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技术文章 | Technical articles
超高压、特高压变压器是大电网的核心设备，其稳定运行对于保障电力系统安全至关重要。国网华北分部研制出变压器故障主动防御装置。该装置可基于放电信号，在变压器绝缘击穿前主动跳闸，防止变压器因高能量放电爆燃，目前已实现工程化应用。
局部放电是引起电网设备故障的主要原因之一，严重时可能导致电网设备停运，甚至发生爆燃。“变压器防爆燃一直是我们设备管理工作中的重点，传统的在线监测和继电保护手段很难及时准确发现高能量放电。"国家电网有限公司华北分部副主任李庆海表示。
在国网设备部指导下，2022年，国网华北分部联合国网冀北、山西电力和南瑞继保等单位，组建了一支上百人的“产学研用"一体化项目攻关团队，此后历时3年完成变压器故障主动防御技术攻关，为变压器防爆燃提供了新手段。
一、产品简介（LYWHX-8000B电力每日要闻“高压无线相位测试仪"工作原理及结构）
LYWHX-8000B无线高压核相仪（以下简称“仪器"）用于两条高压线路并网或环网核相。也可以用于远程（远距离）核相，确定相序颜色与相序名称是否一致。仪器适合0.22～220kV交流输电线路带电作业和二次侧带电作业，具有高压验电功能。
仪器采用无线传输技术，操作方便可靠，使用方便，克服了有线核相仪的诸多缺点，同时仪器配置GPS模块，两台及以上仪器经匹配、升级后可以用于远程核相。
二、工作原理（LYWHX-8000B电力每日要闻“高压无线相位测试仪"工作原理及结构）
仪器由2个发射器和1个接收主机组成。发射器可以判断线路是否带电，测量线路相位和频率。近程核相时，X和Y发射器将测量的数据通过无线电发送给接收主机，接收主机依据发射器数据计算两线路相位差值，判断同异相。
远程核相时，两个Y发射器分别将测量数据发送给两台接收主机，主机由GPS授时后同步测量，计算两台主机相位差值即为两线路相位差值，判断两线路同异相。
三、使用事项（LYWHX-8000B电力每日要闻“高压无线相位测试仪"工作原理及结构）
1、现场测试时，应按电力部门高压测试使用距离标准进行操作。
2、标准配置绝缘杆3米，对应电压等级为 ≤ 220kV。如测量线路电压高于220kV时，请使用长度大于3米的绝缘杆。
3、核相操作时，手持位置不要超过绝缘杆手柄位置。
四、技术参数（LYWHX-8000B电力每日要闻“高压无线相位测试仪"工作原理及结构）
1、相位差准确度：误差≤5°。
2、频率准确度：±0.1HZ。
3、可跨电压测量范围为0.22KV～220kV。
4、发射器和接收主机的*大传输视距约100米。
5、远程核相时两个GPS主机的距离为0.3公里～800公里。
6、真人语音提示测量结果和操作步骤。
7、3.2英寸彩屏同时显示2条线路相位差、频率、矢量图和同异相结果，显示GPS卫星颗数，GPS授时状态和时间等信息。
8、连续1小时无操作自动关机。
9、发射器和接收主机均内置可充电锂电池，配置5V充电器。
10、主机内置18650锂电池，电池容量为2500mAH。发射器内置14430锂电池，电池容量为450mAH。
11、高压测量时泄漏电流<10uA。
12、发射器工作功耗<0.1W，接收主机工作功耗<0.3W。
13、工作环境：-35℃--- +45℃ 湿度≤95%RH。
14、整机重量：约3.6KG。
15、仪器包装尺寸：长56cm*宽26cm*高13cm。
五、简介（LYWHX-8000B电力每日要闻“高压无线相位测试仪"工作原理及结构）
1、仪器外观简介
组件说明：
2、仪器操作简介
| 指示灯： 异相红灯亮：两线路异相。 同相绿灯亮：两线路同相。 充电红灯亮：正在充电。 充电绿灯亮：电已充满。 按键： 1)长按开机或关机。 2)短按近程测量模式、相序测量模式和远程测量模式切换。 补充： 1)右上角有电量指示； 2)*下端有充电接口插孔。 |
| 指示灯： 测量时:红灯和绿灯交替闪烁。 充电时:红灯亮正在充电，绿灯亮已充满。 蜂鸣器： 接触到高压带电线路则蜂鸣器响2秒，表示线路带电。 安装螺孔： 与伸缩绝缘杆相连。 充电孔： 充电时：连接充电器。 自检时：连接测试线接地端。 检测时：连接接地线。 |
2、仪器自检方法
按下图将发射器连接自检测试线，发射器启动，蜂鸣2秒，红绿两指示灯交替闪烁。接收主机开机，在近程核相模式下显示对应发射器信息，则发射器与主机工作均正常。
提示：
自检时两发射器与接收主机的距离大于0.5米为宜。当距离小于0.2米时，可能只连接了1个发射器而主机显示2个发射器信息。此现象为正常现象，不影响仪器使用。当2个发射器都接电时，仪器显示不受短距离影响。
自检测试线内部串有2M电阻，测试时人接触鳄鱼夹不会触电。
自检测试相位差为180度左右时，将任一自检线插头反转，则相位差变为0度左右，反之亦然。
变压器爆燃的诱因多种多样，与设计、材料、工艺、运维等方面因素导致的电、热、力效应综合影响有关。这些因素可能引发变压器内部短路、过载、过热等问题，最终导致绝缘击穿。“绝缘击穿后产生的大短路电流易引发变压器爆燃。因此，我们要在绝缘击穿前主动防御。"
以往，变压器放电研究更多聚焦小放电信号方面，重点研究放电信号特征、放电类型等，且放电信号只用来监测状态和预警，并未延伸至变压器保护层面。然而在工程实际中，小放电信号与背景干扰信号难以区分，导致准确识别、提取放电信号较难，易发生误报和漏报。
“我们摆脱以往变压器放电研究聚焦小放电信号的思维定式，在放电信号大、放电能量高时使变压器精准跳闸，实现变压器故障的主动防御和设备本体的有效保护。"团队骨干成员唐云鹏说，“同时，我们创新融合在线监测和继电保护技术，对放电的严重性、连续性、增长性、声电联动性等开展综合分析判断。"这不仅实现了对局部放电的精准预警，还可通过跳闸隔离故障，解决防误动、防拒动等技术难题。
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