隨著大量分布式能源和電力電子器件接入電力系統(tǒng)，新型電力系統(tǒng)在電源結構、負荷特性、電網(wǎng)形態(tài)等方面呈現(xiàn)多樣性，電網(wǎng)的關鍵特性將發(fā)生深刻變化，迫切需要實現(xiàn)對各種參量的實時測量反饋與動態(tài)調整，提升電力系統(tǒng)的可觀、可測、可控能力，構建數(shù)字孿生電網(wǎng)，保障電網(wǎng)在復雜網(wǎng)絡互聯(lián)條件下穩(wěn)定運行。
電力智能傳感技術主要涉及傳感器、傳感網(wǎng)、智能分析等方面。
在電源側，風電、光伏發(fā)電等大量新能源發(fā)電設備接入，需要感知溫度、光學及位置等信息，監(jiān)測發(fā)電設備運行狀態(tài)、健康情況等，預防事故發(fā)生，提高發(fā)電效率并延長設備壽命。在電網(wǎng)側，在輸電、變電、配電等場景下，需要利用微氣象、溫濕度、桿塔傾斜、覆冰、舞動、弧垂、風偏、局部放電、振動及壓力等感知裝置，采集電網(wǎng)運行與設備狀態(tài)、環(huán)境與其他輔助信息，支撐電網(wǎng)生產(chǎn)運行過程中的信息全面感知及智能應用。在負荷側，需要利用電能質量、負荷監(jiān)測等傳感量測裝置采集智能用電、新能源汽車負荷等信息，支撐需求側柔性負荷資源利用，提升能源利用率及用戶側用能精細化管理水平。
2021年，國家重點研發(fā)計劃設立了“智能傳感器"專項。國家電網(wǎng)公司第1批“揭榜掛帥"攻關任務建立“微型低功耗電力傳感器技術及應用"研究框架，電力智能傳感技術進入全面發(fā)展的階段。
一、產(chǎn)品概述（SHHZYD交流高壓發(fā)生器設計精巧，結構簡單）
YDQC系列輕型交直流高壓試驗變壓器是在同類產(chǎn)品YDJ（G）型高壓試驗變壓器的基礎上，按試驗變壓器國家標準ZBK41006—89要求，經(jīng)改進后生產(chǎn)的一種新型產(chǎn)品，本系列產(chǎn)品具有體積小、重量輕、結構緊湊、功能齊全、使用方便等特點。實用于電力、工礦、科研等部門，對各種高壓電氣設備、電氣元件、絕緣材料進行工頻耐壓試驗和直流泄漏試驗，是高壓試驗中*的儀器。
二、產(chǎn)品結構（SHHZYD交流高壓發(fā)生器設計精巧，結構簡單）
YDQC系列輕型高壓試驗變壓器鐵芯為單框式。線圈采用同芯圓筒多層塔式結構，初級低壓繞組繞在鐵芯上，次級高壓繞組繞在低壓繞組外側，這種同軸布置減少了繞組間的藕合損耗。高壓硅堆用特殊工藝封裝在套管內，產(chǎn)品的外殼制成與器芯配合較佳的八角形結構，整體外型美觀大方。其內外部結構見圖1。
產(chǎn)品型號含義
1-均壓球；2-硅堆短路桿；3-高壓套管；4-油閥；5-殼體；6、7-調整電壓輸入a、x端子；8、9-儀表測量E、F端子；10-高壓尾X端子；11-變壓器外殼接地端；12-高壓輸出A端子；13-高壓整流硅堆；14-內部均壓環(huán)；15-變壓器鐵芯；16-初級低壓繞組；17-測量儀表繞組；18-二次級高壓繞組；19-變壓器油。
三、工作原理（SHHZYD交流高壓發(fā)生器設計精巧，結構簡單）
YDQC系列輕型高壓試驗變壓器為單相變壓器，聯(lián)結組標號II。單臺高壓試驗變壓器的工作過程，用交流220V（10KVA以上為380V）電壓接入電源控制箱（臺），經(jīng)電源控制箱（臺）內自藕調壓器（50KVA以上調壓器外附）調節(jié)0~200V（10KVA以上0~400V）電壓至試驗變壓器的初級繞組，根據(jù)電磁感應原理，在試驗變壓器高壓繞組可獲得試驗所需的高電壓。其工作原理圖見圖2所示。
1、單臺YDQC高壓試驗變壓器工作原理示意圖
在試驗變壓器中：a、x為低壓輸入端；A、X 為高壓輸出端；E、F為儀表測量端。
2、單臺交直流兩用型高壓試驗變壓器工作原理見圖3。圖中所示：高壓套管內裝有高壓硅堆，串接在高壓回路中作高壓整流，以獲得直流高電壓。當用一短路桿將高壓硅堆短接時，可獲得交流高電壓，其狀態(tài)為交流輸出；反之在抽出短路桿時，其狀態(tài)為直流輸出。
3、三臺高壓試驗變壓器串激獲得更高電壓原理見圖4，串激高壓試驗變壓器有很大的*性，因為整個試驗裝置由多個單臺串激式試驗變壓器組成，單臺試驗變壓器有著體積小、重量輕、便于運輸?shù)奶攸c，它既可以串接成高出幾倍的單臺試驗變壓器輸出電壓組合使用，又可以分開單獨使用。整套試驗裝置投資小、經(jīng)濟實惠。圖3所示：在三臺串激式試驗變壓器串激使用中，單臺試驗變壓器B1、B2、B3的輸出電壓都是U，一、二級的試驗變壓器內部都有一個激磁繞組，分別為A1、C1 和A2、C2。當控制電壓加在一級試驗變壓器B1的初級繞組a1、x1上，激磁繞組A1、C1給予試驗變壓器B2初級繞組供電，第二級試驗變壓器B2的激磁繞組A2、C2給試驗變壓器B3的初級繞組供電。由于一級試驗變壓器B1的高壓尾及殼體接地，第二、三級的試驗變壓器B2和B3對地有絕緣支架的隔離，這樣試驗變壓器B1、B2、B3對地輸出電壓分別為1U、2U、3U。
B1、B2、B3- 串激式高壓變壓器；1U、2U、3U-各級對地電壓；
PV- 高壓示值表（KV）； ZJ1、ZJ2-絕緣支架。
四、使用方法及注意事項（SHHZYD交流高壓發(fā)生器設計精巧，結構簡單）
1、YDQC高壓試驗變壓器做工頻耐壓試驗使用接線方法見圖5。做工頻耐壓試驗前，先根據(jù)試驗變壓器的額定容量選擇好限流電阻，(水電阻)的阻值，再根據(jù)被試品需加的高壓電壓值調整好放電球隙的球間距，為了提高對被試品施加電壓的測量精度，應在高壓側接入FRC阻容分壓器來測量電壓。
R1、R2- 限流電阻； Qx- 放電球隙； Zx- 被試品；
FRC- 阻容分壓器； V- 分壓器高壓表。
按照圖4、結合圖2所進行的工頻耐壓試驗接好工作線路，試驗變壓器的高壓繞阻的X端（高壓尾）、儀表測量繞組的F端、試驗變壓器的外殼以及電源控制箱（臺）的外殼必須可靠接地。
用三臺試驗變壓器串激做工頻耐壓試驗時、第二、三級試驗變壓器的初級繞組X端，儀表測量繞組的F端，以及高壓繞組的X端（高壓尾）均接本級試驗變壓器的外殼，第二、三級試驗變壓器的主體必須放置在絕緣支架上。除一級以外、第二、三級試驗變壓器的主體不要接地線。其接線方式見圖3所示。
接電源前，電源控制箱（臺）的調壓器必須調到零位。接通電源后，綠色指示燈亮，按一下啟動按鈕，紅色指示燈亮，表示試驗變壓器已接通控制電源，開始升壓。
從零位開始按順時針方向勻速旋轉調壓器手輪升壓。（升壓方式有：快速升壓法，即20S逐級升壓法，慢速升壓法，即60S逐級升壓法，極慢速升壓法供選用）電壓從零開始按選定的升壓速度升到您所需額定試驗電壓的75%后，再以每秒2%額定試驗電壓的速度升到您所需試驗電壓，并密切注意測量儀表的指示以及被試品的情況，被試品施加電壓的時間到后。應在數(shù)秒內勻速將調壓器返回，高壓降至1/3試驗電壓以下，按一下停止按鈕，高壓、低壓輸出停止，然后切斷電源線，試驗完畢。
工頻耐壓試驗操作過程注意事項
1、試驗人員應做好責任分工,設定好試驗現(xiàn)場的安全距離,仔細檢查好被試品及試驗變壓器的接地情況,并設有專人監(jiān)護安全及觀察被試品狀態(tài)工作。
2、被試品主要部位應清除干凈，保持干燥，以免損壞被試品和帶來試驗數(shù)值的誤差。
3、對大型設備的試驗，一般都應先進行試驗變壓器的空升試驗，即不接試品時升壓至試驗電壓，以便校對好儀表的指示精度，調整好放電球隙的球間距。
4、做耐壓試驗時升壓速度不能過快，并防止突然加壓，例如調壓器不在零位的突然合閘，也不能突然斷電，一般應在調壓器降至零位時分閘。
5、在升壓或耐壓試驗過程中，如發(fā)現(xiàn)下列不正常情況，1 電壓、電流表指針擺動很大，2 被試品發(fā)出不正常響聲，3 發(fā)現(xiàn)絕緣有燒焦或冒煙現(xiàn)象，應立即降壓，切斷電源，停止試驗并查明原因。
6、使用本產(chǎn)品做高壓試驗時，除熟悉本說明書外，還必須嚴格執(zhí)行國家有關標準和操作規(guī)程。
2、YDQ交直流兩用高壓試驗變壓器做直流耐壓和泄漏試驗使用接線方法見圖5。由于是交直流兩用高壓試驗變壓器，應把高壓硅堆短路桿從套管中抽出，使試驗變壓器為直流輸出狀態(tài)。做直流泄漏試驗前，先根據(jù)泄漏試驗中輸出端斷路電流不超過高壓硅堆的大整流為宜，選擇好限流電阻（水電阻）的阻值，再根據(jù)被試品對直流高壓波形的要求選擇好高壓濾波電容的電容值。為了提高對被試品施加電壓的測量精度，應在高壓側接入FRC阻容分壓器來測量電壓。
R- 限流電阻； C- 高壓濾波電容； Zx- 被試品； G- 硅堆短路桿；
FRC- 阻容分壓器；V- 分壓器高壓表；uA- 微安表；D- 高壓整流硅堆。
按照圖5、結合圖3所進行的直流泄漏試驗接好工作線路。試驗變壓器的高壓繞組的X端（高壓尾）、儀表測量繞組的F 端、試驗變壓器的外殼以及電源控制箱（臺）的外殼必須可靠接地。
YDQC試驗變做交流試驗接線原理圖
YDQC試驗變做交流泄漏試驗接線原理圖
接電源前、電源控制箱（臺）的調壓器必須調到零位。接通電源后，綠色指示燈亮，按一下啟動按鈕，紅色指示燈亮，表示試驗變壓器已接通控制電源，開始升壓。
從零位開始按順時針方向勻速旋轉調壓器手輪升壓。（升壓方式有：快速升壓法即20S逐級升壓法；慢速升壓法，即60S逐級升壓法；級慢速升壓法供選用）電壓從零開始按選定的升壓速度升到您所需額定試驗電壓或額定直流電流下的參考電壓。試驗中應嚴密注意直流高壓表、泄漏電流表指示以及被試品的情況。試驗完畢后，應訊速均勻將高壓降至零位，按一下停止按鈕，高壓、低壓輸出停止，然后切斷電源。此時應用直流高壓放電棒給被試品及試驗裝置本身充分放電。
直流泄漏試驗操作過程注意事項
（1）試驗人員應做好責任分工，設定好試驗現(xiàn)場的安全距離，仔細檢查好被試品及試驗變壓器的接地情況，并設有專人監(jiān)護安全及觀察被試品狀態(tài)工作。
（2）被試品做試驗前，應拆除所有對外連線，并充分放電，主要部位應清除干凈，保持干燥，以免損壞被試品及帶來試驗數(shù)值的誤差。
（3）對于大容量試品（電容器、超長電纜等）試驗時應緩慢升壓，防止被試品的充電電流過大而燒壞微安表，必要時應分級加壓分別讀取各電壓下微安表的穩(wěn)定讀數(shù)。
（4）試驗過程中，應嚴密監(jiān)視被試品、微安表及試驗裝置等，一旦發(fā)生閃爍、擊穿等現(xiàn)象應立即降壓，切斷電源，并查明原因。
五、配套選購產(chǎn)品（SHHZYD交流高壓發(fā)生器設計精巧，結構簡單）
下列產(chǎn)品僅供選擇，購買時需另行計價。
1.KZX系列電源控制箱 容量:1KVA-5KVA、輸入電壓：220V
2.KZT系列電源控制臺 容量:10KVA~300KVA輸入電壓：220V或380V
3.數(shù)字微安表：SWB-II
4.高壓濾波電容： 0.01MF、40 ~ 100KV
5.高壓直流放電棒： FBR— 70、140、210KV
6.放電球隙： Q—50、100、150、200、250、500
7.標準試油杯： 400ml
8.折疊式手推車： 150、300型
9.絕緣支架： 50、100、200、300、400KV
10.阻容分壓器： FRC —50、100、150、200KV
11.高壓硅堆： 2DL—150、300、450KV
12.水 電 阻： 50、100
電力智能傳感技術涉及多學科交叉融合，目前呈現(xiàn)先進傳感材料與器件、低功耗傳感網(wǎng)、傳感器微源取能、邊緣群智分析、融合設計等多領域體系化協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展趨勢。
先進傳感材料與器件涉及設備狀態(tài)表征與“聲、光、電、磁、熱、力"等感知機理、敏感材料、傳感器件制備等方向，是傳感技術的核心。隨著感知機理與傳感材料技術不斷創(chuàng)新突破，各類新型的電氣量、狀態(tài)量、環(huán)境量、行為量傳感器將應用于新型電力系統(tǒng)。國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院有限公司目前在變壓器油溶氣體分離裝置、隧穿磁阻（TMR）磁敏電流傳感器、基于非接觸式傳感技術的架空輸電線路動態(tài)增容系統(tǒng)等方面取得一定成果。變壓器油溶氣體分離裝置主要利用油氣分離膜實現(xiàn)變壓器油中溶解氣體的分離，達到變壓器狀態(tài)檢測的目的。該公司自主研發(fā)的油氣分離膜采用中空纖維結構，增加了油氣分離膜的壽命，提升了油氣分離效率，可在1小時甚至更短時間內實現(xiàn)油氣分離，避免氣化油進入檢測腔。油氣分離膜可穩(wěn)定運行3年以上，提高了檢測的準確性和可靠性。TMR磁敏傳感元件降低了磁場噪聲，提升了探測靈敏度。未來，基于TMR磁敏傳感元件形成的低功耗、易部署的微型電流傳感器可應用于電網(wǎng)中微弱電流、高精度交直流、電能表計等場景?；诜墙佑|式傳感技術的架空輸電線路動態(tài)增容系統(tǒng)依靠激光雷達和紅外測溫技術，獲取導線對地距離和導線溫度等關鍵參數(shù)，實現(xiàn)導線載流量評估和校驗，為輸電線路容量調整提供了基礎數(shù)據(jù)，提升了輸電通道的最大安全輸送能力。
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