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極速多臺(tái)位互感器性能檢定裝置面板結(jié)構(gòu)一、概述
極速多臺(tái)位互感器檢定裝置是我公司為了適應(yīng)現(xiàn)代互感器校驗(yàn)的快速、準(zhǔn)確的特點(diǎn)而開發(fā)的新一代互感器檢定裝置。該裝置由LYFA-3000互感器校驗(yàn)儀、電流電壓負(fù)載箱、控制柜、電流互感器測(cè)試臺(tái)等幾個(gè)部分組成。在保持原技術(shù)特點(diǎn)的前提下，在電流互感器的快速測(cè)量、測(cè)試點(diǎn)的快速定位、以及負(fù)荷箱、各種變比的互感器覆蓋等方面有了很大的提高。
極速多臺(tái)位互感器性能檢定裝置面板結(jié)構(gòu)二、主要特點(diǎn)
1、該裝置細(xì)調(diào)節(jié)采用了程控源技術(shù)，使測(cè)試點(diǎn)的定位更加快速、準(zhǔn)確。
2、該裝置在多只電流互感器測(cè)量速度方面有了質(zhì)的提高，在3-5分鐘的時(shí)間里可可測(cè)量十二只任何變比的電流互感器。
3、該裝置配置了5A的標(biāo)準(zhǔn)電流互感器，電流負(fù)荷箱配置了5A負(fù)載值2.5VA-60VA，電壓負(fù)載箱配置了100V負(fù)載值從1.25VA-158.75VA基本上可滿足用戶的要求。負(fù)載箱在測(cè)量時(shí)可進(jìn)行自動(dòng)切換。
4、該裝置可進(jìn)行互感器的規(guī)程和非規(guī)程的測(cè)量，測(cè)量時(shí)用戶可對(duì)任何百分點(diǎn)的測(cè)量。
極速多臺(tái)位互感器性能檢定裝置面板結(jié)構(gòu)三、主要技術(shù)指標(biāo)
1、裝置使用的環(huán)境條件
溫 度：5°C~40°C 相對(duì)濕度：<80%（25°C）
海撥高度：<2500m 電源頻率：50Hz ±0.5Hz
電源電壓：220V±5V
2、HGQA-C互感器校驗(yàn)儀相關(guān)參數(shù)
⑴.測(cè)量范圍：
同相分量（%）：0.0001~200.0 分辨率：0.0001
正交分量（分）：0.001~999.9 分辨率：0.001
阻抗（W）：0.0001~60.0 分辨率：0.0001
導(dǎo)納（ms）：0.0001~60.0 分辨率：0.0001
⑵.基本誤差：
同相分量： DX=±（X×2%+Y×2%±2個(gè)字）
正交分量： DY=±（Y×2%+X×2%±5個(gè)字）
“X”、“Y”——儀器的顯示值
“5個(gè)字”——儀器的量化誤差
百 分 表： 1級(jí)
⑶.工作范圍：
電流： （1%-149%）In （In=5A）（5%-149%）In （In=1A）
⑷.工作負(fù)荷：
電流： To對(duì)Tx<0.12W cosj=1
⑸.極性錯(cuò)誤指示
額定工作電流的5%以上，誤差超過(guò)180%時(shí)，應(yīng)有極性指示。
注意:如果大于額定工作電流的10%以上,仍未出現(xiàn)應(yīng)有的極性指示,說(shuō)明軟件有故障,請(qǐng)不要再增加電流,以免燒壞儀器.
⑹.變比錯(cuò)誤指示
額定工作電流的5%以上，誤差超過(guò)30%而小于180%時(shí)，應(yīng)有變比錯(cuò)誤指示。
⑺.絕緣和耐壓試驗(yàn)及說(shuō)明：
端子Tx和（
）端子相通
K和D端子均與（
）端子不通
電源插座對(duì)外殼能承受1.5KV，1min耐壓
⑻.外型尺寸：（L 445×W 330×H 140）mm3
⑼.重量：10kg
極速多臺(tái)位互感器性能檢定裝置面板結(jié)構(gòu)四、一體化互感器檢定裝置的控制柜
一體化互感器檢定裝置的控制柜部分受控于HGQA-C互感器校驗(yàn)儀，它根據(jù)指令輸出一定的電壓，使互感器到達(dá)預(yù)定的工作電流或工作電壓。
1、接 線
該圖是控制柜后門板上的接線端子圖。為電流互感器接線的端子。
將電流互感器接好后，只須在校驗(yàn)儀的測(cè)量對(duì)象菜單中正確選擇測(cè)量對(duì)象即可完成相應(yīng)的測(cè)量。
注意：臺(tái)體自身不具備校驗(yàn)互感器的功能，也不具備調(diào)節(jié)調(diào)壓器輸出的功能，只有在與校驗(yàn)儀聯(lián)機(jī)時(shí)才可使用。
2、控制柜控制電路
如上圖：控制柜通電后按下啟動(dòng)按鈕的藍(lán)色指示燈亮，表明控制柜已上電，通過(guò)校驗(yàn)儀選擇測(cè)量對(duì)象，使相應(yīng)的接觸器吸合，使相應(yīng)的輸出端有電壓輸出，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，可將停止按鈕按下使臺(tái)體斷開輸出。
10kVA調(diào)壓器為主要輸出源，做粗調(diào)調(diào)壓；功率源為細(xì)調(diào)調(diào)壓。比如升二次電流為5A的電流互感器的20%，首先大調(diào)壓器調(diào)節(jié)16%，功率源調(diào)節(jié)余下的4%。使用此方法的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)壓細(xì)度高、定位準(zhǔn)確、快捷、方便使用。
極速多臺(tái)位互感器性能檢定裝置面板結(jié)構(gòu)五、極速多臺(tái)位互感器檢定裝置。
極速多臺(tái)位互感器檢定裝置（簡(jiǎn)稱互感器檢定裝置）是為實(shí)現(xiàn)多只互感器測(cè)試而設(shè)計(jì)的工作臺(tái)體，它與LYFA-3000互感器校驗(yàn)儀、LYCTZ-II負(fù)載箱及控制柜配套形成LYHST-5000極速多臺(tái)位互感器檢定裝置。它由帶升流器的標(biāo)準(zhǔn)電流互感器、一次電流控制板、二次電流控制板、壓線裝置等幾個(gè)部分組成，各部分所在測(cè)試臺(tái)的位置如下圖所示：
1、極速多臺(tái)位互感器檢定裝置功能
極速多臺(tái)位互感器檢定裝置具有如下功能：
⑴.可對(duì)被測(cè)的多只電流互感器按照預(yù)定的順序進(jìn)行全自動(dòng)測(cè)試；
⑵.互感器測(cè)試臺(tái)可對(duì)被測(cè)的多只電流互感器中的某一只進(jìn)行定點(diǎn)測(cè)試；
⑶.顯示正在進(jìn)行測(cè)量的電流互感器序號(hào)；
⑷.在上位計(jì)算機(jī)的控制下可進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)互感器變比的全自動(dòng)切換。
2、極速多臺(tái)位互感器檢定裝置組成
⑴.帶升流器精密電流互感器
與互感器測(cè)試臺(tái)配套的帶升流器的標(biāo)準(zhǔn)電流互感器，在測(cè)量中具有升流和作為標(biāo)準(zhǔn)互感器的雙重功效，技術(shù)指標(biāo)如下：
一次電流：5A～2000A 二次電流： 5A
頻率：50Hz 準(zhǔn)確度等級(jí)： 0.05（S）級(jí)
升流器電壓：250V 升流器容量：5kVA
額定負(fù)荷：5VA 下限負(fù)荷：2.5VA
功率因數(shù)：1.0 額定電壓：500V
以上標(biāo)準(zhǔn)互感器具有容量大、變比廣、準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)?；旧峡蓾M足用戶的要求
⑵.一次電流控制板
一次電流控制板主要完成標(biāo)準(zhǔn)電流互感器與被測(cè)電流互感器的一次電流的全自動(dòng)切換，它是由額定電流為230A、80A、40A、10A、10A五個(gè)接觸器組成對(duì)升流器L2、L3、L4、L5、L6之間的接線進(jìn)行全自動(dòng)的切換，其原理如下圖所示：
⑶.二次電流控制板
二次電流控制板是校驗(yàn)儀發(fā)出指令的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，此控制板根據(jù)校驗(yàn)儀發(fā)出的指令決定標(biāo)準(zhǔn)互感器的變比為多少，哪一只 互感器作測(cè)量，哪一只互感器作退磁。具體切換過(guò)程可參照測(cè)試臺(tái)工作原理。
3、極速多臺(tái)位互感器檢定裝置工作原理
如上圖所示，其中CT控制互感器的測(cè)量，TC控制互感器退磁，QH控制標(biāo)準(zhǔn)二次的切換，測(cè)量過(guò)程中首先根據(jù)被測(cè)互感器的變比選定相應(yīng)QH，當(dāng)某只電流互感器進(jìn)行測(cè)量時(shí)，即將與之對(duì)應(yīng)的CT繼電器通電，使其常開結(jié)點(diǎn)處于閉合狀態(tài)，相應(yīng)的退磁繼電器斷電，使其結(jié)點(diǎn)處于常開狀態(tài)，即可進(jìn)行測(cè)量。
當(dāng)某只電流互感器進(jìn)行退磁時(shí)，使其相應(yīng)的退磁繼電器TC通電，常開結(jié)點(diǎn)閉合，對(duì)應(yīng)的測(cè)量繼電器斷電繼電，使其結(jié)點(diǎn)處常開。這樣進(jìn)行退磁的電流互感器即接入一個(gè)退磁電阻進(jìn)行閉路退磁。
注意：不可對(duì)同一只互感器同時(shí)進(jìn)行測(cè)量和退磁操作。
4、如何進(jìn)行安裝
⑴.將帶升流器的精密電流互感器從測(cè)試臺(tái)的后門推入測(cè)試臺(tái)體內(nèi)；
⑵.用600A的大電流導(dǎo)線將L1與壓線夾1相接，將L2、L3、L4、L5、L6用相應(yīng)的導(dǎo)線分別與 LC1、LC2、LC3、LC4、LC5的下端頭相接；
⑶.將LC1、LC2、LC3、LC4、LC5接觸器的上端頭接至壓線夾2；
⑷.將2根1250A的大電流導(dǎo)線端分別接至壓線夾1和2；
⑸.將二次電流控制板上相應(yīng)電流互感器測(cè)試線按相應(yīng)的順序穿至臺(tái)面。
上述過(guò)程完成后即完成了安裝。
5、極速多臺(tái)位互感器檢定裝置接線
極速多臺(tái)位互感器檢定裝置是與極速多臺(tái)位互感器檢定裝置配套產(chǎn)品、它必須與它們配套才能使用，使用前必須將線路連接好，具體連接方式如下：
⑴.將控制柜與測(cè)試臺(tái)標(biāo)識(shí)相同的接線柱用相應(yīng)的測(cè)試線對(duì)接。
⑵.將220V電源接入
6、極速多臺(tái)位互感器檢定裝置操作
⑴.將測(cè)試臺(tái)相應(yīng)的線連接好，接入220V電源。
⑵.打開校驗(yàn)儀和控制柜電源，并使控制柜處于合閘狀態(tài)；
⑶.打開互感器校驗(yàn)裝置管理軟件并選擇測(cè)量對(duì)象，具體可參照軟件說(shuō)明書。
⑷.用鼠標(biāo)點(diǎn)擊計(jì)算機(jī)上的全程測(cè)試按紐即可進(jìn)行相應(yīng)操作。
7、使用時(shí)注意事項(xiàng)
⑴.為了保證人身保障，測(cè)試臺(tái)外殼應(yīng)可靠地接地。
⑵.在測(cè)量過(guò)程中電流互感器的二次側(cè)不允許開路，否則產(chǎn)生高壓造成對(duì)儀器和人身的傷害。（校驗(yàn)儀內(nèi)部有過(guò)流過(guò)壓保護(hù)，會(huì)自動(dòng)吸收過(guò)電流和過(guò)電壓，但是經(jīng)常開路產(chǎn)生的高電壓會(huì)影響校驗(yàn)儀的壽命）
⑶.測(cè)試臺(tái)應(yīng)使用三蕊單相電源插頭，以減少干擾。
⑷.當(dāng)升流器輸出電流較高時(shí)，計(jì)算機(jī)顯示屏出現(xiàn)晃動(dòng)，這是因?yàn)榛ジ衅鞔艌?chǎng)干擾，不必?fù)?dān)心。豎臺(tái)子內(nèi)部裝有過(guò)流過(guò)壓保護(hù)用繼電器，當(dāng)校驗(yàn)儀的百分表超過(guò)160%時(shí)，臺(tái)子自動(dòng)斷電復(fù)位，保護(hù)臺(tái)體和校驗(yàn)儀。其原理是監(jiān)視其二次電流和二次電壓，當(dāng)感應(yīng)到超過(guò)設(shè)定值的電流和電壓時(shí)，臺(tái)子會(huì)自動(dòng)切斷輸出。
六、極性測(cè)試
電流互感器、電壓互感器在進(jìn)行誤差試驗(yàn)之前，一般還需要檢查極性。
按照規(guī)定，電流互感器的一次繞組標(biāo)志為L(zhǎng)1、L2（P1,P2）……，二次繞組標(biāo)志為K1、K2(S1,S2)….。當(dāng)一次電流由L1進(jìn)入一次繞組時(shí)，二次電流由K1流出。這樣的極性標(biāo)志叫做減極性。L1或K1叫做極性端或同名端，有的用繞組旁加一圓點(diǎn)表示極性端。
按照規(guī)定，電壓互感器的一次繞組標(biāo)志為X、A1、A2….，二次繞組標(biāo)志為x、a1、a2…..。當(dāng)一次繞組的高壓端為A，低壓端為X，或者電源電流由A端輸入時(shí)，二次繞組的高壓端相應(yīng)為a，低壓端相應(yīng)為x，或者二次負(fù)載電流由相應(yīng)的a端輸出。這樣的極性標(biāo)志叫做減極性。極性端就是同名端，在電壓互感器中，有的以高壓端A和a為極性端，有的以低壓端（一般為接地端）X和x為極性端，沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)定。特別是三相電壓互感器，更不好定哪一相為極性端。為了以下敘述的方便，這里我們以高壓端即A和a端為極性端，低壓（接地）端即X和x為非極性端。
檢查互感器繞組極性標(biāo)志是否正確，通常采用以下幾種方法：
1、直流法檢定級(jí)性
2、串聯(lián)法檢定級(jí)性
3、在互感器校驗(yàn)儀上檢查極性
LYFA-3000互感器校驗(yàn)儀上帶有極性指示功能。這樣，在誤差試驗(yàn)的同時(shí)，就可以預(yù)先進(jìn)行極性檢查。這時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器和被試電壓互感器與互感器校驗(yàn)儀的聯(lián)接，必須按誤差試驗(yàn)的規(guī)定進(jìn)行接線。
若互感器的極性錯(cuò)誤或由于接線原因造成測(cè)量數(shù)據(jù)f>180%，則顯示極性錯(cuò)誤。按“確定”鍵將繼續(xù)測(cè)量數(shù)據(jù)，再次按任意鍵將退出測(cè)量；按“退出”鍵將直接結(jié)束測(cè)量。若測(cè)量數(shù)據(jù)比差大于20%而小于180%將顯示變比錯(cuò)誤。
七、退磁
電流互感器如果在大電流下切斷電源，或者在運(yùn)行時(shí)二次繞組偶然發(fā)生開路，以及通過(guò)直流電流進(jìn)行試驗(yàn)以后，互感器的鐵心中就可能產(chǎn)生剩磁，使鐵心的磁導(dǎo)率下降，影響互感器的性能；所以在電流互感器進(jìn)行誤差試驗(yàn)之前，一般應(yīng)先對(duì)互感器進(jìn)行退磁，以消除剩磁對(duì)誤差的影響。通常介紹的退磁方法有以下兩種：即開路（強(qiáng)磁場(chǎng)）退磁和閉路（大負(fù)荷）退磁。
1、開路（強(qiáng)磁場(chǎng)）退磁
一次和二次繞組全部開路，并在一次或二次繞組中通以工頻電流，由零增加到100或120%額定電流，然后均勻且緩慢地降至零。重復(fù)這一過(guò)程2－3次，同時(shí)使每次所通入的電流按1200%、80%、20%額定電流遞減。退磁完畢在切斷電流之前，應(yīng)將二次繞組短接。
2、閉路（大負(fù)荷）退磁
在二次繞組上接以相當(dāng)于其額定負(fù)荷10－20倍的電阻，一次繞組通工頻電流，由零增加到約120%額定電流，然后均勻且緩慢地降至零。重復(fù)這一過(guò)程2－3次，同時(shí)使每次所接的電阻負(fù)荷按100、50%、20%遞減。
如果是多次級(jí)電流互感器，在退磁過(guò)程中，不退磁的二次繞組都應(yīng)短接。
3、一體化互感器檢定裝置對(duì)電流互感器采用閉路退磁
⑴.常規(guī)方式退磁步驟
①按照檢定電流互感器規(guī)程接線
②打開臺(tái)體及校驗(yàn)儀電源
③菜單選擇手動(dòng)退磁
④進(jìn)入測(cè)量界面
⑤按上升鍵
⑥達(dá)到120%后緩慢下降
⑦完成
⑵.簡(jiǎn)潔方式退磁步驟
①按照檢定電流互感器規(guī)程接線
②檢定裝置測(cè)量對(duì)象選為CT
③打開檢定裝置、打開上位機(jī)軟件及校驗(yàn)儀電源
④上位機(jī)軟件進(jìn)入CT測(cè)量界面
⑤點(diǎn)擊退磁
⑥完成
八、常見故障及及處理
本裝置經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試，但現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)可能出現(xiàn)一些問(wèn)題。現(xiàn)在舉例說(shuō)明及其處理方法。
1．開機(jī)時(shí)先開校驗(yàn)儀的電源，這樣可以使系統(tǒng)*初始化。
2．校驗(yàn)儀處于主界面復(fù)位是有效的，它可使系統(tǒng)重新初始化，在測(cè)量界面按復(fù)位鍵系統(tǒng)將退出測(cè)量界面，并同時(shí)調(diào)壓器回零。該功能可避免測(cè)量互感器時(shí)發(fā)生意外。若想取消測(cè)量請(qǐng)按退出鍵。
3．自動(dòng)或全程測(cè)量時(shí)出現(xiàn)‘接線錯(cuò)誤’、‘變比錯(cuò)誤’、‘極性錯(cuò)誤’的信息時(shí)，請(qǐng)檢查接線是否錯(cuò)誤。若接線正常檢查臺(tái)體測(cè)量對(duì)象‘PT、CT’是否正確。全部正確時(shí)再測(cè)試。
4．出現(xiàn)‘過(guò)流跳閘’的情況請(qǐng)檢查是否臺(tái)體外接線短路，若正確則選擇較高的過(guò)流跳閘值。實(shí)驗(yàn)室好選擇容量較大的空氣開關(guān)（不小于63A），否則容易保護(hù)跳閘。平常不要使用50A的過(guò)流跳閘值，此時(shí)對(duì)人身及設(shè)備有較大危險(xiǎn)。
5．做實(shí)驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)異常情況請(qǐng)盡快按臺(tái)體復(fù)位鍵，使臺(tái)體保護(hù)，然后再按亮‘紅燈’，此時(shí)臺(tái)體的調(diào)壓器會(huì)回零。
6．若做大變比的互感器實(shí)驗(yàn)，有可能出現(xiàn)臺(tái)體升到高也不能升到額定電流或電壓的120%，此時(shí)請(qǐng)選擇容量較大的升流器或升壓器，盡可能減小一次電流、一次電壓的負(fù)荷。出現(xiàn)臺(tái)體升到高也不能升到額定的120%時(shí)臺(tái)體會(huì)自動(dòng)回零，沒(méi)有任何提示，請(qǐng)用戶注意。一般解決辦法為，增加一次導(dǎo)線的直徑減小一次阻抗。
7. 調(diào)壓源多輸出250V左右的電壓，電流一般不超過(guò)40A。
8. 數(shù)據(jù)不能傳輸給計(jì)算機(jī)時(shí)請(qǐng)檢查是否聯(lián)機(jī)或串口設(shè)置是否正確。
9. 調(diào)壓器打火：因長(zhǎng)時(shí)間使用及調(diào)壓器自身工藝問(wèn)題，升壓時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)小的打火，一般不影響測(cè)量；如火花較大，需用細(xì)砂紙打磨打火處，然后用酒精擦干凈即可，特殊情況下可將調(diào)壓器繞線之間的絕緣材料適當(dāng)銼平，效果更好。
10. 調(diào)壓器上有一個(gè)回零行程開關(guān)，長(zhǎng)期使用有可能出問(wèn)題，如校驗(yàn)臺(tái)開機(jī)時(shí)出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的電機(jī)碰撞聲，一般均是因?yàn)榛亓阈谐涕_關(guān)過(guò)于靠后或壞了，如壞了可更換一個(gè)同型號(hào)的。在停電狀態(tài)下可通過(guò)調(diào)節(jié)行程開關(guān)以彈簧彎曲度來(lái)調(diào)節(jié)校驗(yàn)臺(tái)的零位點(diǎn)。
11. 在做大電流試驗(yàn)時(shí)，計(jì)算機(jī)顯示屏將出現(xiàn)晃動(dòng)，這是因?yàn)槭芑ジ衅鞔艌?chǎng)的干擾不影響工作，不用擔(dān)心。
12. 在測(cè)試阻抗時(shí)，如果出現(xiàn)誤差請(qǐng)檢查測(cè)試導(dǎo)線電阻是否為0.06W，測(cè)試電路參考圖15-1。
13. 當(dāng)軟件出現(xiàn)故障時(shí)，請(qǐng)不要自己解決，以免破壞數(shù)據(jù)。一般情況下，把軟件安裝在另外的目錄中就可以試驗(yàn)。（不要安裝在原目錄中）
九、檢定及維護(hù)
1、本裝置中的校驗(yàn)儀在向上級(jí)計(jì)量主管部門送檢時(shí)操作步驟如下：
①關(guān)掉電源。
②將校驗(yàn)儀底板后的連接線（包括和與檢定臺(tái)和計(jì)算機(jī)的聯(lián)線）全部去掉。
③輕輕抽出校驗(yàn)儀，并帶上校驗(yàn)儀的電源線。
2、在日常的維護(hù)過(guò)程中，您需要注意一下幾個(gè)問(wèn)題：
①本裝置中一部分為木質(zhì)結(jié)構(gòu)，在使用中不要在桌面上放有損桌面的東西。
②在移動(dòng)整個(gè)裝置時(shí)，禁止拖推桌面，您如需要移動(dòng)整個(gè)裝置，請(qǐng)先拆卸連接部分。
③試驗(yàn)過(guò)程中請(qǐng)對(duì)校驗(yàn)儀輕拉輕放，避免損壞校驗(yàn)儀。
④請(qǐng)保持臺(tái)體后部接線的整齊，避免臺(tái)體因后部的接線凌亂而引起的短路或開路。
⑤長(zhǎng)時(shí)間不工作時(shí)請(qǐng)關(guān)閉電源。
⑥禁止帶電插拔數(shù)據(jù)電纜。連接數(shù)據(jù)電纜之前，請(qǐng)先關(guān)閉計(jì)算機(jī)電源以及測(cè)試儀器電源。
⑦為了消除運(yùn)行過(guò)程中的感應(yīng)靜電和人身設(shè)備保障，試驗(yàn)前，請(qǐng)先確保接地良好。
⑧ 請(qǐng)不要在潮濕和電磁干擾強(qiáng)烈環(huán)境下工作。
⑨ 如需要數(shù)據(jù)上網(wǎng)，請(qǐng)與公司聯(lián)系。另外請(qǐng)?zhí)峁┮恍┗举Y料。如操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)格式、數(shù)據(jù)字段名稱，IP地址，數(shù)據(jù)庫(kù)密碼等。
十、成套件
1、標(biāo)準(zhǔn)成套件
①LYFA-3000互感器校驗(yàn)儀 1臺(tái)
②LYCTZ-II電流電壓互感器負(fù)荷箱 1臺(tái)
③LYHST-5000極速多臺(tái)位互感器檢定裝置 1套
④互感器校驗(yàn)管理軟件 1份
今天會(huì)議的主題是發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能，我匯報(bào)題目做了一個(gè)扣題“儲(chǔ)能技術(shù)與發(fā)電技術(shù)結(jié)合”。既然我們討論發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能，那么我們需要知道：什么是發(fā)電技術(shù)，發(fā)電技術(shù)具有哪些特點(diǎn)；儲(chǔ)能技術(shù)具有什么特點(diǎn)？他們?cè)谑裁吹胤骄哂薪Y(jié)合點(diǎn)，下面我從三個(gè)方面做匯報(bào)。
8月9—10日，在“第二屆全國(guó)發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能技術(shù)與應(yīng)用高層研討會(huì)”期間，來(lái)自中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)華北電力設(shè)計(jì)院有限公司新能源工程事業(yè)部主任工程師張純崗發(fā)表了“儲(chǔ)能技術(shù)與發(fā)電技術(shù)結(jié)合的探討”主題演講，以下是主要發(fā)言內(nèi)容。
各位領(lǐng)導(dǎo)，專家，大家上午好！首先非常感謝組委會(huì)給我這個(gè)機(jī)會(huì)，就儲(chǔ)能和發(fā)電側(cè)的結(jié)合做匯報(bào)。
今天會(huì)議的主題是發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能，我匯報(bào)題目做了一個(gè)扣題“儲(chǔ)能技術(shù)與發(fā)電技術(shù)結(jié)合”。既然我們討論發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能，那么我們需要知道：什么是發(fā)電技術(shù)，發(fā)電技術(shù)具有哪些特點(diǎn)；儲(chǔ)能技術(shù)具有什么特點(diǎn)？他們?cè)谑裁吹胤骄哂薪Y(jié)合點(diǎn)，下面我從三個(gè)方面做匯報(bào)。
在匯報(bào)之前，我想跟大家一起來(lái)回顧一下儲(chǔ)能技術(shù)的分類。美國(guó)SNL實(shí)驗(yàn)室，在2010年匯集了儲(chǔ)能各個(gè)方面的專家，根據(jù)一些試驗(yàn)項(xiàng)目，對(duì)于儲(chǔ)能技術(shù)在商業(yè)上的應(yīng)用做了分類，共分為五大部分，17個(gè)子項(xiàng)目。這個(gè)分類更多集中在儲(chǔ)能示范應(yīng)用，包括了一些特定場(chǎng)景的應(yīng)用，比如在新能源上。
2013年SNL實(shí)驗(yàn)室又和美國(guó)農(nóng)村委員會(huì)NRECA對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)又進(jìn)行了分類。在2010年分類基礎(chǔ)上，把儲(chǔ)能技術(shù)變成了五類，但是有18項(xiàng)。與2010年分類方式有一個(gè)顯著不同是，不再?gòu)?qiáng)調(diào)特定的應(yīng)用場(chǎng)景。
對(duì)比這兩種分類方式，我們發(fā)現(xiàn)，對(duì)于儲(chǔ)能應(yīng)用有一個(gè)演變過(guò)程。從針對(duì)特定場(chǎng)景分類轉(zhuǎn)移到針對(duì)電力系統(tǒng)的需求。2013年的分類更多地向更高層次、更綜合的方式發(fā)展，向電力系統(tǒng)的需求類別方向發(fā)展。如，能量需求，輔助服務(wù)，以及發(fā)、輸、配、送各個(gè)環(huán)節(jié)。
這就給我一個(gè)啟示，當(dāng)談?wù)搩?chǔ)能系統(tǒng)的時(shí)候，我們是不是應(yīng)該向更多、更廣、更集成的思路看待儲(chǔ)能應(yīng)用。也就是，從如何滿足電力系統(tǒng)的需求角度看待儲(chǔ)能。我們知道，任何技術(shù)都不是突然出現(xiàn)的，是通過(guò)繼承了以前的技術(shù)不斷進(jìn)化過(guò)來(lái)的。進(jìn)化的動(dòng)力就是市場(chǎng)的需求。我們想推廣儲(chǔ)能，雖然政策的支持是很重要的方面，但單純依靠政策的支持是不可能長(zhǎng)遠(yuǎn)的。儲(chǔ)能的發(fā)展同樣需要自身的進(jìn)步，需要在市場(chǎng)中找到與需求的切入點(diǎn)。我今天的匯報(bào)將圍繞如何在需求上找到切合點(diǎn)，或者說(shuō)從電力系統(tǒng)本質(zhì)因素，通過(guò)分解的思路，闡述我的想法和觀點(diǎn)。我的觀點(diǎn)不見得正確，僅是我的思考。
說(shuō)到發(fā)電技術(shù)，既然討論發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用，什么是發(fā)電？發(fā)電技術(shù)有哪一些？我這里面做了一張表，把大部分發(fā)電應(yīng)用做了一些統(tǒng)計(jì)。共分為利用化石燃料的發(fā)電技術(shù)和利用可再生能源的發(fā)電技術(shù)。隨著人類對(duì)于環(huán)境的關(guān)注和化石能源枯竭的緊迫性，世界各國(guó)，包括我們國(guó)家都在控制碳排放?；痣姀S建設(shè)規(guī)模在不斷的壓縮，排放要求越來(lái)越嚴(yán)格。天然氣更是這樣。原來(lái)對(duì)天然氣充滿了希望，實(shí)際上天然氣也的供應(yīng)也出現(xiàn)了問(wèn)題。這些因素造成了常規(guī)能源形式在走下坡路。相反，以太陽(yáng)能和風(fēng)能為代表的可再生能源在蓬勃發(fā)展。
我這張表并未將所有的發(fā)電型式列全，只是希望通過(guò)分析各種發(fā)電形式的組成和原理，從技術(shù)的本質(zhì)出發(fā)重新認(rèn)識(shí)各種發(fā)電技術(shù)。希望分析內(nèi)部和外部需求找到儲(chǔ)能系統(tǒng)和發(fā)電技術(shù)結(jié)合點(diǎn)。這里面是基于一個(gè)觀點(diǎn)：任何一個(gè)新技術(shù)都是在老技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)。隨著技術(shù)的發(fā)展，新技術(shù)不斷的涌現(xiàn)，在新的時(shí)代，回顧這些老技術(shù)的時(shí)候可能會(huì)發(fā)現(xiàn)一些新的東西。因?yàn)樾录夹g(shù)的出現(xiàn)會(huì)使老技術(shù)更加完善。比如，電力電子技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展是綜合能源技術(shù)得以實(shí)施的重要因素。這里就不展開說(shuō)了。
不管是新能源技術(shù)、再生能源技術(shù)，都有它各自的特點(diǎn)。由于時(shí)間關(guān)系，不可能一一加以解剖?，F(xiàn)在以風(fēng)力發(fā)電為例，從需求角度分析，或者來(lái)解剖一下這種技術(shù)。大家知道風(fēng)力發(fā)電通過(guò)葉輪來(lái)捕捉風(fēng)能，然后驅(qū)動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，機(jī)械能通過(guò)齒輪箱的變速帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，利用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行發(fā)電的技術(shù)。這里面有幾個(gè)環(huán)節(jié)：一個(gè)風(fēng)能，二機(jī)械能，第三是電能。由于風(fēng)力發(fā)電是從風(fēng)能向機(jī)械能、電能的單向轉(zhuǎn)換方式，這里面涉及到機(jī)械能。只要是涉及到機(jī)械能的東西都有一個(gè)特點(diǎn)：一開始需要大的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)部件，隨著轉(zhuǎn)速提高，它這個(gè)轉(zhuǎn)距會(huì)降低，這是很重要的核心。從風(fēng)能捕捉角度來(lái)說(shuō)，我們知道發(fā)電機(jī)出力跟風(fēng)速成非線性關(guān)系，風(fēng)速比較大的時(shí)候發(fā)電機(jī)出力會(huì)快速的上升。當(dāng)捕風(fēng)面積增加的時(shí)候，發(fā)電機(jī)出力會(huì)成線性增加。由于風(fēng)是不斷變化的，這樣就造成了風(fēng)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的變化，從而風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速在不斷的變化，通過(guò)電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生的電能也不斷變化，主要體現(xiàn)在電壓、電流、頻率和相角。
當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)和電力系統(tǒng)連接的時(shí)候，這兩個(gè)電力系統(tǒng)之間的主要參數(shù)，比如頻率、電壓一定要一致。風(fēng)力發(fā)電機(jī)由于風(fēng)電變化，造成電參數(shù)的變化，這個(gè)時(shí)候需要有一個(gè)AC/DC及DC/AC的轉(zhuǎn)換，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電力在頻率、電壓、相角上與外接系統(tǒng)一致。這里要感謝電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，使以前不能實(shí)現(xiàn)的技術(shù)或者不能利用的東西都可以用。風(fēng)力發(fā)電目的盡量吸收風(fēng)力，這是它的基礎(chǔ)。
從外部的角度講，電力系統(tǒng)要求時(shí)刻保持供給和需求，這是電力系統(tǒng)本質(zhì)的需求。需求和供給要達(dá)到平衡，當(dāng)不平衡時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)生振蕩。如果我們把風(fēng)機(jī)接到電力系統(tǒng)，當(dāng)把電網(wǎng)看作負(fù)荷時(shí)，可以把風(fēng)機(jī)作為一個(gè)源的話，電網(wǎng)需求變化會(huì)牽引到風(fēng)力發(fā)電機(jī)出力的變化。現(xiàn)在由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)或者風(fēng)電不具有全面調(diào)節(jié)的能力，就無(wú)法滿足電力系統(tǒng)的需求?？梢?，通過(guò)對(duì)風(fēng)力發(fā)電內(nèi)部和外部需求特點(diǎn)進(jìn)行分析，我們發(fā)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電還有需要完善的地方。這種完善，要么通過(guò)改進(jìn)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，要么借助外部技術(shù)加以完善。這樣，我們就明確了需求。
說(shuō)到儲(chǔ)能系統(tǒng)，它也是能量轉(zhuǎn)化過(guò)程，正如發(fā)電技術(shù)是以能量轉(zhuǎn)化為主，儲(chǔ)能系統(tǒng)也是能量轉(zhuǎn)化過(guò)程。發(fā)電系統(tǒng)更多是單向轉(zhuǎn)換，而儲(chǔ)能是一種雙向，可逆的。這里羅列鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，前面專家已經(jīng)講得很多了，我就不再贅述。不過(guò)，我有一個(gè)體會(huì)，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以被看成濃縮的電力系統(tǒng)。每一個(gè)電池或者模組都是一個(gè)小的能量體。因此，當(dāng)我們研究其給外部提供能量服務(wù)的時(shí)候，都需要關(guān)注這個(gè)特性。無(wú)論是儲(chǔ)能系統(tǒng)主體還是其輔助系統(tǒng)。還有一個(gè)特點(diǎn)就是儲(chǔ)能所具有的電源和負(fù)荷的隨時(shí)互換的特性。
上面把儲(chǔ)能和發(fā)電技術(shù)都做了分析以后，后落實(shí)到怎么去結(jié)合。從風(fēng)力發(fā)電的內(nèi)、外需求來(lái)說(shuō)：內(nèi)部需求是多吸收風(fēng)能，提高轉(zhuǎn)換效率，多發(fā)電。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)需求，剛才說(shuō)到了捕風(fēng)面積、空氣密度和風(fēng)速。有哪一些可以控制的？捕風(fēng)面積常用的是大葉片方式實(shí)現(xiàn)，在同一個(gè)自然條件下不同葉片會(huì)造成發(fā)電機(jī)出力變化?？諝饷芏仁翘焐模€有一個(gè)是風(fēng)速，風(fēng)速是不可控的，這些東西看起來(lái)和我們結(jié)合的儲(chǔ)能關(guān)系不是很大。但如果對(duì)風(fēng)進(jìn)行了分析，重新回顧的時(shí)候似乎可以找到一些結(jié)合點(diǎn)。因?yàn)轱L(fēng)速是概率性的問(wèn)題，一年365天所占的風(fēng)速是不一樣的，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在5m/s以下風(fēng)速占全年50%以上的時(shí)間。根據(jù)機(jī)械轉(zhuǎn)換特點(diǎn)，如果風(fēng)機(jī)能夠在正常切入風(fēng)速之前轉(zhuǎn)起來(lái)，當(dāng)轉(zhuǎn)起來(lái)以后就不需要更大的風(fēng)速了。這個(gè)時(shí)候如果加一個(gè)外力，我們就可以提前讓風(fēng)機(jī)去轉(zhuǎn)動(dòng)。這里儲(chǔ)能就可發(fā)揮作用。
第二個(gè)結(jié)合點(diǎn)是從風(fēng)力發(fā)電的波動(dòng)角度來(lái)講。我們知道可以在變電站側(cè)加裝儲(chǔ)能來(lái)平抑風(fēng)電場(chǎng)的波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的友好性。如果能夠讓單個(gè)風(fēng)機(jī)滿足電力因素需求的時(shí)候，風(fēng)力才能真正融入到電力系統(tǒng)里。在風(fēng)機(jī)側(cè)加裝儲(chǔ)能可以認(rèn)為是分布式儲(chǔ)能，還可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)參與調(diào)頻。如果能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)機(jī)個(gè)體加裝儲(chǔ)能，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和區(qū)塊鏈技術(shù)的結(jié)合，通過(guò)風(fēng)場(chǎng)固有的光纖通信網(wǎng)絡(luò)，風(fēng)場(chǎng)可以實(shí)現(xiàn)虛擬電廠的功能。另外，在風(fēng)機(jī)上加裝儲(chǔ)能，通過(guò)降低大風(fēng)速時(shí)風(fēng)機(jī)的出力，可以有效降低集電線路規(guī)格。風(fēng)機(jī)全年在額定風(fēng)速下運(yùn)行的時(shí)間很低，而且是不連續(xù)的。而無(wú)論線路設(shè)計(jì)還是變電站設(shè)計(jì)都按大出力來(lái)進(jìn)行設(shè)備選擇。而大出力所占用的時(shí)間是概率問(wèn)題，而且是離散的。如果我們把大出力通過(guò)儲(chǔ)能降下來(lái)，這樣運(yùn)行電流就能下降，直接影響到設(shè)備選擇，從而降低造價(jià)，提高設(shè)備的利用效率。
因?yàn)闇?zhǔn)備不是特別充分，這是我們對(duì)于儲(chǔ)能在發(fā)電側(cè)做了一些研究，跟大家做一些分享。這是一個(gè)分析的方法，利用這個(gè)方法同樣可以對(duì)燃煤電站、水電站等進(jìn)行分析。這里就不再一一介紹了。無(wú)論儲(chǔ)能在源、網(wǎng)、荷哪端展開應(yīng)用，都需要儲(chǔ)能本身技術(shù)過(guò)硬，加強(qiáng)自身的同事，也要了解和滿足場(chǎng)景的需求才好。說(shuō)的不對(duì)的地方歡迎大家批評(píng)指正，謝謝。
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