中國電力科學(xué)研究院有限公司牽頭承擔(dān)的“換流變壓器有載調(diào)壓分接開關(guān)技術(shù)及裝備”項(xiàng)目技術(shù)成果——特高壓直流工程換流變壓器真空有載分接開關(guān)通過中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會鑒定。鑒定委員會專家一致認(rèn)為該產(chǎn)品具有自主知識產(chǎn)權(quán)，綜合性能達(dá)到同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平。

換流變壓器有載分接開關(guān)是特高壓直流工程經(jīng)濟(jì)靈活運(yùn)行的必要部件，長期依賴進(jìn)口，關(guān)系我國電網(wǎng)保障和電工裝備技術(shù)發(fā)展。為推動我國頂端電工裝備技術(shù)更新和產(chǎn)業(yè)升級，在國網(wǎng)的特高壓部的統(tǒng)籌下，中國電科院聯(lián)合科研院所、高校、設(shè)備制造廠商、檢測機(jī)構(gòu)等組成聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，開展“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同攻關(guān)。

一、產(chǎn)品概述（WBJZ-2000發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子阻抗試驗(yàn)儀有著過硬的產(chǎn)品質(zhì)量）

發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路是電力系統(tǒng)中常見的故障。當(dāng)此類故障發(fā)生時(shí)，轉(zhuǎn)子電流增大，繞組溫度升高，限制發(fā)電機(jī)的出力，嚴(yán)重時(shí)會影響發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行。匝間短路通常通過測量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的交流阻抗和功率損耗來判別。傳統(tǒng)的測量方法是采用多個(gè)測試儀器儀表，在現(xiàn)場組裝后進(jìn)行測量。這種需要很多測試儀器儀表組建測量系統(tǒng)的方法存在試驗(yàn)設(shè)備笨重、費(fèi)時(shí)費(fèi)力、整理數(shù)據(jù)繁瑣、測量準(zhǔn)確度不高等缺點(diǎn)。

隨著數(shù)字信號處理技術(shù)的不斷發(fā)展，新的微處理器和算法不斷涌現(xiàn)，據(jù)此我們研制了基于數(shù)字信號處理器DSP的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀。該儀器以數(shù)字信號處理系統(tǒng)為硬件平臺，充分發(fā)揮了數(shù)字信號處理器的計(jì)算能力，使得儀器的計(jì)算速度和計(jì)算精度得到大大提高，為電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供了保障。

二、功能特點(diǎn)（WBJZ-2000發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子阻抗試驗(yàn)儀有著過硬的產(chǎn)品質(zhì)量）

全自動（手動）采集、測量、顯示、存儲、打印所有測量參數(shù)和交流阻抗特性曲線；

實(shí)時(shí)顯示測量數(shù)據(jù)和交流阻抗特性曲線，方便存儲和打?。?/span>

采用320×240大屏幕液晶顯示器，中文菜單提示，操作簡便；

內(nèi)置大容量非易失性存儲器：可存儲200組測量數(shù)據(jù)及曲線；

內(nèi)置高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能：可進(jìn)行日期及時(shí)間校準(zhǔn)；

自帶高速微型熱敏打印機(jī)：可打印測量及歷史數(shù)據(jù)；

兼做單相變壓器的空載、短路試驗(yàn)和電壓（流）互感器、消弧線圈的伏安特性試驗(yàn)；

具有完善的過壓、過流保護(hù)功能，其中過壓過流保護(hù)值根據(jù)試驗(yàn)參數(shù)的設(shè)置情況自動調(diào)整，既簡便又能保證被試設(shè)備的保障。

三、技術(shù)參數(shù)（WBJZ-2000發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子阻抗試驗(yàn)儀有著過硬的產(chǎn)品質(zhì)量）

測量范圍

阻抗：0～999.9Ω

電壓：0～600V

電流：0～120A

功率：0～72kW

頻率：45～65Hz

準(zhǔn) 確 度、阻抗、電壓、電流、頻率：0.2級

功率：0.5級

外形尺寸  345mm×295mm×175mm

儀器重量  5kg

四、使用條件（WBJZ-2000發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子阻抗試驗(yàn)儀有著過硬的產(chǎn)品質(zhì)量）

環(huán)境溫度   -10℃～50℃

環(huán)境濕度   ≤85%RH

工作電源   AC220V±10%

電源頻率   50±1Hz

五、面板介紹（WBJZ-2000發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子阻抗試驗(yàn)儀有著過硬的產(chǎn)品質(zhì)量）

1.電源輸入：測試回路的輸入接線柱，連接試驗(yàn)調(diào)壓器的輸出端；

2.電流輸出：測試回路的電流測量接線柱，范圍0～120A；

3.電壓輸入：測試回路的電壓測量接線柱，范圍0～600V；

4.電源開關(guān)：儀器的電源開關(guān)及保險(xiǎn)；

5.接 地 柱：儀器可靠接地專用；

6.液 晶 屏：用于顯示各種數(shù)據(jù)和曲線；

7.鍵    盤：用于各種功能的操作及參數(shù)設(shè)置；

8.打 印 機(jī)：用于快速打印各種數(shù)據(jù)和曲線；

9.蜂 鳴 器：用于超限、過壓和過流等報(bào)警；

10.RS-232：用于儀器和PC機(jī)之間的數(shù)據(jù)通訊(用作升級方案)。

11.USB接口：用于大容量外部移動存儲(用作升級方案)。

六、操作說明

6.1發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗試驗(yàn)接線圖（推薦使用）。

6.3交流阻抗自動測試

在主菜單界面下，按<選擇>鍵或<↑>、<↓>、<←>、<→>鍵，選擇  阻抗自動測試  功能按鈕后，按<確認(rèn)>鍵，進(jìn)入交流阻抗自動測試參數(shù)設(shè)置界面，液晶顯示如下圖所示：

在交流阻抗自動測試參數(shù)設(shè)置界面，按<選擇>或<←>、<→>鍵選擇修改選項(xiàng)，按<↑>、<↓>鍵修改某位數(shù)據(jù)；

其中：極大輸出電壓--是指試驗(yàn)時(shí)需要測試的極大電壓值，范圍：0～600V；

過壓保護(hù)動作值為設(shè)定值的1.1倍。

極大輸出電流—是指試驗(yàn)時(shí)需要測試的極大電流值，范圍：0～120A；

過流保護(hù)動作值為設(shè)定值的1.1倍。

電壓采樣步長--是指試驗(yàn)時(shí)以電壓為基準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，每次采集數(shù)據(jù)之間的間隔電壓數(shù)值的大小，范圍：5～50V，步長間隔5V。

被測試品編號--是指用于區(qū)分不同被測試品或設(shè)備的編號，以便于在歷史記錄中查詢和技術(shù)管理。

當(dāng)參數(shù)修改為滿足試驗(yàn)需要時(shí)，按<確認(rèn)>鍵，液晶顯示如下提示：

此時(shí)如果調(diào)壓器沒有調(diào)至零位或接線有誤，請按<返回>鍵，返回到交流阻抗自動測試參數(shù)設(shè)置界面；如果調(diào)壓器置零位并且接線正確，請按<確認(rèn)>鍵，進(jìn)入交流阻抗自動測試狀態(tài)，液晶顯示如下圖所示：

在交流阻抗自動測試界面下，慢速調(diào)節(jié)調(diào)壓器開始升壓，儀器將自動采集、顯示所有參數(shù)在各電壓采樣步長測試點(diǎn)的測量數(shù)值；直到極大輸出電壓或電流設(shè)定值，儀器蜂鳴器發(fā)出提示音，提示測試完畢，此時(shí)應(yīng)迅速將調(diào)壓器歸零。

提示：當(dāng)出現(xiàn)誤操作，使輸出電壓或電流其中一項(xiàng)超過設(shè)定極大值的1.1倍時(shí)，儀器的保護(hù)電路將動作并切斷測試回路。

當(dāng)測試完畢后，存儲或打印所有測試數(shù)據(jù)，直接按<存儲>或<打印>鍵，查看所有測試數(shù)據(jù)?？梢园?/span><↑>、<↓>鍵來實(shí)現(xiàn)；查看交流阻抗特性曲線可以按<選擇>或<←>、<→>鍵，選擇阻抗曲線功能按鈕，再按<確認(rèn)>鍵，進(jìn)入交流阻抗特性曲線界面，液晶顯示如下圖所示：

在交流阻抗特性曲線界面下，曲線圖形會根據(jù)測試數(shù)據(jù)和電壓、電流設(shè)定值的大小自動生成。

查看試驗(yàn)數(shù)據(jù)和阻抗曲線的測試結(jié)果，移動光標(biāo)隨意選擇  試驗(yàn)數(shù)據(jù)  和  阻抗曲線  功能按鈕在兩個(gè)界面下查看測試結(jié)果。

6.4交流阻抗手動測試

按6.1交流阻抗試驗(yàn)接線圖正確接線。當(dāng)儀器按要求接好測試線及電源線后，打開電源開關(guān)，液晶顯示主菜單；在主菜單下選擇  阻抗手動測試  功能按鈕，按<確認(rèn)>鍵，進(jìn)入交流阻抗手動測試參數(shù)設(shè)置界面，液晶顯示如下圖所示：

在交流阻抗手動參數(shù)設(shè)置界面，功能操作同交流阻抗自動參數(shù)設(shè)置界面，區(qū)別是電壓采樣步長不可操作；按<確認(rèn)>鍵，進(jìn)入交流阻抗手動測試界面，液晶顯示如下圖所示：

在交流阻抗手動測試界面下，慢速調(diào)節(jié)調(diào)壓器開始升壓，當(dāng)出現(xiàn)試驗(yàn)需要的電壓或電流值時(shí)，選擇  記錄數(shù)據(jù)  功能按鈕按<確認(rèn)>鍵，儀器將自動記錄、顯示一組在當(dāng)前測試點(diǎn)下的各參數(shù)的測試數(shù)據(jù)；以此類推……直到極大輸出電壓或電流設(shè)定值，儀器蜂鳴器發(fā)出提示音，提示測試完畢，此時(shí)應(yīng)迅速將調(diào)壓器歸零。

提示：

⑴.當(dāng)出現(xiàn)誤操作，使輸出電壓或電流其中一項(xiàng)超過設(shè)定極大值的1.1倍時(shí)，儀器的保護(hù)電路將動作并切斷測試回路。

⑵.當(dāng)測試完畢,  記錄數(shù)據(jù)  功能按鈕將不可操作。

當(dāng)測試完畢后，存儲或打印所有測試數(shù)據(jù)，直接按<存儲>或<打印>鍵，查看所有測試數(shù)據(jù)，可以按<↑>、<↓>鍵來實(shí)現(xiàn)；查看交流阻抗特性曲線可以按<選擇>或<←>、<→>鍵，選擇阻抗曲線功能按鈕，再按<確認(rèn)>鍵，進(jìn)入交流阻抗特性曲線界面，液晶顯示如下圖所示：

在交流阻抗特性曲線界面下，曲線圖形會根據(jù)測試數(shù)據(jù)和電壓、電流設(shè)定值的大小自動生成。

查看試驗(yàn)數(shù)據(jù)和阻抗曲線的測試結(jié)果，移動光標(biāo)隨意選擇  試驗(yàn)數(shù)據(jù)  和  阻抗曲線  功能按鈕在兩個(gè)界面下查看測試結(jié)果。

6.5歷史記錄查詢

在主菜單下選擇  歷史記錄查詢  功能按鈕，按<確認(rèn)>鍵，進(jìn)入歷史記錄查詢界面，液晶顯示如下圖所示：

在歷史記錄查詢界面，按<選擇>或<↑>、<↓>鍵來選擇要查詢的歷史記錄；在相應(yīng)的歷史記錄界面按<打印>鍵，可以打印當(dāng)前的歷史數(shù)據(jù)和曲線。

在歷史記錄查詢界面，同時(shí)按下<存儲>和<選擇>鍵，可以刪除全部歷史數(shù)據(jù)。

6.6日期時(shí)間設(shè)置

在主菜單下選擇  日期時(shí)間設(shè)置  功能按鈕，按<確認(rèn)>鍵，進(jìn)入日期時(shí)間設(shè)置界面，液晶顯示如下圖所示：

在日期時(shí)間設(shè)置界面下，按<選擇>或<←>、<→>鍵選擇相應(yīng)設(shè)置位，按<↑>、<↓>鍵修改相應(yīng)設(shè)置位的數(shù)據(jù)。修改為需要的日期和時(shí)間后，選擇功能按鈕按下<確認(rèn)>鍵，保存相應(yīng)設(shè)置并返回主菜單。

七、注意事項(xiàng)

1.使用本儀器前請仔細(xì)閱讀使用說明書，檢查接線正確無誤、接地良好。

2.試驗(yàn)時(shí)調(diào)壓器應(yīng)在測試點(diǎn)附近緩慢升壓，以確保數(shù)據(jù)采集的可靠性。

3.試驗(yàn)中如出現(xiàn)過壓、過流保護(hù)動作，須查明原因排除異常情況后方可繼續(xù)試驗(yàn)；不可盲目操作，以免帶來不必要的損失。

4.在測量完畢并退出測量狀態(tài)后，方可進(jìn)行接線拆除。

5.如出現(xiàn)無法解決的問題，請及時(shí)與本公司取得聯(lián)系。

攻關(guān)團(tuán)隊(duì)運(yùn)用機(jī)械學(xué)科數(shù)字化、模塊化和精量化等現(xiàn)代先進(jìn)設(shè)計(jì)理念，融合數(shù)字化設(shè)計(jì)、多體動力學(xué)、流固力學(xué)耦合、高速運(yùn)動測量等先進(jìn)技術(shù)，攻克了分接開關(guān)自主原創(chuàng)拓?fù)?、高可靠機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、動力學(xué)仿真及優(yōu)化等多項(xiàng)技術(shù)難題，成功研制換流變壓器用高可靠國產(chǎn)真空有載分接開關(guān)。這種開關(guān)通過了第三方見證的型式試驗(yàn)和特殊試驗(yàn)，機(jī)械壽命試驗(yàn)達(dá)150萬次，電氣切換達(dá)36萬次，即將在±800千伏隴東—山東特高壓直流工程示范應(yīng)用。

特高壓直流工程換流變壓器真空有載分接開關(guān)的研制打破了國外技術(shù)壟斷，可帶動國內(nèi)電工裝備技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈升級。至此，我國特高壓直流工程換流變壓器從整機(jī)到組部件實(shí)現(xiàn)全部國產(chǎn)化。

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