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技術文章 | Technical articles
超高壓、特高壓變壓器是大電網的核心設備，其穩定運行對于保障電力系統安全至關重要。國網華北分部研制出變壓器故障主動防御裝置。該裝置可基于放電信號，在變壓器絕緣擊穿前主動跳閘，防止變壓器因高能量放電爆燃，目前已實現工程化應用。
局部放電是引起電網設備故障的主要原因之一，嚴重時可能導致電網設備停運，甚至發生爆燃。“變壓器防爆燃一直是我們設備管理工作中的重點，傳統的在線監測和繼電保護手段很難及時準確發現高能量放電。"國家電網有限公司華北分部副主任李慶海表示。
在國網設備部指導下，2022年，國網華北分部聯合國網冀北、山西電力和南瑞繼保等單位，組建了一支上百人的“產學研用"一體化項目攻關團隊，此后歷時3年完成變壓器故障主動防御技術攻關，為變壓器防爆燃提供了新手段。
一、產品簡介（LYWHX-8000B電力每日要聞“高壓無線相位測試儀"工作原理及結構）
LYWHX-8000B無線高壓核相儀（以下簡稱“儀器"）用于兩條高壓線路并網或環網核相。也可以用于遠程（遠距離）核相，確定相序顏色與相序名稱是否一致。儀器適合0.22～220kV交流輸電線路帶電作業和二次側帶電作業，具有高壓驗電功能。
儀器采用無線傳輸技術，操作方便可靠，使用方便，克服了有線核相儀的諸多缺點，同時儀器配置GPS模塊，兩臺及以上儀器經匹配、升級后可以用于遠程核相。
二、工作原理（LYWHX-8000B電力每日要聞“高壓無線相位測試儀"工作原理及結構）
儀器由2個發射器和1個接收主機組成。發射器可以判斷線路是否帶電，測量線路相位和頻率。近程核相時，X和Y發射器將測量的數據通過無線電發送給接收主機，接收主機依據發射器數據計算兩線路相位差值，判斷同異相。
遠程核相時，兩個Y發射器分別將測量數據發送給兩臺接收主機，主機由GPS授時后同步測量，計算兩臺主機相位差值即為兩線路相位差值，判斷兩線路同異相。
三、使用事項（LYWHX-8000B電力每日要聞“高壓無線相位測試儀"工作原理及結構）
1、現場測試時，應按電力部門高壓測試使用距離標準進行操作。
2、標準配置絕緣桿3米，對應電壓等級為 ≤ 220kV。如測量線路電壓高于220kV時，請使用長度大于3米的絕緣桿。
3、核相操作時，手持位置不要超過絕緣桿手柄位置。
四、技術參數（LYWHX-8000B電力每日要聞“高壓無線相位測試儀"工作原理及結構）
1、相位差準確度：誤差≤5°。
2、頻率準確度：±0.1HZ。
3、可跨電壓測量范圍為0.22KV～220kV。
4、發射器和接收主機的*大傳輸視距約100米。
5、遠程核相時兩個GPS主機的距離為0.3公里～800公里。
6、真人語音提示測量結果和操作步驟。
7、3.2英寸彩屏同時顯示2條線路相位差、頻率、矢量圖和同異相結果，顯示GPS衛星顆數，GPS授時狀態和時間等信息。
8、連續1小時無操作自動關機。
9、發射器和接收主機均內置可充電鋰電池，配置5V充電器。
10、主機內置18650鋰電池，電池容量為2500mAH。發射器內置14430鋰電池，電池容量為450mAH。
11、高壓測量時泄漏電流<10uA。
12、發射器工作功耗<0.1W，接收主機工作功耗<0.3W。
13、工作環境：-35℃--- +45℃ 濕度≤95%RH。
14、整機重量：約3.6KG。
15、儀器包裝尺寸：長56cm*寬26cm*高13cm。
五、簡介（LYWHX-8000B電力每日要聞“高壓無線相位測試儀"工作原理及結構）
1、儀器外觀簡介
組件說明：
2、儀器操作簡介
| 指示燈： 異相紅燈亮：兩線路異相。 同相綠燈亮：兩線路同相。 充電紅燈亮：正在充電。 充電綠燈亮：電已充滿。 按鍵： 1)長按開機或關機。 2)短按近程測量模式、相序測量模式和遠程測量模式切換。 補充： 1)右上角有電量指示； 2)*下端有充電接口插孔。 |
| 指示燈： 測量時:紅燈和綠燈交替閃爍。 充電時:紅燈亮正在充電，綠燈亮已充滿。 蜂鳴器： 接觸到高壓帶電線路則蜂鳴器響2秒，表示線路帶電。 安裝螺孔： 與伸縮絕緣桿相連。 充電孔： 充電時：連接充電器。 自檢時：連接測試線接地端。 檢測時：連接接地線。 |
2、儀器自檢方法
按下圖將發射器連接自檢測試線，發射器啟動，蜂鳴2秒，紅綠兩指示燈交替閃爍。接收主機開機，在近程核相模式下顯示對應發射器信息，則發射器與主機工作均正常。
提示：
自檢時兩發射器與接收主機的距離大于0.5米為宜。當距離小于0.2米時，可能只連接了1個發射器而主機顯示2個發射器信息。此現象為正常現象，不影響儀器使用。當2個發射器都接電時，儀器顯示不受短距離影響。
自檢測試線內部串有2M電阻，測試時人接觸鱷魚夾不會觸電。
自檢測試相位差為180度左右時，將任一自檢線插頭反轉，則相位差變為0度左右，反之亦然。
變壓器爆燃的誘因多種多樣，與設計、材料、工藝、運維等方面因素導致的電、熱、力效應綜合影響有關。這些因素可能引發變壓器內部短路、過載、過熱等問題，最終導致絕緣擊穿。“絕緣擊穿后產生的大短路電流易引發變壓器爆燃。因此，我們要在絕緣擊穿前主動防御。"
以往，變壓器放電研究更多聚焦小放電信號方面，重點研究放電信號特征、放電類型等，且放電信號只用來監測狀態和預警，并未延伸至變壓器保護層面。然而在工程實際中，小放電信號與背景干擾信號難以區分，導致準確識別、提取放電信號較難，易發生誤報和漏報。
“我們擺脫以往變壓器放電研究聚焦小放電信號的思維定式，在放電信號大、放電能量高時使變壓器精準跳閘，實現變壓器故障的主動防御和設備本體的有效保護。"團隊骨干成員唐云鵬說，“同時，我們創新融合在線監測和繼電保護技術，對放電的嚴重性、連續性、增長性、聲電聯動性等開展綜合分析判斷。"這不僅實現了對局部放電的精準預警，還可通過跳閘隔離故障，解決防誤動、防拒動等技術難題。
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