智能型變電站繼電保護試驗屏的研制可行性研究報告

智能型繼電保護試驗電源屏的研制 可行性研究 報告 湖北省 XX供電公司 2011年 7月 一、研究內(nèi)容 研制 開發(fā)新型的 智能型繼電保護試驗屏 ,旨在給 現(xiàn)場 繼電保護 工作 及其它試驗工作提供穩(wěn)定、方便的 交、 直流 試驗電源 ，提高各種試驗工作 的質(zhì)量、保障人身、設(shè)備安全 ；結(jié)合 XX 供電公司實際情況，編寫智能型繼電保護試驗屏的運行維護相關(guān)規(guī)程規(guī)范，在公司范圍內(nèi)推廣智能型繼電保護試驗屏的應(yīng)用，提高智能型繼電保護試驗電源屏的可用率。 二 、 立項依據(jù) （包括項目的研究意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析和發(fā)展趨勢） 電網(wǎng)中運行的繼電保護試驗電源屏普遍采用通過三相調(diào)壓、升流再經(jīng)橋式整流和LC 電感電容濾波的模式 , 存在無穩(wěn)壓和穩(wěn)流功能、直流輸出不穩(wěn)定、不易調(diào)節(jié)等問題。繼電保護試驗電源屏在工作時其輸出為大電流 , 容易造成調(diào)壓器與其他設(shè)備的老化和損壞。有些產(chǎn)品的整流和濾波技術(shù)不過 關(guān) , 造成直流輸出中交流含量較高 , 紋波系數(shù)較大 ; 有些產(chǎn)品的直流輸出未采用直流專用型空氣開關(guān) ; 有些產(chǎn)品甚至未采用漏保開關(guān)。總之 , 現(xiàn)有的繼電保護試驗電源屏存在技術(shù)上落后以及元器件老化等問題 , 形同虛設(shè) , 不能滿足現(xiàn)場繼電保護檢驗工作的要求 , 甚至發(fā)生由于其交流以及直流輸出沒有區(qū)分而引起的交流串入直流 , 導(dǎo)致保護和開關(guān)誤動作的事故 , 嚴(yán)重威脅到電網(wǎng)的安全運行。為此 , 需要開發(fā)新型繼電保護試驗電源屏。 電力電子元器件 的問世為 繼電保護試驗電源屏 開拓出一條光輝燦爛之路，使 電源 技術(shù)步入嶄新的時代 全數(shù)字化 、智能 化 時代。 對 UPS 而言，它 的輸入部分取消了用于與市電隔離的工頻變壓器或為降壓用的自耦變壓器，而采用 SPWM 技術(shù)實現(xiàn) 。 整流高頻化（ AC/DC）。一方面減少直流側(cè)濾波器尺寸，改善直流側(cè)調(diào)節(jié)性能，提高市電電壓允許變化范圍；另一方面在控制技術(shù)中采用數(shù)字信號處理器 DSP 控制，使輸入電流正弦化，并與市電電壓相同，從而實現(xiàn) UPS 高輸入功率因數(shù)（ PF 約為 1），消除對市電的諧波 “污染 ”，大幅度減少無功損耗，明顯降低了運行成本，達到環(huán)保的目的。 其次，取消了 UPS 逆變器中的工頻變壓器，用高頻變壓器來實現(xiàn) UPS 與市電的隔離，而 UPS 的輸出級采用 SPWM 變換方式（不用變壓器直接逆變）輸出工頻電壓。逆變器中的功率 MOSFET 或 IGBT 工作頻率在 20kHz 以上，因此輸出濾波器小而簡單，而且輸出的正弦波非常光滑 。 對于 UPS 內(nèi)部的蓄電池組采取高頻變化降壓方式（ DC/DC）充電，當(dāng)市電停電， UPS 轉(zhuǎn)換為蓄電池，給逆變器供電時亦采取高頻變換降壓方式（ DC/DC）實現(xiàn)。 在逆變器控制電路中采用正弦波直接反饋技術(shù)，使其調(diào)節(jié)高速化，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)模式模擬反饋技術(shù)，再加上小的輸出濾波器和 20kHz 以上的 SPWM 調(diào)制，使 UPS 動態(tài)相應(yīng)特性非常好。在逆變器 保護電路中采用性能優(yōu)良的過流保護技術(shù)，使逆變器不僅具有較強的過載能力，允許 100負(fù)載不平衡（指三相逆變器），而且具有強有力的自身保護。也正是在上述條件保證下，拋棄了傳統(tǒng)式逆變器輸出變壓器，不僅噪音低而且效率高。全數(shù)字化 UPS 是新一代 UPS，它具有高質(zhì)量、高可靠、高指標(biāo)、多功能等特點。 21 世紀(jì)初，全球 UPS 技術(shù)將向著多功能的方向發(fā)展。使其全系列產(chǎn)品的功率范圍從 12kVA 拓展到 300kVA，全面滿足客戶的需求，提供包括特殊環(huán)境下的關(guān)鍵應(yīng)用系統(tǒng)所需的中央 電源 保護功能，內(nèi)置式 DCexpert 電池監(jiān)察系統(tǒng)，能夠高準(zhǔn)確地提供運行時間和電池狀況，避免因突如其來的故障導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，其指示的電池運行時間誤差僅為3 。 內(nèi)置式數(shù)字化 Token-Ring 網(wǎng)絡(luò)采用數(shù)字信號處理專利算法，有效地解決并行系統(tǒng)之間的相互溝通問題，并采用有效的設(shè)計將產(chǎn)品的元件數(shù)量減至最低程度，以減少故障機會，成為業(yè)界首家提供 99.99%可用性的并行冗余系統(tǒng)。新推出的 Remote Notify 選件在大部分情況下能夠自行診斷故障，并且隨 即解決問題。如果遇到重大故障，可以就用戶預(yù)測的 190 多種故障情況，自動向傳呼機或個人電腦發(fā)出最多長達 40 個字的求助信息。 Remote Notify 可以向兩個不同的電話號碼發(fā)出呼叫，并且最多可以重?fù)?256 次，以確保信息可以順利傳達，而網(wǎng)絡(luò)管理人員則可通過撥號進入系統(tǒng)內(nèi)部檢查 UPS 的全面運行情況。 UPS 的智能化包括系統(tǒng)運行狀態(tài)自動識別和控制、系統(tǒng)故障自診斷、蓄電池自動監(jiān)測管理、智能化內(nèi)部信息監(jiān)測與顯示等。 UPS 的異地遠(yuǎn)程監(jiān)控包括系統(tǒng)專用遠(yuǎn)程監(jiān)控控制盤、 RS232/485 通信 口與監(jiān)控 PC間的交互控制、將 UPS 系統(tǒng)作為網(wǎng)絡(luò)的一個節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)交互控制等。 UPS 的智能化主要通過系統(tǒng)的控制軟件實現(xiàn)。 UPS 的智能化的另一個方面是通過運行于 PC 機內(nèi)的監(jiān)控軟件實現(xiàn)的。通過 RS232C 等接口將 UPS 與 PC 機串口連接，并在 PC 機上運行相關(guān)平臺的 UPS 監(jiān)控軟件，由 PC 機定時發(fā)送查詢指令， UPS 則在規(guī)定的時間內(nèi)返回運行參數(shù)信息。由 PC 機進一步對 UPS 的運行狀態(tài)、故障的具體部位等進行判斷，并在必要時對 UPS 發(fā)出指令進行運行干預(yù)和提醒 現(xiàn)場維護人員。 目前， UPS 廠商新推出的多種新產(chǎn)品，包括多種不間斷電源供應(yīng)技術(shù)，電源管理軟件以及連接裝置，都不會由于電源沖擊、浪涌、陡降、電力不足和電力中斷等問題而使受保護的重要信息資源遭受損失。 在計算機網(wǎng)絡(luò)以及通信事業(yè)迅猛發(fā)展的推動下，當(dāng)今 UPS 已在大量引進微處理監(jiān)控技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展成為一種能在 UPS 網(wǎng)絡(luò)和計算機網(wǎng)絡(luò)之間建立起雙向通信調(diào)控管理功能。 UPS 網(wǎng)絡(luò)化有兩方面的含義。一是 UPS 及其監(jiān)控系統(tǒng)與其所保護的負(fù)載 計算機或局域網(wǎng)絡(luò)間的交互作用。當(dāng)電源出現(xiàn)異常時， UPS 內(nèi)部的微控制器會及時把異常 信息發(fā)送給它所保護的計算機或局域網(wǎng)，并發(fā)出告警信息，提醒操作員或網(wǎng)絡(luò)管理員及時處理，并在 UPS 供電時間結(jié)束前自動中止計算機或局域網(wǎng)的運行，并將現(xiàn)場信息自動存盤。通過 MODEM 向有關(guān)人員發(fā)出 EMAIL、 BP-CALL 等，在這個意義上 UPS是其保護網(wǎng)絡(luò)的幾個節(jié)點。另一方面的含義是把 UPS 當(dāng)做廣義網(wǎng)絡(luò)的一個獨立節(jié)點并裝上通信適配器，給 UPS 分配獨立的 IP 地址。這樣，網(wǎng)管員或被授權(quán)人可在網(wǎng)絡(luò)的任何地方通過網(wǎng)絡(luò)像管理計算機一樣對 UPS 的情況進行實時遠(yuǎn)程監(jiān)控，利用這種控制功能用戶可在計算機網(wǎng)絡(luò)終端上實時監(jiān)控 UPS 的運行 參數(shù)。此外，用戶還可以在計算機網(wǎng)絡(luò)終端上對 UPS 的輸出執(zhí)行定時的自動開機、自動關(guān)機操作。在自動完成將程序和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入磁盤操作之后，再自動 “關(guān)閉操作系統(tǒng) ”。這樣有序的關(guān)機操作，將確保用戶的軟件和數(shù)據(jù)的安全可靠。 UPS 生產(chǎn)廠家也可以直接通過網(wǎng)絡(luò)了解分布在世界各地的 UPS 的運行情況，便于向用戶提供系統(tǒng)診斷和維修等守候服務(wù)，提高了服務(wù)的快速性和準(zhǔn)確性。為實現(xiàn)控制功能，在目前市售的先進 UPS 上可向用戶提供 RS232、 DB9、 RS485 等通信接口。對于要求能執(zhí)行計算機網(wǎng)絡(luò)管理功能的 UPS 來說，還應(yīng)配置簡單網(wǎng)絡(luò)管 理協(xié)議 SNMP 卡，才能配套運行。 總之， UPS 使用 MOSFET 及 IGBT 功率元件，使其走向高頻化、小型化、高效率，也延長了蓄電池的壽命；采用冗余技術(shù)，進一步增強了 UPS 的容量和可靠性，而網(wǎng)絡(luò)智能化 UPS 技術(shù)不僅提供完全可靠的網(wǎng)絡(luò)電源管理，也為節(jié)能提供了一種最佳的 解決方案 ，可以說 UPS 技術(shù)總的發(fā)展趨勢是逐步向小型網(wǎng)絡(luò)智能化和具有長時延方向發(fā)展。隨著科技進步， UPS 技術(shù)在不久的將來也將開 辟一個更新的領(lǐng)域。 20 世紀(jì)推動電源性能和質(zhì)量不斷提高的主要技術(shù)有以下幾個方面： l、新型高頻功率半導(dǎo)體器件的推廣 如功率 MOSFET 和 IGBT 已完全可代替功率晶體管和中小電流的晶閘管，使開關(guān)電源工作頻率可達到 40OKHz(AC-DC 開關(guān)變換器 )和 1MHz(DC-DC)開關(guān)變換器，實現(xiàn)開關(guān)電源高頻化有了可能。超快恢復(fù)功率二極管和 MOSFET 同步整流技術(shù)的開發(fā)，也為研制高效低電壓輸出 ( 3V)的開關(guān)電源創(chuàng)造了條件。 2、軟開關(guān)技術(shù)的應(yīng)用 PWM 開關(guān)電源按硬開關(guān)模式工作 (開 /關(guān)過程中，電壓下降 /上升 /下降波形有 交疊 )，因而開關(guān)損耗大。開關(guān)電源高頻化可以縮小體積重量，但開關(guān)損耗卻更大 (功耗與頻率成正比 )。為此必須研究開關(guān)電壓 /電流波形不交疊的技術(shù)，即所謂零電壓 (ZVS)/零電流(ZCS)開關(guān)技術(shù)，或稱軟開關(guān)技術(shù) (相對于 PWM 硬開關(guān)技術(shù)而言 )。由于在開關(guān)過程中，電流和電壓沒有交疊，因此可以認(rèn)定在開關(guān)過程中沒有功率損耗，這對于提高變換器的效率及提高開關(guān)頻率具有重要的意義。 3、有源功率因數(shù)校正技術(shù)的應(yīng)用 由于輸入端有整流元件和濾波電容，單相 AC- DC 開關(guān)電源及一大類整流電源供電的電子設(shè)備，其電網(wǎng)側(cè) (輸入端 )功率因數(shù)僅 為 0.65。用有源功率校正技術(shù) (Active Power Factor Correction)，簡稱 APPC，可提高到 0.95-0.99，既治理了電網(wǎng)的諧波“污染”，又提高了開關(guān)電源的整體效率。單相 APFC 是 DC-DC 開關(guān)變換器拓?fù)浜凸β室驍?shù)控制技術(shù)的具體應(yīng)用，而三相 APFCA 則是三相 PWM 整流開關(guān)拓?fù)浜凸β室驍?shù)控制技術(shù)的結(jié)合。 4、控制技術(shù)的發(fā)展 電流型控制及多環(huán)控制 (Multi-loop control)己得到較普遍應(yīng)用；電荷控制 (Charge control)，單周期控制 (One- Cycle Control)，無源控制，滑模變結(jié)構(gòu)控制，數(shù)字信號處理器 (DSP)控制等技術(shù)的開發(fā)及相應(yīng)專用集成控制芯片的研制，使開關(guān)電源動態(tài)性能有很大提高，電路也大幅度簡化。 5、電源智能化技術(shù)和系統(tǒng)的集成化技術(shù)的應(yīng)用 開關(guān)電源微處理器監(jiān)控、電源系統(tǒng)內(nèi)部通信、電源系統(tǒng)智能化技術(shù)以及電力電子系統(tǒng)的集成化與封裝技術(shù)等。 數(shù)字電源就是數(shù)字化控制的電源產(chǎn)品，它能提供配置、監(jiān)控和管理功能，并延伸到對整個回路的控制。也就是說，數(shù)字電源包括兩部分 PWM 反饋回路的全 數(shù) 字控制，電源管理與通信。數(shù)字電源與模擬電源的區(qū)別主要集中在控制與通信部分。 在簡單易用、參數(shù)變更要求不多的應(yīng)用場合，模擬電源產(chǎn)品更具優(yōu)勢，因為其應(yīng)用的針對性可以通過硬件固化來實現(xiàn)，而在可控因素較多、實時反應(yīng)速度快、需要多個模擬系統(tǒng)電源管理的、復(fù)雜的高性能系統(tǒng)應(yīng)用中，數(shù)字電源則具優(yōu)勢。此外，在復(fù)雜的多系統(tǒng)業(yè)務(wù)中，相對模擬電源，數(shù)字電源是通過軟件編程來實現(xiàn)多方面的應(yīng)用，其具備的可擴展性與重復(fù)使用性使用戶可以方便更改工作參數(shù)，優(yōu)化電源系統(tǒng)。通過實時過電流保護與管理，它還可以減少外圍器件的數(shù)量。 當(dāng)前，智能型電網(wǎng)是國家電網(wǎng)公司主要發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，設(shè)備的智能化進程勢在必行。但目前的研制研發(fā)目光 主要集中一次設(shè)備的電流電壓互感器和繼電保護裝置本身，對處于輔助裝置地位的繼電保護試驗電源投入的研發(fā)精力相對較少，使得這一塊的研發(fā)還存在較大的一片空白。而部分廠家自行研發(fā)的所謂智能型繼電保護試驗電源屏只是簡單的將儀表進行數(shù)字化，操作按鍵化等。少數(shù)在繼電保護試驗電源屏研制方面做得較好的廠家也只是將試驗電源的可調(diào)節(jié)性和精確性方面比較先進，仍舊停留在綜自型或數(shù)字型階段，裝置功能的單一性、固定型還是比較明顯，在 直接服務(wù)繼電保護試驗工作，提供直接可用的繼電保護試驗儀器，創(chuàng)造安全、舒適的工作環(huán)境，提高繼電保護試驗工作效率，服務(wù)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行方面的效果都不是很突出。 實際上，數(shù)字電源遲遲得不到接受是因為顧客認(rèn)為數(shù)字技術(shù)未得到證明、技術(shù)復(fù)雜及成本高昂。這不足為奇，因為業(yè)界在 70 年代末遇到了相似的情況 ： 當(dāng)時電源從線性改為開關(guān)式，而最初開關(guān)式也被認(rèn)為價格昂貴、不可靠 (輸出噪音大 )。不過，一旦顧客認(rèn)識到開關(guān)式電源所具有的優(yōu)點 (性能更高、尺寸更小 )，并且學(xué)會了如何實施新的開關(guān)式電源技術(shù)，線性電源很快就被淘汰了。幾年后，隨著 對其 具有的優(yōu)點 逐漸 熟悉 ， 市場上出現(xiàn)更多的提供商和解決方案、看到無需額外成本就能帶來的比模擬解決方案更好的效果，數(shù)字技術(shù)也將會出現(xiàn)類似的轉(zhuǎn)型。 目前數(shù)字電源技術(shù)并非十分成熟，實現(xiàn)全數(shù)字化控制還存在許多難點，需要有大的突破。具體包括以一下幾個方面 ： 1)、數(shù)字信號處理速度與高頻開關(guān)的開關(guān)速度不相稱。 2)、變換器的開關(guān)動作對采樣的嚴(yán)重干擾。 3)、檢測信號的量化誤差導(dǎo)致輸出響應(yīng)極限環(huán)振蕩，從而會大大降低控制精度。 4)、高速運行下數(shù)字 PWM 分辨率急劇下降。 目前，國內(nèi)外學(xué)者針對以上問題提出了許多的解決方案，通過這些 解決方案進一步推動了數(shù)字電源技術(shù)走向成熟。 同時，基于數(shù)字控制方式，一些先進的控制方法逐漸應(yīng)用于數(shù)字電源控制中，以提高電源的動態(tài)響應(yīng)性能，如安森美公司提出改進型 V2 控制，仙童公司提出 Val1ey 電流控制， IR 公司提出多相控制，并且美國的多所大學(xué)也提出了多種其他的控制思想。特別是模糊控制在數(shù)字電源中的應(yīng)用，由于該控制方法能夠彌補傳統(tǒng) PID 控制在高性能開關(guān)電源中存在的缺陷，近年來一直成為國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點，并在各種數(shù)字電源拓?fù)渲械靡詫崿F(xiàn)。 三、研究方案 3.1 研究內(nèi)容、研究目標(biāo)和擬解決的關(guān)鍵問題 研制 開發(fā)新 型的 智能型繼電保護試驗屏 ,旨在給 現(xiàn)場 繼電保護 工作 及其它試驗工作提供穩(wěn)定、方便的 交、 直流 試驗電源 ，提高各種試驗工作的質(zhì)量、保障人身、設(shè)備安全 ；結(jié)合 XX 供電公司實際情況，編寫智能型繼電保護試驗屏的運行維護相關(guān)規(guī)程規(guī)范，在公司范圍內(nèi)推廣智能型繼電保護試驗屏的應(yīng)用，提高智能型繼電保護 試驗電源屏的可用率。擬解決的關(guān)鍵問題如下： 1) 三相交流程控功率放大模塊的研制，該模塊要求輸出的各相交流電壓 、 交流電流的電壓幅值 、 頻率，相位可單獨調(diào)節(jié)，幅值輸出精度 0.2 級，相電流輸出有效值 040A，三相并聯(lián)輸出有效值最高可達 0120A，頻率范圍（基波） 201000Hz，諧波次數(shù) 120次。 2) 直流可調(diào)電源，抗負(fù)荷能力強，最大瞬時工作電流可達 30A，采用 PWM 技術(shù)，體積小，重量輕，損耗小，短路自保護，輸出電壓精度小于 0.5%，輸出電流精度小于 0.5%。 3) 液晶顯示各路電壓，電流，采用高速 32 位 DSP 加 8 路同步 采樣 16 位 AD 轉(zhuǎn)換器，加上數(shù)字信號處理技術(shù)，能濾除各次諧波，保證的高精度顯示。 3.2 擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實驗方案及可行性分析 1、對工頻試驗電源的要求 為了保證檢驗質(zhì)量，國際電工委員會 IEC 試驗標(biāo)準(zhǔn)中，對不同類型繼電器的試驗電源作了不同規(guī)定。我國也對繼電保護裝置的試驗電源作了相應(yīng)的技術(shù)規(guī)定。如繼電器及繼電保護裝置基本試驗方法、靜態(tài)繼電保護及安全自動裝置通用技術(shù)條件、繼電保護及電網(wǎng)安全自動裝置檢驗條例等。這些標(biāo)準(zhǔn)對繼電保護裝置試驗電源的質(zhì)量有如下要求： 1)波形良好； 2)三相電 壓平衡 ： 三相電壓和電流的負(fù)序分量、零序分量如果均不超過正序分量的，則可認(rèn)為該三相系統(tǒng)是實際平衡系統(tǒng) ； 3)相序正確； 4)直流分量??； 5)頻率穩(wěn)定； 6)電壓、電流穩(wěn)定并有足夠的調(diào)節(jié)范圍 ； 7)電壓、電流輸出精度要符合相關(guān)規(guī)程規(guī)范要求 。 2、對直流試驗電源的要求 試驗用直流的額定電壓應(yīng)與被試保護裝置所用的直流電壓相同。應(yīng)采用獨立試驗電源，不允許用運行中設(shè)備的直流支路電源作為直流試驗電源。直流試驗電源的電壓調(diào)節(jié)范圍應(yīng)大于額定電壓的 35 115，峰值波紋系數(shù)應(yīng)不大于 6 ，對靜態(tài)保護裝置 ，試驗直流電源的峰值波紋系數(shù)應(yīng)不大于 2 。這些標(biāo)準(zhǔn)對繼電保護裝置試驗電源的質(zhì)量有如下要求： 1) 電源電壓平穩(wěn)，紋波系數(shù)應(yīng)滿足相關(guān)要求。 2) 電源可調(diào)節(jié)范圍應(yīng)符合相關(guān)要求，電源調(diào)節(jié)應(yīng)方便可靠，輸出電壓、電流精度應(yīng)滿足相關(guān)要求。 3) 輸出電源穩(wěn)定可靠，在裝置失去交流電源的時候，依然可以可靠輸出精度符合要求的電壓、電流。 4) 直流電源具備獨立性，不得竄接站內(nèi)其他裝置直流電源，不得存在寄生回路。 5) 交、直流系統(tǒng)即要具備互相轉(zhuǎn)換的功能，在回路上又必須嚴(yán)格加以區(qū)分和有效隔離，防止交直流混接現(xiàn)象及交直流系統(tǒng)互相影響。 繼電保護試驗時，對 試驗電源的允許偏差應(yīng)根據(jù)國家測量標(biāo)準(zhǔn)確定。 智能型 繼電保護試驗電源 屏 操作面板，包括有交流操作區(qū)和直流操作區(qū)，二者分別具有交流電源連接部和直流電源連接部，交流電源連接部為一種插座結(jié)構(gòu)，而直流電源連接部為一種導(dǎo)線連接結(jié)構(gòu)。本實用新型的特點在于，針對交流和直流的不同特點，對其電源連接部進行結(jié)構(gòu)化區(qū)分，交流因其具有多線連接和高壓的特點，采用插座的結(jié)構(gòu)，而直流則為單線雙極連接和低壓的特點，采用導(dǎo)線連接的結(jié)構(gòu)，從而防止交流、直流誤串接、誤操作。 繼電保護試驗電源大多取自電力系統(tǒng)本身，而電力系統(tǒng)供給的交流電壓、電流的波形往往是一種畸變失真的非正弦波，除基波分量外，還含有高次諧波。引起失真的原因除電力系統(tǒng)本身原因外，試驗接線中的調(diào)節(jié)設(shè)備如果容量不足，也會引起波形畸變。 波形畸變可通過觀察電源的波形和測量畸變系數(shù)來確定，以便采取措施來改善。例如，當(dāng)試驗電源相電壓波形差，三次諧波分量較大時，可改用相間電壓；當(dāng)移相器過載或負(fù)載不對稱而引起波形嚴(yán)重畸變時，可變更接線或者更換性能良好的移相器；當(dāng)發(fā)現(xiàn)含有某次諧波時，可增設(shè)濾波器。 裝設(shè)有復(fù)雜保護裝置的變電所，應(yīng)先直接由所用變壓器的低壓側(cè)，經(jīng)專用線接至容量不小于 10KV 電壓為 380/110V 的專用試驗變壓器上，專用試驗變壓器應(yīng)采用 D， yn 接線。裝設(shè)一般保護裝置的現(xiàn)場，最好也設(shè)置專用試驗變壓器，以保證試驗電源三相平衡、波形良好的電源。 直流部分， 現(xiàn)場直流電源有蓄電池、帶電容儲能的硅整流電源和復(fù)式整流電源三種。蓄電池供給的直流電源平滑、波紋系數(shù)小，可由直流電源母線引出并經(jīng)保安措施供試驗用的獨立支路，提供額定值和 80額定值兩種電壓。帶電容儲能的硅整流裝置的電容容量有限，因而所供的直流電壓是時間的函數(shù)，波紋系數(shù)較大。復(fù)式整流裝置輸出電壓不夠穩(wěn)定，沒有采取濾波措施，波紋系數(shù)大，其速飽和 變流器空載輸出電壓可能短時很高，要采取穩(wěn)壓措施。 3.3本項目創(chuàng)新點及特色 1) 采用大屏幕液晶顯示屏顯示電壓，電流，諧波，相位等參數(shù)，顯示直觀，顯示信息量大，以微控制器為核心加上高精度數(shù)據(jù)采集電路，通訊接口，功能擴展，聯(lián)機方便； 2) 采用集成的三相可調(diào)電源，實驗電源與系統(tǒng)電源相隔離，輸出自由可設(shè)定，有很高的穩(wěn)定性； 3) 集成交流電源采用高速，高性能微控制器，軟件上應(yīng)用雙精度算法產(chǎn)生各相任意的高精度波形； 4) 集成交流電源采用高速高分辨率 D/A 轉(zhuǎn)換器，保證了全范圍內(nèi)電流，電壓的精度和線性，波形失真小，具有很好的暫態(tài)特性，相頻 特性，幅頻特性易于實現(xiàn)精確移相、諧波疊加，高頻率亦可保證高的精度。 5) 集成交流電源的各相電流，電壓不采用升流、升壓器，而是采用直接輸出方式，使電流、電壓源可直接輸出從直流到含各種頻率成份的波形，如方波，各次諧波疊加的組合波形，故障暫態(tài)波形等，可以較好的模擬各種短路故障時的電壓，電流特征。 6) 集成的交流電源使用進口大功率高保真功放電路，具有完備的過熱，過流，過壓及短路保護。 7) 集成的直流電源采用獨特設(shè)計，即可作為恒壓源使用，也作為恒流源使用。 8) 集成的直流電源輸出精密連續(xù)可調(diào)輸出，全程穩(wěn)壓值，恒流值任意調(diào)節(jié)。 3.4 年度研究計劃 2012 年 1 月 - 2012 年 1 月 調(diào)研、收集數(shù)據(jù)階段 2012 年 2 月 - 2012 年 2 月 相關(guān)理論、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定的學(xué)習(xí) 2012 年 3 月 - 2012 年 3 月 確定電路的框架結(jié)構(gòu) 2012 年 4 月 - 2012 年 7 月 電路設(shè)計與制作 2012 年 8 月 - 2012 年 10 月 電路測試與 試驗電源屏的 試運行 2012 年 11 月 - 2012 年 12 月 制定運行維護手冊和使用標(biāo)準(zhǔn)； 撰寫研究報告； 總結(jié)和驗收。 3.5 預(yù)期研究成果 1、研制 XX 供電公司第一臺智能型繼電保護試驗電源 屏。 2、制定 XX 供電公司智能型繼電保護試驗電源屏運行維護手冊。 3、制定 XX 供電公司智能型繼電保護試驗電源屏使用標(biāo)準(zhǔn)。 4、 在省級以上刊物 發(fā)表論文 1-2 篇 科技論文 。 四、研究基礎(chǔ) 1、設(shè)備條件 現(xiàn)有新投運 220kV 孫田變電站試驗電源屏一塊，目前該屏未投入使用，在智能型繼電保護試驗電源屏研制方法基本確認(rèn)后，可直接對該屏進行技術(shù)改造和創(chuàng)新。且 XX 公司所轄站所試驗電源屏目前均處于閑置狀態(tài)，研制和推廣工作具備較大的空間。 2、人員條件 XX供電公司變電中心目前已經(jīng)和武漢豪邁公司繼電保護產(chǎn)品研發(fā)部達成共識， 共同致力