公司自主研發(fā)的油氣分離膜采用中空纖維結(jié)構(gòu)，增加了油氣分離膜的壽命，提升了油氣分離效率，可在1小時(shí)甚至更短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)油氣分離，避免氣化油進(jìn)入檢測腔。油氣分離膜可穩(wěn)定運(yùn)行3年以上，提高了檢測的準(zhǔn)確性和可靠性。TMR磁敏傳感元件降低了磁場噪聲，提升了探測靈敏度。未來，基于TMR磁敏傳感元件形成的低功耗、易部署的微型電流傳感器可應(yīng)用于電網(wǎng)中微弱電流、高精度交直流、電能表計(jì)等場景?；诜墙佑|式傳感技術(shù)的架空輸電線路動態(tài)增容系統(tǒng)依靠激光雷達(dá)和紅外測溫技術(shù)，獲取導(dǎo)線對地距離和導(dǎo)線溫度等關(guān)鍵參數(shù)，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線載流量評估和校驗(yàn)，為輸電線路容量調(diào)整提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，提升了輸電通道的最大安全輸送能力。
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