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技術文章 | Technical articles
由哈爾濱理工大學電氣學院劉驥教授團隊參與研制的我國首套無環流新型干式空心電抗器，已通過三個月的長期帶電考核，安全穩定運行。
該項目是在國網黑龍江省電力有限公司的支持下，由哈爾濱理工大學、黑龍江電力科學研究院和億能電氣等單位多方合作下，歷經一年的聯合攻關，經過原創性設計和制造工藝優化，并順利通過了包括短路試驗在內的國家檢測機構第三方型式試驗嚴格考核，最終選址在黑龍江省-30℃以下的寒冷地區順利掛網運行。國網黑龍江電科院評價中心物資抽檢負責人申昱博、哈爾濱理工大學張明澤副教授與黑河市電業局運維部門赴現場指導安裝。目前已在黑龍江省極寒地區通過了三個月的長期帶電考核，安全穩定運行。
一、功能特點（LYDJ8800B觸摸屏版電能表測試儀操作十分方便）
1、儀器采用嵌入式控制板，實時多任務操作系統，準WINDOWS風格界面。
2、儀器是集電能表校驗、電參量測試和檢測電網中發生波形畸變、電壓波動和三相不平衡等電能質量問題為一體的高精度測試儀器。
3、不停電、不改變計量回路、不打開計量設備情況下，在線實負荷檢測計量設備的綜合誤差。
4、測量電壓，電流，有功功率，無功功率，相角，功率因數，頻率等多種電參量，從而計算出測試設備回路的測量誤差。
5、可顯示被測電壓和電流的矢量圖，用戶可以通過分析矢量圖得出計量設備接線的正確與否。同時，在三相三線接線方式時，可自動判斷48種接線方式；追補電量自動計算功能，方便使用人員對接線有問題的用戶計算追補電量。
6、電流回路可使用鉗形互感器進行測量，操作人員無須斷開電流回路，就可以方便、進行測量。
7、可校驗電壓表、電流表、功率表、相位表等指示儀表以及三相三線、三相四線、單相的1A、5A的各種有功和無功電能表。
8、可采用光電、手動、脈沖等方式進行電能表校驗。
9、可對電壓和電流進行2－64次諧波進行精密測試。
10、測量分析公用電網供到用戶端的交流電能質量，其測量分析：頻率偏差、電壓偏差、電壓波動、三相電壓允許不平衡度和電網諧波。
11、可顯示單相電壓、電流波形并可同時顯示三相電壓、電流波形。
12、負荷波動監視：測量分析各種用電設備在不同運行狀態下對公用電網電能質量造成的波動。記錄和存儲電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、頻率、相位等電力參數。
13、可選配條碼掃描器，對電表的條碼進行自動錄入。
14、電能表的485通訊接口進行檢測，并能完成現場校驗多功能（智能）電能表的工作需求，可根據電表中已設置的需量周期和滑差的時間對需量進行誤差校驗。
15、具備萬年歷、時鐘功能，實時顯示日期及時間。
16、可在現場校驗的同時保存測試數據和結果60000條（可以選擇單條刪除或全部刪除），并通過U盤上傳至計算機，通過后臺管理軟件（選配件）實現數據微機化管理。
17、采用大屏幕進口觸屏彩色液晶作為顯示器，中文圖形化操作界面并配有漢字提示信息、多參量顯示的液晶顯示界面，人機對話界面友好。
18、電容式觸摸屏，觸控靈敏度高，操作簡便。
19、選配虛擬負載，可在現場無負荷對電能表進行校驗。
20、體積小、重量輕，便于攜帶，既可用于現場測量使用，也可用做實驗室的標準計量設備。
二、技術指標（LYDJ8800B觸摸屏版電能表測試儀操作十分方便）
1、輸入特性
電壓測量范圍：0~400V，57.7V、100V、220V、400V四檔自動切換量程。
電流測量范圍： 0~5A，內置互感器分為5A(CT)檔。鉗形互感器為5A（小鉗）、25A（小鉗）、100A（中鉗）、500A（中鉗）、400A（大鉗）、2000A（大鉗）六個檔位。（其中中型鉗表和大型鉗表為選配）
相角測量范圍：0~359.999°。
頻率測量范圍：45~55Hz。
2、準確度
計量校驗部分：
電壓：±0.05%（±0.1%）
電流：±0.05%（±0.1%）（鉗形互感器±0.2%）
有功功率：±0.05%（±0.1%）（鉗形互感器±0.2%）
無功功率：±0.2%（±0.3%）（鉗形互感器±0.5%）
有功電能：±0.05%（±0.1%）（鉗形互感器±0.2%）
無功電能：±0.2%（±0.3%）（鉗形互感器±0.5%）
頻率：±0.05%（±0.1%）
相位：±0.2°
3、電能質量
諧波次數測量范圍：2－64次
基波電壓和電流幅值：基波電壓允許偏差≤0.5％F.S.；基波電流允許偏差≤1％F.S.
基波電壓和電流之間相位差的測量偏差：≤0.5°
諧波電壓含有率測量偏差：≤0.1％
諧波電流含有率測量偏差：≤0.2％
三相電壓不平衡度偏差：≤0.2％
4、工作溫度
工作溫度：－10℃~ +40℃
5、絕緣
⑴、電壓、電流輸入端對機殼的絕緣電阻≥100M?。
⑵、工作電源輸入端對外殼之間承受工頻1.5KV（有效值），歷時1分鐘實驗。
6、標準電能脈沖常數
標準電能脈沖常數：內置互感器常數（FL）=10000 r/kW·h ，
鉗型互感器常數（FL）：
5A | 25A | 100A | 500A | 400A | 2000A |
10000r/KW·h | 2000 r/KW·h | 500 r/KW·h | 100 r/KW·h | 125 r/KW·h | 25 r/KW·h |
7、重量
重量：2Kg
8、體積
體積：28cm×21cm×6cm
三、結構外觀（LYDJ8800B觸摸屏版電能表測試儀操作十分方便）
1、儀器外觀（正視圖如圖一）
儀器頂端是伸縮提手，正面是觸控液晶顯示屏；
2、測試接線端子接口
接線端子區位于儀器的左側面，如圖二，包括：電壓輸入端子UA、UB、UC、UN；電流輸入端子Ia+、Ia-、Ib+、Ib-、Ic+、Ic-（其中Ia+、Ib+、Ic+為電流流入端，Ia-、Ib-、Ic-為電流流出端） ；鉗形電流互感器接口（A相鉗、B相鉗、C相鉗）；光電及脈沖信號接口。
3、儀器輔助端子接口
輔助端子區位于儀器的右側面，包括：儀器工作開關、RS232/RS485接口（用于將數據上傳電腦，還用于測試電能表的RS485接口的通訊功能是否正常）、USB接口（用于連接U盤，可在線升級程序）、充電接口（儀器虧電時須及時充電，避免電池深度放電影響電池壽命，長期不用在兩周內充一次電，每次充電在6小時以上）。
4、儀器鋁合金外包裝箱
干式空心電抗器是電力系統輸變電裝備的重要一次設備，對電網安全穩定運行至關重要。然而自上世紀九十年代我國從加拿大傳奇公司第1次引進該技術以來，其長期運行存在的環流過熱、匝間短路、包封開裂受潮進水等缺陷和故障成為困擾業內的技術瓶頸，對于寒地大溫差條件下運行時上述問題尤為突出，一直以來業內都沒有找到有效的根本性解決措施。哈爾濱理工大學劉驥教授、朱東柏教授和張明澤副教授三位教師帶領研究生開展聯合攻關，經過理論研究、多物理場有限元校核和包封絕緣材料優化改性等深入研究，攻克了多項技術難題。團隊果斷棄用了傳統設計上的圓線分數匝設計方案，提出了整匝等長對稱優化設計方法和全新電磁結構，自主開發了電磁優化設計軟件和工藝工裝，從根本上解決了分數匝環流、包封開裂等困擾了業內三十余年的技術痛點，具有自主知識產權。與傳統相同容量、相同電壓等級的電抗器相比，新型電抗器的體積減小了40%，溫升降低了30%，制造成本下降了15%，對于更高電壓等級的串聯、并聯電抗器的有益效果將更為明顯，該類型的新型電抗器適用于推廣至我國高寒地區使用，提高包括黑龍江省在內的寒地新型電力系統的運行可靠性。
哈爾濱理工大學是國內較早開展電抗器技術研究的高校，上世紀九十年代初在路長柏、朱東柏教授的全力攻關下，消化吸收了，并在國內大范圍推廣應用，曾經自主開發了亞洲容量的35kV/20MVar空心并聯電抗器。目前，哈爾濱理工大學的空心電抗器技術已廣泛應用在以±800kV電壓等級為代表的我國重要的交直流特高壓工程中，我校開發的電抗器匝絕緣試驗診斷裝置也在業內獲得了大量推廣應用。
目前，團隊正在為新型電抗器技術在更高電壓等級的電網中應用加緊攻關，即將開展難度更高的35kV/20MVar大容量并聯電抗器的研制及工程應用，為發展新質生產力，實現我國電力能源裝備制造領域高質量發展、高水平科技自立自強和我國新型電力系統建設關鍵裝備從中國制造轉變為中國創造而貢獻理工智慧。
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