测试装置

高压断路器是电力设备中重要的开关设备，起到控制和保护作用，是决定电力系统能否安全供电的重要因素之一，然而，断路器长时间运行之后，相关传动部位、弹性元件及电气部分性能易劣化，导致断路器可靠性下降而产生各类缺陷，影响电网的安全稳定运行。各变电站中10kV中置式断路器作为配网的核心设备，其重要性不言而喻。该型断路器运行转检修过程中:断路器手车梅花触头与静触头脱离;断路器恢复运行:则静触头插入梅花触头实现回路导通，其中静触头与梅花触指接触电阻大小主要由触头弹簧夹紧力而定，若两者接触电阻过大（弹簧夹紧力下降)，易引发接触部分发热而造成电力安全事故。然而，国内尚无有效方法开展10kV中置式断路器梅花触指压力弹簧夹紧力测定，已有记录或文献记载10kV断路器因梅花触头触指因压力弹簧压力下降而引发的电力事故，因此，结合上述，有必要研发一种研制梅花触指压力测试装置,来开展多种规格型号梅花触指夹紧力工作，结合10kV断路器试验对相关部位弹簧压力进行测试。

变电

根据国际大电网会议（CIGRE）统计结果，高压断路器的电寿命是影响断路器使用年限的主要因素之一，而弧触头与喷口是决定电寿命长短的关键部件。 随着我国西电东送“八交十一直”投运以及跨区域联网的工程不断建设运行，电力系统容量不断增长，短路容量不断增加，对断路器开断短路电流的能力提出了更高要求。其中，交流滤波器断路器需根据系统负荷波动进行频繁投切，投入容性负载的关合涌流对灭弧室弧触头、喷口有明显的烧蚀累积效应，对断路器的电气性能造成影响。线路断路器在多次开断短路电流，弧触头、喷口承受多次电弧烧蚀的累积效应后，是否满足继续运行的要求，也需要对其电气性能状态进行正确评估。 但是由于喷口材料的特殊性（聚四氟乙烯），无法通过离线或者在线的电气试验手段检测喷口的状态，业内常规做法均是在断路器大修时解体灭弧室并对喷口进行检查或者更换，但是存在以下问题： 在灭弧室大修解体前，无法提前得到喷口的损耗数据，无法预知喷口在大修前的隐患。即使对灭弧室状态存在怀疑并进行解体检查，设备停电、更换处理等措施也需消耗大量资源。 因此，在不解体的情况下准确评估断路器灭弧室喷口的烧蚀状态是亟需解决的问题。 传统组分测试只能乍为断路器发生击穿放电的辅助手段，传统气体组分不能正确反映开合额定电流时断路器烧蚀情况，而且目前国内外尚无相关文献提出在非解体的条件下检测断路器喷口烧蚀状态的方法，也缺乏对气体组分CF4所包含的特征信息进行解码，本成果采用双氦离于气相色谱法，持续检测$F6气体中H2、Air、CO、CO2、CH4、CF4、C2F6、C3F8、 H2S、SO2、SOF2、SO2F2、COS、CS2等杂质组分含量，提出以CF4特征气体的演化规律有效评估断路器喷口烧蚀程度的方法。 本成果主要针对自能压气式SF6柱式断路器开合电流累积效应开展研究，结合开合电流过程中气体组分变化以及喷口解体检查结果，提出喷口烧蚀状态评估方法，并研制相应的测量仪器。

近几年风电行业连续发生了多起风电机组飞车倒塔事故，造成严重的经济损失，事后分析表明多数飞车事故中，风机超速保护系统失效是造成事故的重要原因。为防止风力发电机组风轮超速旋转（飞车）时造成叶片断裂、倒塔等造成的重大设备事故，目前并网机组均配置了超速保护系统（OverspcedGuard，OG）。该系统是防止风电机组发生飞车的核心保护措施，也是风机安全链系统的重要组成部分。当前大唐、华能等发电集团均将防止风机超速事故列入重点反措，明确要求每年应对超速保护至少进行一次以上的校验。 传统的超速保护系统测试对测试条件要求黄刻，测试时要求风速在3~6米之间，工作人员通过让风机自由旋转达到超速保护定值，风机超速保护系统动作，控制风机紧急刹车，测试过程完成。由于检测过程是在风机转动时进行的，因此超速保护系统动紧急刹车对风机传动系统机械冲击较大，当风速过大时甚至会对风机造成损害。由于风机定检时可能不满足 测试风速无法进行检测，且缺乏有效的无损检测技术手段，当前很多风电公司未按要求正常开展此项测试，给风机运行造成重大安全隐患。基于上述原因，风电行业急需开发一种风电机组超速保护测试装置，实现风机全天候无损超速保护测试，确保风机重要保护安全可靠运行

特高压直流输电是当前唯一可实现将万兆瓦级电能高效率输送至两千公里以外的先进输电技术，作为高压直流输电的核心设备，换流阀运行可靠性直接影响整个直流工程的安全稳定运行。 换流阀是由晶闸管、阻尼电阻、均压电阻、电抗器、晶闸管级触发监测单元等数百个元部件构成的复杂电力设备，任一元件故障都会对换流阀可靠运行带来严重影响。如何在换流阀生产、工程调试和停电检修阶段对全部元件参数、功能、相互配合进行系统测试是换流阀设计技术的重要组成部分，相关技术长期被三家国外公司垄断。 2010年，全球能源互联网研究院成功研制了国内首个具有完全自主知识产权的A5000型直流输电换流阀，并通过国家能源局技术成果鉴定。为确保换流阀工程应用可靠性，继续开展换流阀测试设备的开发。针对晶闸管级阻尼回路参数测量方法、触发监测单元触发保护功能测试方法和阀基电子设备闭环测试方法等关键技术进行系统深入研究。于2015年研制成功国内首个完全自主知识产权的换流阀晶闸管级功能测试设备，并陆续在哈郑西门子换流阀改造和灵邵直流工程中得到成功应用，成为A5000换流阀设计方案验证、出厂测试、现场调试和检修期间潜在运行风险排查的有效手段。

鲁西柔性直流换流阀投运至今，在运维过程中存在以下问题: (1) 功率模块进出水嘴无专用工具紧固、均压电极由于空间狭小无法开展力矩检查: (2) 功率模块故障率高，只能采取简单更换、返厂修复的处理方法: (3) 柔直阀塔冷却主管道采用预埋方式设计，上方用钢板进行铺设，检修功率模块需关闭管道进、出水阀门，钢板重达75kg，移开存在人员受伤及钢板坠入管道引起设备损坏等风险:(4)柔直功率模块测试装置重达60kg，不易搬运，其测试线长18m (重10kg)，测试光纤长22m，收纳不方便:(5)功率模块故障后会将故障代码上传到阀控上位机，生成一个4位十六进制代码。目前读取故障代码需要将4位十六进制数转为二进制数( 代码组合有65536种故障类型)，再通过查询二进制故障代码表格，才能查到对应故障类型。 本项目的实施，解决了柔直换流阀检修遇到的新问题和五大痛点，大幅提高了柔直换流阀检修效率，提升了检修质量，降低了检修作业、仪器搬运中潜在的安全隐患，培养锻炼了一批在柔直输电换流阀检修专业的技术人才，为鲁西换流站柔直全年利用小时数超5000h做出了应有贡献，同时该项目可供乌东德直流工程及其他 柔性直流输电工程参考借鉴。

2015年，国家能源局发布了《配电网建设改造行动计划(2015- -2020年) 》( 国能电力[2015]290 号)，计划明确提出了到2020年配电自动化覆盖率不低于90%的目标。. 电压时间型馈线自动化建设模式具有简单、可靠、不依赖通信、建设成本低等优点，在国内架空线路配电自动化改造和建设中得到广泛应用。但在前期实践过程中，出现过如下问题:馈线自动化开关设备质量参差不齐:电压时间型馈线自动化功能不一致甚至不全、产品结构不合理等。缺乏统一、可操作性强的馈线自动化成套设备检测方法及评价、调试施工标准，各局无法有效实施。缺少相关的测试、调试和维护工具:随着大规模集成电路及嵌入式技术的飞速发展，馈线终端的功能越来越复杂，实际运行中因参数配置或功能压板投退不正确，导致电压时间型馈线自动化设备不能正确隔离故障的情况占比达30%。 为确保馈线自动化的建设和改造工作取得实效，项目组提出了完整的电压时间型馈线自动化逻辑标准以及相应的检测、调试方法，并开发了电压时间型馈线自动化测试装置，可完整地对柱上开关自动化设备电压时间型馈线自动化功能实现“- -键式”闭环检测，为此类设备的送样检测、专项/到货抽检、安装调试等常规工作提供技术手段。 目前，项目成果以经在2018年及2019年的配电自动化设备送样检测、设备到货抽检、安装调试工作中广泛应用。