技術(shù)文章

電力體制改革“雷電計(jì)數(shù)器放電儀”主要特點(diǎn)介紹

為什么在西藏密集地建設(shè)SVG項(xiàng)目？，近年來西藏著力發(fā)展清潔能源產(chǎn)業(yè)，從極度缺電，到加快建設(shè)國(guó)家清潔能源基地。從產(chǎn)能方式單一，到水力、風(fēng)力、太陽能、地?zé)崮馨l(fā)電“齊上陣”。預(yù)計(jì)到2025年西藏清潔能源已建、在建裝機(jī)總量將突破3000萬千瓦。

但西藏電網(wǎng)相對(duì)薄弱，主力電源主要分布于東南部，電源距離負(fù)荷中心較遠(yuǎn)，電力傳輸過程中無功損耗加大，電網(wǎng)末端無功電壓支撐能力不足了，再加上新能源本身缺乏暫態(tài)有功慣量支撐，SVG項(xiàng)目建設(shè)迫在眉睫。

SVG具有快速響應(yīng)和靈活調(diào)節(jié)的能力，它就像腎上腺素，可以在緊急情況下，快速為人體注入新活力，綜合考慮西藏電網(wǎng)情況，西藏的SVG項(xiàng)目好比“升級(jí)版腎上腺素”，它裝備了能量密度更高充放電速率更快的超級(jí)電容器，因此叫做帶超容構(gòu)網(wǎng)型SVG。

多一個(gè)超級(jí)電容器，這個(gè)SVG強(qiáng)大了多少呢？常規(guī)的SVG，通過采集電網(wǎng)電壓數(shù)據(jù)，進(jìn)而控制輸出電流實(shí)現(xiàn)無功調(diào)節(jié)，“被動(dòng)”提供電壓支撐，存在一定的滯后性，帶超容構(gòu)網(wǎng)型SVG，可以通過內(nèi)部控制參數(shù)，模擬電壓穩(wěn)定特性。通俗點(diǎn)說就是，它可以“偽裝”成一個(gè)獨(dú)立電源，主動(dòng)調(diào)節(jié)電壓與頻率，實(shí)現(xiàn)與旋轉(zhuǎn)同步調(diào)相機(jī)相同的效果，挺進(jìn)新型電力系統(tǒng)建設(shè)“無人區(qū)”。

一、概述（WBZV-U電力體制改革“雷電計(jì)數(shù)器放電儀”主要特點(diǎn)介紹）

避雷器在線監(jiān)測(cè)儀是針對(duì)變電站、水火電廠、大型廠礦自備電廠中避雷器下端的放電計(jì)數(shù)器進(jìn)行檢測(cè)的專用儀器，既可對(duì)雷擊次數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，還可對(duì)泄露電流（*大值）進(jìn)行校驗(yàn)，一機(jī)兩用。

二、技術(shù)參數(shù)（WBZV-U電力體制改革“雷電計(jì)數(shù)器放電儀”主要特點(diǎn)介紹）

1、輸出電壓：DC600V±5%

輸出電流：AC 1mA-5mA（*大值，負(fù)載小于500Ω）±3% 10mA需定做

2、間隔時(shí)間：≥30s

3、供電電源：AC220V±10% 50Hz±2%

4、沖擊電流：≥100A（8/20μs）

5、體積：260×190×175mm

6、重量：4kg

三、工作原理（WBZV-U電力體制改革“雷電計(jì)數(shù)器放電儀”主要特點(diǎn)介紹）

圖1所示為JS型動(dòng)作記數(shù)器的原理接線圖。圖1（a）為JS型動(dòng)作記數(shù)器的基本結(jié)構(gòu)，即所謂的雙閥片式結(jié)構(gòu)。

當(dāng)避雷器動(dòng)作時(shí)，放電電流流過閥片R1，在R1上的壓降經(jīng)閥片R2給電容器C充電，然后C再對(duì)電磁式記數(shù)器的電感線圈L放電，使其轉(zhuǎn)動(dòng)1格，記1次數(shù)。改變R1及R2的阻值，可使記數(shù)器具有不同的靈敏度。一般*小動(dòng)作電流為100A（8/20μs）的沖擊電流。因R1上有一定的壓降，將使避雷器的殘壓有所增加，故它主要用于40kV以上的高壓避雷器。

圖1（b）表示 JS－8型動(dòng)作記數(shù)器的結(jié)構(gòu)，系整流式結(jié)構(gòu)。避雷器動(dòng)作時(shí)，高溫閥片R1上的壓降經(jīng)全波整流給電容器C充電，然后C再對(duì)電磁式記數(shù)器的L放電，使其記數(shù)。該記數(shù)器的閥片R1的阻值較小（在10kA時(shí)的壓降為1.1kV），通流容量較大（1200A方波），*小動(dòng)作電流也為100A（8/20s）的沖擊電流。JS－8型記數(shù)器可用于6.0～330kV系統(tǒng)的避雷器，JS－8A型記數(shù)器可用于500kV系統(tǒng)的避雷器。

四、檢查方法及原理（WBZV-U電力體制改革“雷電計(jì)數(shù)器放電儀”主要特點(diǎn)介紹）

由于密封不好，動(dòng)作記數(shù)器在運(yùn)行中可能進(jìn)入潮氣或水分，使內(nèi)部元件銹蝕，導(dǎo)致記數(shù)器不能正常動(dòng)作，所以《規(guī)程》規(guī)定，每年應(yīng)檢查1次。現(xiàn)場(chǎng)檢查記數(shù)器動(dòng)作的方法有直流法、交流法和標(biāo)準(zhǔn)沖擊電流法。研究表明，以標(biāo)準(zhǔn)沖擊電流法*為可靠，其原理接線如圖2所示。

C-充電電容； R-充電電阻； L-阻尼電感

D-整流硅二極管； r-分流器； B-試驗(yàn)變壓器

V-靜電電壓表； CRO-高壓示波器

將沖擊電流發(fā)生器發(fā)生的8/20μs、100A的沖擊電流波作用于動(dòng)作記數(shù)器，若記數(shù)器動(dòng)作正常，則說明儀器良好，否則應(yīng)解體檢修。例如某電業(yè)局曾用此法對(duì)27只記數(shù)器進(jìn)行檢測(cè)，其中有3只不動(dòng)作，解體發(fā)現(xiàn)內(nèi)部元件受潮、損壞。

《規(guī)程》規(guī)定，連續(xù)測(cè)試3～5次，每次應(yīng)正常動(dòng)作，每次時(shí)間間隔不少于30s。測(cè)試后記錄器應(yīng)調(diào)到0。

五、操作說明（WBZV-U電力體制改革“雷電計(jì)數(shù)器放電儀”主要特點(diǎn)介紹）

1、將監(jiān)測(cè)器輸入端與計(jì)數(shù)器輸入端(線芯)相連，監(jiān)測(cè)器外殼與計(jì)數(shù)器外殼相連，連接線盡量短。

2、將電源線接好后，檢查儀器及接線是否正確，確認(rèn)無誤后即可開始試驗(yàn)。

3、合上電源開關(guān)（電源燈亮），待電壓穩(wěn)定（600V左右）后，即可開始校驗(yàn)。

4、動(dòng)作計(jì)數(shù)檢測(cè)：將功能選擇開關(guān)擲向左邊，此時(shí)表頭右邊的紅色電壓指示燈亮，表頭顯示值為監(jiān)測(cè)器輸出的直流電壓值，按下動(dòng)作計(jì)數(shù)檢測(cè)鍵，輸出電壓立即下降，此時(shí)可觀察計(jì)數(shù)器的動(dòng)作情況。

5、如需多次試驗(yàn)，可待輸出電壓達(dá)到穩(wěn)定值時(shí)，再按動(dòng)作計(jì)數(shù)檢測(cè)鍵，觀察計(jì)數(shù)器的動(dòng)作情況。

6、泄漏電流檢測(cè)：將功能選擇開關(guān)擲向右邊，此時(shí)表頭右邊的紅色電流指示燈亮，表頭顯示值為監(jiān)測(cè)器輸出的交流電流*大值，按下泄漏電流檢測(cè)鍵，旋轉(zhuǎn)電流調(diào)節(jié)電位器，此時(shí)監(jiān)測(cè)器表頭顯示值應(yīng)為放電計(jì)數(shù)器顯示值的1.4倍,監(jiān)測(cè)器量程為1.4-7 mA。

7、檢驗(yàn)完畢后，為保證人員保障，關(guān)掉監(jiān)測(cè)器電源開關(guān)，必須等1分鐘后先拆除檢測(cè)器上的連線，再拆放電計(jì)數(shù)器上的線。

8、如按檢測(cè)鍵，輸出電壓沒有下降或電流顯示值為零，應(yīng)關(guān)掉電源，等1分鐘待電壓回零后，檢查回路是否有斷點(diǎn)，或者是放電計(jì)數(shù)器不適合技術(shù)指標(biāo)中規(guī)定的型號(hào)。

此次電網(wǎng)側(cè)帶超容構(gòu)網(wǎng)型SVG工程，歷時(shí)6個(gè)月建成投運(yùn)，建設(shè)內(nèi)容包括，模塊化多電平換流器、水冷控制室、超級(jí)電容室等。工程第1次采用柔性直流領(lǐng)域很前沿的技術(shù)模塊化多電平換流器+超容拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，第1次采用超級(jí)電容和高海拔絕緣柵雙極晶體管（IGBT）元器件，代表了我國(guó)電力行業(yè)頂端技術(shù)裝備，填補(bǔ)了有功慣量支撐這一電力補(bǔ)償裝置的技術(shù)空白。

當(dāng)雄站海拔4300米、薩嘎站海拔4700米、加木站海拔4300米，在西藏建設(shè)構(gòu)網(wǎng)型SVG面臨從未有過的考驗(yàn)。海拔高、氣壓低、晝夜溫差大、太陽輻射強(qiáng)、項(xiàng)目工期緊、可靠管控難度大……

國(guó)網(wǎng)設(shè)備部組織國(guó)網(wǎng)西藏電力、國(guó)網(wǎng)直流中心、中國(guó)電科院、國(guó)網(wǎng)經(jīng)研院、以及相關(guān)設(shè)計(jì)單位、廠家，在不到半年時(shí)間內(nèi)連續(xù)攻克拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、超容組部件選型、高海拔高地震烈度適應(yīng)、消防設(shè)計(jì)及試驗(yàn)、緊湊化布置等多項(xiàng)難題。

此外，工程第1次開展了高海拔冷卻系統(tǒng)降效超容閥泄壓防爆等真型試驗(yàn)，成功研制出世界上的第1套電網(wǎng)側(cè)帶超容構(gòu)網(wǎng)型SVG設(shè)備，并基于電力系統(tǒng)全數(shù)字仿真（ADPSS）、實(shí)時(shí)數(shù)字模擬（RTDS）、電磁暫態(tài)仿真（PSCAD）、電力系統(tǒng)分析綜合程序（PSASP）等，對(duì)設(shè)備各項(xiàng)功能和性能開展了全方位校驗(yàn)，為西藏今冬明春電力保供提供有力支撐。