检测平台

CBR007-B室内巡视机器人集成最新的电机一体化、信息化技术和AI人工智能技术，采用全自主或远程遥控方式，替代人对开关柜/配电房电气运行特性和运行环境自动检测，搭载红外热像仪、高清摄像机、局放传感器、定向拾音器和气体传感器等传感器，并通过集中检测平台对巡检数据进行对比和趋势分析，及时发现开关柜运行的事故隐患和故障先兆。

本成果作为站用交流电源系统绝缘故障模拟与性能检测平台，主要用于交流电源系统剩余电流监测装置的入网检测和现场在线测试。该成果由两面交流电源屏和一面故障模拟屏组成，并配置有专用监控操作软件平台，基于真型试验和故障信号发生器相结合模式，实现交流剩余电流监测装置性能和技术指标的精准检测，采用电阻串并联逻辑阵列，实现不同阻值、不同相别、不同馈线支路等各种交流接地故障模拟，对剩余电流监测装置的功能进行检测，通过信号发生器模拟回路剩余电流和不平衡电流，以实现对交流电源系统剩余电流监测装置采集精度的校准。

悬浮放电是换流变压器油纸绝缘中比较常见的一种缺陷形式,由于换流变压器内部电场除单纯交、直流电场外,还存在交直流复合这种比较特殊的电场形式,因此本文结合换流变压器实际运行环境搭建了一套交直流复合局部放电检测平台,采用串联加压法获取了交直流复合电场情况下油纸绝缘悬浮放电的宽带脉冲波形,并提取了波形的时域、频域及时频联合特征。实验结果表明,换流变压器悬浮放电出现了两种截然相反的首波主脉冲放电波形,同时每种波形都具有明显的时、频域特征,该结果可为换流变压器的悬浮放电诊断提供依据。

注入脉冲模拟局放是气体绝缘金属封闭组合电器(gas insulated switchgear，GIS)特高频(ultra high frequency，UHF)局放监测装置功能校验的主要方法，由于现场校验脉冲注入的耦合方式不同，模拟局放与实际局放等效性规律尚不明确，无法保证监测装置功能校验的有效性。文中首先建立126 kV GIS典型局放缺陷(尖端、悬浮、绝缘子气泡)和内/外置式脉冲注入UHF局放检测平台，并对UHF信号有效脉冲进行归一化提取；接着提出基于经验模态分解的加权本征模函数(intrinsic mode functions，IMF)信号处理方法，通过计算局放信号欧式距离平均值和最大值表征其等效性；最后与常规信号偏差法进行对比验证。研究表明，相较于常规信号等效性分析方法，加权IMF法可有效解决UHF信号波形局部差异较大的问题；使用内置传感器脉冲注入的模拟局放信号与悬浮局放信号等效性最高，局放信号的欧式距离平均值Me和最大值Ma分别为3.82%和10.28%。因此，UHF监测装置功能校验可采用恒定参数注入脉冲代替悬浮缺陷，且模拟局放可优先选择内置UHF传感器注入脉冲。文中研究可为UHF局放监测装置功能校验的脉冲注入方法提供参考。

特高频(ultra high frequency，UHF)局放检测是变压器油纸绝缘缺陷定位的常用方法，实际应用过程中局放定位准确性易受噪声和传感器布置方式影响。为保证变压器油纸绝缘缺陷局放定位检测有效性，文中首先建立油纸绝缘缺陷UHF局放定位检测平台，在常规K-means方法的基础上，提出基于修正聚类分界的变压器油纸绝缘缺陷局放抗干扰定位方法，有效降低了定位误差。然后针对样本聚类分界混叠问题，选择最优修正系数L为1.1时，UHF局放定位误差可减小至0.1 m内，验证了文中方法的有效性。最后分析不同传感器布置方式的定位误差变化规律，提出变压器油纸绝缘缺陷检测用UHF传感器优化布置方案，可为变压器局放在线监测传感器布置及定位提供参考。

项目针对供电可靠性提升对配电自动化建设需求和设备质量参差不齐之间的矛盾，提出了配电自动化终端装置功能和性能的检测方法，制定了配电自动化设备检测导则及10V柱上自动化成套设备的逻辑功能检测方法及评价标准，并开发了配电自动化综合测试平台。配电自动化综合测试平台主要由硬件平台及配电网终端设备检测软件系统2部分构成。检测软件具备模拟主站、模拟终端、监听、错误模拟等功能，可灵活组建不同的测试环境，实现了对配电自动化主站、配电自动化终端及故障指示器成套装置的通信规约、功能及性能的闭环自动化检测。 该成果已广泛应用于广西配电自动化工程建设中，先后完成了多批次公司下达的配电自动化设备的送样检测、货抽检工作以及设备调试工作，保障配电自动化设备的质量，提高供电可靠性。2014年至2016年，配电自动化综合检测平台承担了广西电网的配电自动化成套设备359余套的检测工作，发现设备缺陷134套。

本项目研发一种微功率无线现场网络评估测试系统，该系统有测试设备和测试主站两个部分组成。系统能够检测现实环境下微功率无线的通信主要的性能参数，并按照国家电网相关标准，针对网络链路及其节点单元执行系列化的统一技术规范、通信协议测试从而实施系统性的指标检测和环境评估。本测试系统由两个部分组成：测试设备和测试主站。测试设备：它不仅具有集中器的主要功能，还通过自定义协议实现了与测试主站交互的所有测试流程。通过主站命令的触发，测试设备根据现场情况自动执行相应的测试命令和流程，测试完成后，将测试结果进行保存并上报。测试主站：对现场测试设备进行集中管理，对测试项目进行分批次有计划执行，例如档案信息管理、GS监控、实时数据和冻结数据召测、自动召测数据以及用户操作权限管理等功能；此外，测试主站通过自定义扩展协议，支持对测试设备执行不同的模块测试命令，包括一般性测试、组网测试、日常业务测试和网络稳定性测试。 截至目前，宁夏计量检定中心已对友讯达、鼎信、麦希等多个厂家的互联互通模块进行了测试，通过软件评价，对各个厂家模块的组网能力、数据采集的稳定性等指标进行了评价，发现麦希的微功率模块组网能力弱，针对此问题进行深入研究，为现场提出了有效的解决方案，提高用电服务水平。通过此设备，还进行了远程电费充值、电价下发等测试任务，发现了充值延迟、电价下发错误等问题。一旦用户体验时出错，将会提高用户投诉率，因此，技术人员对发现的问题，进行剖析，逐个解决存在的问题，为后期用户体验远程充值打下基础，也避免为宁夏电力公司造成一定的经济损失，研究成果可以在全国检测微功率无线模块方面全面推广应用。

为提高支柱绝缘子安全运行的可靠性和确保支柱绝缘子的产品质量，国家电网公司颁布了《高压支柱瓷绝缘子现场检测导则》Q/GDW 407- -2010， 明确规定电网中所使用的支柱绝缘子应在安装前逐只进行超声波探伤检测。在施工过程中，支柱绝缘子的超声波探伤工作为多人配合性质的工作，一般需要2人配合移动、分离绝缘子群，1人配合探伤人员周向转动绝缘子，1人进行超声波探伤工作。整个过程配合人员的投入和工作量都较大，而且工作中稍有不慎，容易损伤绝缘子瓷片，对设备的后续安装造成影响，也因此会带来不必要的损失。 为解决传统探伤耗时长、投入大等问题，创新团队根据传统超声波探伤工作中所遇到的困难，结合支柱绝缘子的机构特性，开始研究支柱绝缘子超声波探伤辅助装置，为探伤工作提供良好的工作平台，省去分离绝缘子群、双人旋转绝缘子的步骤，使探伤配合工作投入成本最低、效率更高。

本项目属电能计量与电磁测量技术领域。 目前的智能变电站考虑了站内系统设备网络化和系统数据的共享，但没有充分考虑电能计量数据安全性和法制化管理的特殊要求，保护装置和电能计量系统共用合并单元，电能计量数据不具有唯一性和不可更改性，这是造成智能变电站的数字化电能计量系统难以实用化的关键问题，成为智能变电站大规模推广应用的重大障碍。 本项目改变数字化电能计量系统的设计思路，借鉴传统电能计量装置整体方案，提出一种智能变电站独立电能计量系统架构，取消数据共享的合并单元，研制了以计量专用采集单元和数据同步分顿器为主要构成的新型数字化电能计量系统。新型数字化电能计量系统使电能计量数据形成单独数据链路，解决了因数据共享造成电能计量原始数据改变的问题；研制的计量专用采集单元，结合数据计算和角差、比差的调整，满足独立电能计量系统数据采集的要求；发明数字化电能计量数据同步分顿器，解决了智能变电站电能计量系统与保护装置数据混用、数据集中转发的问题：制定的独立电能计量系统设备间的通信规约，规范了数据链路的数据传输格式，解决了数字化电能表接收大量无效数据的问题：开发的数字化电能表性能检测平台，针对数字化电能表国家标准检测项目的不完善，增加了数字化电能表多种影响因素的性能测试，全面发现现场复杂工况下数字化电能表运行问题。经南方电网公司组织的鉴定，项目成果整体达到了国际领先水平。

上世纪末至本世纪初我国开始配电自动化建设，由于技术不成熟、缺乏有效的检测手段和工具，其实用化水平较低，在故障处理等核心功能上未能取得应有成效，制约配电自动化的推广应用及供电可靠性的提升。“十三五”期间配电自动化迎来更大规模建设浪潮，伴随大规模分布式新能源的接入和主动控制需求的增长，如何对大规模配电终端、馈线故障处理及主动配电网运行控制逻辑进行全方位、系统级的测试与评估成为影响配电自动化实用化水平提升的难点和关键。 项目团队针对上述难点开展攻关，历时 7 年发明可扩展闭环同步的多类型配电终端检测技术，研制了多间隔同步输出的配电终端检测平台；提出无静差反馈控制与分段插值校正方法，研制了 1kA 大电流动态相位偏移不大于 0.05度的故障指示器检测平台，解决了配电终端与故障指示器的全自动闭环规模化检测难题。发明了配电终端现场一体化自动闭环故障诊断方法，研制了诊断系统和装置，实现了配电自动化现场测量准确性校验与故障诊断一体化，自动进行配电终端各模块的故障诊断，单个终端的故障诊断时间不超过半小时，解决了配电自动化终端设备现场运维的难题；首创配电网馈线自动化形式化描述和验证方法，研制了主站与二次协同注入馈线自动化测试系统，验证场景覆盖率从不足 50%提高到 100%，解决了馈线自动化控制算法逻辑正确性验证以及系统性现场测试的难题，实现全部接线方式与运行方式下馈线自动化的测试验证和性能评价；发明并研制了基于信息物理融合的主动配电网实际场景硬件在环仿真控制测试平台，打通数字仿真模型与实际测控终端高速通道，仿真规模从常规 50 条馈线提高到 1000 条馈线，解决了多类型新能源接入规模化配电网协同交互控制策略的测试与验证难题。 项目授权发明专利 28 项、实用新型专利 15 项、软著 12 项；发布国标 1 项、行标 4 项；发表论文 65 篇；出版专著 5 部。中国电机工程学会组织的鉴定认为：项目成功解决了配电自动化系统与设备的检测试验及主动配电网运行可靠性提升等技术难题，研究成果整体达到国际领先水平。应用项目成果完成数十万台配电终端的性能检测和万余条馈线自动化测试，馈线自动化覆盖区域供电可靠性提升 0.08%。项目成果获得国网公司设备管理部、中国电科院的高度认可，在北京等 100 余市获得推广应用，有力支撑我国配电自动化及主动配电网检测试验与验收工作，极大提升了我国配电自动化实用化水平、应用地区配网供电可靠性和分布式能源消纳能力。