電力建設新產品“密度計校驗儀”解析和詳細介紹

　　

日前，國網杭州供電公司在海拔920米的淳安縣嚴家R421線板橋支線上安裝的配電網量子開關悄然“上崗"，由此，浙西山區(qū)線路主線5G量子開關實現(xiàn)全覆蓋。

作為浙江省面積最大的縣，淳安縣坐擁573平方公里的千島湖，星羅棋布的島嶼與連綿起伏的群山構成了特別的生態(tài)畫卷，卻也給電力基礎設施帶來了嚴峻考驗。縣域內電網線路總長超3700公里，其中80%穿越高山，海拔落差最高達800米。高海拔村落常年面臨冰凍、雷暴等惡劣天氣侵襲，傳統(tǒng)人工巡檢需跋山涉水，單次故障排查耗時長達數(shù)小時。

為破解這一困局，國網杭州供電公司探索5G通信技術和量子加密技術與配網設備的高效融合互通，通過“5G+量子"開關在淳安山區(qū)主線的全覆蓋安裝，為浙西山區(qū)構建“高彈性自愈電網"奠定基礎。

據悉，基于量子不可克隆定理與不確定性原理，量子加密技術能為電網數(shù)據傳輸構建“物理級"安全屏障。同時，5G通信賦能實時操控，使開關狀態(tài)數(shù)據回傳時延縮短，遠程遙控指令下達時間大幅降低。即使受惡劣天氣等因素影響，通信光纜出現(xiàn)故障，“5G+量子"開關依然具備遙控條件，可進行現(xiàn)場設備的遙控分合，及時恢復送電。與傳統(tǒng)電力運維方式相比，“5G+量子"開關的運用，將故障恢復速度提升了近10倍，相當于為山區(qū)居民和企業(yè)避免了累計超過2000小時的停電困擾。

隨著“5G+量子"開關在淳安山區(qū)主線路的全覆蓋，507臺“5G+量子"開關猶如“電力哨兵"，全天候不間斷監(jiān)測著淳安山區(qū)架空線路。數(shù)據顯示，目前淳安山區(qū)用電可靠性提升至99.9995%，位于浙江山區(qū)海島23縣第一。

在姜家鎮(zhèn)供電所，數(shù)字大屏實時傳回搭載5G通信模塊的無人機巡檢獲取的高清影像、紅外熱像等數(shù)據。量子通信的毫秒級響應配合無人機立體巡檢，讓山區(qū)自然村享受與杭州主城區(qū)同質的電力服務。高壓班班長葉志明介紹：“以往人工巡檢，翻山越嶺一整天，能檢查的線路范圍有限，還容易出現(xiàn)疏漏。如今以5G量子開關數(shù)據流配合無人機巡檢，數(shù)據傳輸快、分析準，讓隱患排查更加快速和精準。"

第1章 產品介紹（LYMD-2000電力建設新產品“密度計校驗儀"解析和詳細介紹）

1.1前言
本儀器是根據“國家電網公司變電檢測通用管理規(guī)定 第39分冊 SF6密度表（繼電器）校驗細則"、以及“JJG 1073-2011 壓力式六氟化硫氣體密度控制器檢定規(guī)程"、用于SF6密度繼電器各類參數(shù)特性的校驗。是一種智能化的SF6氣體密度繼電器校驗儀器。該校驗儀采用高精度壓力傳感器及高速率 A/D 轉換器，結合 32 位高性能微處理器能對各種SF6氣體密度繼電器進行性能校驗，能準確測量信號動作時當前溫度下的壓力值，自動完成任意環(huán)境溫度對 20℃時的標準壓力換算，并具有打印、存儲和Ｕ盤轉存功能，同時自動識別測試過程中的故障。本產品攜帶方便、操作簡單、測試精度高、穩(wěn)定性強、可靠性好，體現(xiàn)了儀器“智能型"的特點。
儀器具有高精度，高穩(wěn)定性，高可靠性的特點。
1.2  概述
1. 進行密度繼電器校驗的的必要性
SF6開關是電力系統(tǒng)廣泛使用的高壓電器，SF6開關的可靠運行已成為供用電部門*關心的問題之一。SF6氣體密度繼電器是用來監(jiān)測運行中 SF6開關本體中SF6氣體密度變化的重要元件，其性能的好壞直接影響到SF6開關的運行安全。現(xiàn)場運行的SF6氣體密度繼電器因不常動作，經過一段時期后常出現(xiàn)動作不靈活、觸點接觸不好等現(xiàn)象，有的還會出現(xiàn)密度繼電器溫度補償性能變差，當環(huán)境溫度突變時常導致 SF6 密度繼電器誤動作。因此 DL/T596-2005《電力設備預防性試驗規(guī)程》規(guī)定：各 SF6開關使用單位應定期對SF6氣體密度繼電器進行校驗。從實際運行情況看， 對現(xiàn)場運行中的 SF6密度繼電器、壓力表進行定期校驗也是非常必要的。

2．智能型密度繼電器校驗儀功能特點
1）密度繼電器校驗儀采用 32 位 ARM 單片機和 TI 公司的高速信號處理芯片進行檢測與控制，集成程度高。機電一體化設計，精度高，重復性好，可靠性高。
2）配置了帶觸摸的大屏幕中文液晶屏人機接口，操作簡單、界面美觀，所有參數(shù)及狀態(tài)一目了然。
3）自動完成壓力測量和 20℃值轉換，從而完成了壓力、溫度間的動態(tài)自動補償。并顯示被測環(huán)境溫度下的壓力、20℃時環(huán)境溫度下的壓力、環(huán)境溫度。全部解決了 SF6氣體密度繼電器現(xiàn)場校驗難的問題。
4）所有測試過程自動由儀器完成，不用人工干預，一次設置，過程自動測試，試驗結果智能判斷。
5）配置電接點阻抗、設定值誤差、切換差校驗功能，示值誤差校驗功能，額定壓力示值誤差校驗功能，回程誤差校驗功能。
6）能同時存儲150組試驗結果，并具有掉電數(shù)據保護功能，可隨時查詢和打印以前的試驗結果。
7）校驗過程中無需恒溫室，可以在任意有效溫度范圍內對 SF6 氣體密度繼電器、壓力表進行校驗。
8）配有多種型號過渡接頭，大多數(shù)型號開關的密度繼電器不用拆卸即可進行現(xiàn)場校驗。
9）具有在線修改系統(tǒng)壓力功能，可以現(xiàn)場修正。
10）核心元器件采用進口元件，性能可靠。
11）能同時測試2組報警信號、2組閉鎖信號、1組超壓信號。

1.3 技術指標
工作電壓：鋰電池、或AC220V/50Hz。
儀器功率：4W。
儀器精度：0.1級。
壓力顯示分辨率：0.0001Mpa。
壓力校驗范圍：0～1.0Mpa。
環(huán)境溫度顯示分辨率：0.1℃。
環(huán)境溫度測量范圍：-50℃～150℃，分辨率0.1℃。
工作濕度：90%RH。
校驗對象：單報警/閉鎖/超壓、報警+閉鎖+超壓的任意組合。
壓力類型：jue對壓力、相對壓力
顯示方式：800×600 圖形彩色液晶屏。
操作方式：電阻觸摸屏。
打印機型：高速熱敏微型打印機。
打印方式：漢字報表式打印。
存儲容量：可同時存儲 150 次試驗結果。
外形尺寸：主機： 365 mm×300 mm×220mm。
附件箱：400 mm×370 mm×200mm。
SF6 氣體密度顯示方式：被測環(huán)境下的壓力、20℃時的等效壓力。
儀器重量：3kg。

1.4 執(zhí)行標準

1.5 面板結構

1. 進氣口 2. 測試口 3. LCD顯示屏

4. 電源開關 5. 充電接口 6. 打印機

7. USB接口 8. 溫度傳感器 9. 接點信號采集口

10. 出氣口

 
第2章 功能說明及主菜單（LYMD-2000電力建設新產品“密度計校驗儀"解析和詳細介紹）
開機主界面說明

    打開面板上電源開關，儀器進入開機畫面，初始化完成后儀器顯示如圖2.1所示主界面。該界面顯示“密度繼電器"、“壓力表"、“密度表"、“電接點阻抗"、“電接點檢測"、“放氣"、“歷史數(shù)據"、“U盤存儲"、“操作說明"、“壓力校準"、“系統(tǒng)設置"、“設備信息"等12個功能。點擊功能可進入功能項下級界面。 

其中的功能項“密度繼電器"是主界面的子界面，點擊該功能后顯示如圖2.2界面

該子界面中，顯示“密度繼電器接點校驗"、“密度繼電器示值校驗"“(返回主界面)"等3個功能。

2.2 功能項說明
1) “密度繼電器"功能：對SF6密度繼電器進行閉鎖值、報警值、超壓值等的P20壓力值進行驗證測試；在壓力值測試時，還可以進行電接點阻抗的驗證。
2) “壓力表"功能：指常溫壓力表的校驗，*多可以同時6個壓力點的校驗。
3) “密度表"功能：指P20壓力表的校驗，*多可以同時6個壓力點的校驗。
4) “電接點阻抗"功能：對SF6密度繼電器的電接點阻抗進行驗證。
5) “電接點測試"功能：對SF6密度繼電器有什么類型的電接點進行檢測。
6) “歷史數(shù)據"功能：可以詳細查看保存的密度繼電器測試數(shù)據。
7) “U盤存儲"功能：能夠通過U盤導出保存的密度繼電器測試數(shù)據。
8) “放氣"功能：將管路中殘存的測試氣體從出氣口釋放。
9) “參數(shù)設置"功能：用于儀器參數(shù)的設置操作。(生產廠家使用)
10) “壓力校準"功能：用于對壓力傳感器參數(shù)進行校準。
11) “設備信息"功能：顯示儀器的出廠信息。
12) “操作說明"功能：查看儀器的簡要操作說明。

我國農村電網季節(jié)性負荷特征顯著，長假、春灌等時段，農村用電負荷劇增，變壓器可能出現(xiàn)過載甚至燒毀情況。電負荷高峰時“小馬拉大車"、低谷時“殺雞用牛刀"是當時配電變壓器時常經歷的兩種惡劣狀態(tài)。為了更好解決農村變壓器供電問題，盛萬興帶領團隊開始變壓器有載調容關鍵技術的攻關，歷時十年堅持，自主創(chuàng)新研制了世界上的第1臺10千伏有載調容配電變壓器及其系列產品，產生了可觀的經濟和社會效益。該項技術成果獲得20年度國家科技進步獎二等獎。

據統(tǒng)計，07年以來，全國20余省市電網安裝的10千伏有載調容配電變壓器已達數(shù)萬臺，配電變壓器過載燒毀事故大幅減少。“盛萬興團隊的10千伏有載調容配電變壓器解決了配電網負荷峰谷差異大、配電臺區(qū)的安全運行難題。"當時某供電公司的配網運維人員贊嘆道。

更大的考驗接踵而至。16年，全國光伏扶貧工程如火如荼，規(guī)模化的分布式光伏發(fā)電并網需求急劇增長，電網的承載能力和就地消納能力面臨著從未有過的挑戰(zhàn)。工程需求倒逼科技突破。盛萬興帶領攻關團隊，在光伏板與崇山峻嶺間尋找答案。經過4年1500多個日夜的不懈努力，突破了分布式集群規(guī)劃、靈活并網裝備、調度控制系統(tǒng)等關鍵技術，建成了世界上規(guī)模很大、滲透率最高的安徽金寨分布式可再生能源發(fā)電并網示范工程，助力安徽金寨縣“光伏扶貧"、“精準脫貧"目標的實現(xiàn)，將“科技服務民生、示范造福社會"的理念落到實地。

從城鄉(xiāng)電網改造到構建新型電力系統(tǒng)，盛萬興的科研生涯始終與國家需求同頻共振。24年，他再次牽頭承擔國家自然科學基金重大項目，致力于研究新型電力系統(tǒng)的系列新理論、新方法。時代命題不斷更迭，但在他看來，“不變的是科技報國的初心"。夜幕降臨，城鄉(xiāng)萬家燈火次第亮起，其中躍動的，正是讓科技真正造福人民最生動的注腳。

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