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國網智研院依托公司科技項目研發(fā)了大容量多端口能量路由器的技術拓撲和多端口直流控制保護技術，為隨州廣水100%新能源新型電力系統(tǒng)科技示范工程研制了核心技術裝備，通過技術成果轉化為工程建設提供了支撐。
1月31日，湖北隨州廣水100%新能源新型電力系統(tǒng)科技示范工程能量路由器60兆瓦換流器帶示范區(qū)滿功率運行試驗順利完成。試驗過程中，換流器及其控制保護系統(tǒng)無任何故障和異常報文，為實現(xiàn)縣域級高比例可再生能源電網穩(wěn)定運行以及源網荷儲動態(tài)平衡奠定了堅實基礎。
隨州廣水100%新能源新型電力系統(tǒng)科技示范工程（簡稱“隨州廣水科技示范工程"）是國家電網有限公司新型電力系統(tǒng)專項四類示范工程之一。2022年11月19日，隨州廣水科技示范工程啟動送電，為418平方千米供區(qū)內超過20萬人提供了清潔能源，形成了一個開放的具有未來電網特征的實驗平臺和可靠的能源供應物理網絡。依托公司科技項目“縣域級高比例可再生能源電力系統(tǒng)運行關鍵技術研究"，國網智能電網研究院有限公司研發(fā)了大容量多端口能量路由器的技術拓撲和多端口直流控制保護技術，研制了隨州廣水科技示范工程核心技術裝備，通過技術成果轉化支撐了示范工程建設。
一、產品簡介（LYZGS高頻直流高壓發(fā)生器重量輕，簡便實用）
直流高壓發(fā)生器是根據中國行業(yè)標準ZBF 24003-90《便攜式直流高壓發(fā)生器通用技術條件》的要求，新研究、設計、制造的，是新時代的科技產品——便攜式直流高壓發(fā)生器，是適用于電力部門、廠礦企業(yè)動力部門、科研單位、鐵路、化工、發(fā)電廠等對氧化鋅避雷器、磁吹避雷器、電力電纜、發(fā)電機、變壓器、開關等設備進行直流高壓試驗，是新世紀理想的換代產品。
直流高壓發(fā)生器采用高頻倍壓電路，應用新的PWM高頻脈寬調制技術，閉環(huán)調整，采用了電壓大反饋，使電壓穩(wěn)定度大幅度提高。使用性能的大功率IGBT器件及其驅動技術，并根據電磁兼容性理論，采用特殊屏蔽、隔離和接地等措施。使直流高壓發(fā)生器實現(xiàn)了高品質、便攜式，并能承受額定電壓放電而不損壞。
直流高壓發(fā)生器儀器主要部件選用美國、德國、日本等國技術的元器件，使儀器更可靠、更穩(wěn)定，倍壓筒體用德國技術研制生產，高頻變壓器經有關專家特殊設計、體積小，容量大，過載能力強，便于現(xiàn)場作業(yè)試驗。展望未來，企業(yè)將繼續(xù)積極開拓市場。以質量和信譽為生命，不斷提高科技水平，研制出的產品，以滿足用戶的需要，努力開拓，再鑄新世紀的輝煌。
二、產品特點（LYZGS高頻直流高壓發(fā)生器重量輕，簡便實用）
1、體積更小、重量更輕、更美觀、更可靠、操作簡便、功能齊全，便于野外使用，是新世紀理想的可靠產品。
2、采用新技術、工藝制造，應用新的PWM高頻脈寬調制技術、脈沖串邏輯陣列調制，采用大功率IGBT器件，利用高頻技術提高頻率，頻率高達100kHz，從而使輸出高壓穩(wěn)定度更高，波紋系數(shù)更小。
3、按免維修設計，主要部件均選用美、德、日等國進口*技術的元器件，經久耐用，不怕連續(xù)對地直接短路放電。
4、精度高、測量準確。電壓、電流表均為數(shù)字顯示，電壓分辨率為0.1kV，電流分辨率為0.1uA，控制箱上電壓表直接顯示加在負載試品上的電壓值，使用時無需外加分壓器，接線簡單。儀器具有高、低壓端測量泄漏電流，高壓端采用圓形屏蔽數(shù)字表顯示，不怕放電沖擊，抗干擾性能好，適合現(xiàn)場使用。
5、電壓調節(jié)穩(wěn)定度高，全量程平滑調壓，輸出電壓調節(jié)采用進口單個多圈電位器，升壓過程平穩(wěn)，調節(jié)精度高，并設計有粗調和細調功能。電壓調節(jié)精度優(yōu)于0.1%，電壓、電流測量誤差小于1.0%，脈動因數(shù)優(yōu)于0.5%。
6、負極性輸出、零啟動、連續(xù)可調、有過電壓、過電流、回零、接地保護、*斷線保護等各種保護功能。自動保護電路功能強，保護完善可靠，使操作安全，各種技術指標均優(yōu)于行業(yè)標準及優(yōu)于同類產品。
7、增設了高精度75%VDC-1mA的功能，做氧化鋅避雷器測量帶來的方便。輕輕一按無須計算。本儀器控制箱上有75%的電壓功能鍵，在做避雷器試驗時，當電流升到1000uA時、就打開0.75的按鈕，這時電壓表、電流表所顯示的值就是75%的數(shù)據，做完后應立即將升壓的旋鈕回到零位上，同時將細調電壓旋鈕回到零位上，并應立即按綠色按鈕，切斷高壓并關閉電源開關。再做其它的試驗。
8、方便的過電壓整定設置功能，采用了數(shù)字撥盤開關，能將整定電壓值直觀顯示，使你操作更隨意，顯示數(shù)值單位為kV。
9、倍壓筒可分節(jié)結構，現(xiàn)場使用，靈活方便，一機多用，經濟實惠。
10、底部設有三只內藏式支撐腳，增加了倍壓筒的穩(wěn)定性。
三、電氣工作原理框圖（LYZGS高頻直流高壓發(fā)生器重量輕，簡便實用）
四、產品規(guī)格及主要技術性能（LYZGS高頻直流高壓發(fā)生器重量輕，簡便實用）
規(guī) 格 技術參數(shù) | 60/2 | 100/2 | 120/2 | 160/2 | 180/2 | 200/2 | 250/2 | 100/200 3/2 | 200/300 3/2 | 其 它 等 級 |
輸出電壓(kV) | 60 | 100 | 120 | 160 | 180 | 200 | 250 | 100/200 | 200/300 | 600～800kV等合同 定做。 |
輸出電流(mA) | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 3/2 | 3/2 | |
輸出功率(W) | 120 | 200 | 240 | 320 | 360 | 400 | 500 | 400 | 600 | |
充電電流(mA) | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 4.5/3.0 | 4.5/3.0 | |
機箱重量(kg) | 4.3 | 4.3 | 4.3 | 4.3 | 4.3 | 4.4 | 4.5 | 4.5 | 8.1 | |
倍壓筒高度(mm) | Φ80 ×500 | Φ80 ×620 | Φ80 ×770 | Φ80 ×770 | Φ110 ×770 | Φ110 ×770 | Φ110 ×820 | Φ110 ×800 | Φ110 ×1350 | |
倍壓重量(kg) | 6.3 | 6.8 | 6.8 | 7.2 | 7.2 | 7.2 | 7.6 | 7.5 | 12.6 | |
高壓極性 | 負電壓極性,零電壓啟動,連續(xù)可調。 | |||||||||
工作電源 | AC 220V±10%;50Hz | |||||||||
電壓測量偏差 | 1.0%（滿度）±1個字,高分辨率0.1%kV | |||||||||
電流測量偏差 | 1.0%（滿度）±1個字,高分辨率0.1%uA | |||||||||
過壓整定偏差 | ≤1.0% | |||||||||
0.75切換偏差 | ≤0.5% | |||||||||
波紋系數(shù) | ≤1.0% | |||||||||
電壓穩(wěn)定度 | 隨機波動,電源電壓變化±10%時≤0.5% | |||||||||
工作方式 | 間斷使用;額定負載30分鐘;1.1倍額定電壓使用:10分鐘 | |||||||||
環(huán)境溫度 | -15℃～50℃ | |||||||||
相對濕度 | 當溫度為25℃時，不大于90%(無凝露) | |||||||||
海拔高度 | 2500米以下 | |||||||||
五、使用說明（LYZGS高頻直流高壓發(fā)生器重量輕，簡便實用）
1、面板元器件使用說明
⑴ 高頻輸出及電壓、電流測量電纜快速聯(lián)接多芯插座:用于機箱與倍壓部分的聯(lián)接。聯(lián)接時只需將電纜插頭上的白點對準插座上的白點順時針方向轉動到位即可。拆卸時只需逆時針轉動電纜插頭即可。注意:安裝、拆卸插頭時,請握緊插頭的金屬圓環(huán)處旋轉。嚴禁手握電纜線旋轉及拉撥電纜線旋轉,以免造成插頭與電纜線之間斷線。
⑵ 數(shù)顯電壓表:LCD液晶數(shù)字顯示直流高壓輸出電壓,單位為kV,小分辨率為±0.1kV。
⑶ 數(shù)顯電流表: LCD液晶數(shù)字顯示直流高壓輸出電流,單位為uA,小分辨率為±0.1uA。
⑷ 電源保險絲座:保險絲為10A。
⑸ 電源輸入插座:單相交流220V±10%,50Hz。將隨機配置的電源線與電源輸入插座相聯(lián)(插座內自帶保險管10A或單獨保險座)。
⑹ 接地接線柱:此接地端子與倍壓筒接地端子及試品接地聯(lián)接為一點后,再與接地網相連。
⑺ 過電壓整定撥盤開關:用于設定過電壓保護值。過壓整定范圍為0.05-1.2倍額定電壓內,撥盤開關所顯示值單位為kV。
⑻ 單雙節(jié)選擇開關(為雙節(jié)倍壓筒)、電壓滿度換檔(分節(jié))開關:當開關撥向1時,倍壓筒為單節(jié),電壓表顯示的是單節(jié)倍壓筒電壓;當開關撥向2時,倍壓筒為雙節(jié),電壓表顯示的是雙節(jié)倍壓筒電壓。
雙節(jié)倍壓筒使用時，請將上節(jié)下端法蘭白點標記對準下節(jié)上端法蘭白點后，順時針方向旋轉到碰足(約30度角左右),即上下節(jié)電氣聯(lián)接到位,反之為卸下。
單節(jié)使用時,請別忘記把另配置的一端頂蓋,用上述的方法裝到下節(jié)的頂端上。
⑼ 75%VDC-1mA用黃色帶燈按鈕:紅燈亮時有效。當按下黃色按鈕后黃燈亮,輸出高壓降到原來的0.75倍,并保持此狀態(tài),此功能是專門為氧化鋅避雷器快速測量用0.75VDC-1mA,按下綠色按鈕紅燈、黃燈均滅,高壓切斷并退出0.75倍狀態(tài)。
⑽ 綠色帶燈按鈕:綠燈亮表示電源已接通及高壓斷開。在紅燈亮狀態(tài)下,按下綠色按鈕,紅燈滅綠燈亮,高壓回路切斷。
⑾ 紅色帶燈按鈕、高壓接通按鈕、高壓指示燈:在綠燈亮的狀態(tài)下,按下紅色按鈕后,紅燈亮綠燈滅,表示高壓回路接通。此時可升壓。此按鈕須在電壓調節(jié)電位器回零狀態(tài)下才有效。如按下紅色按鈕紅燈亮,綠燈仍亮,但松開按鈕紅燈滅綠燈亮,表示機內保護電路已工作,此時必須關機檢查過壓整定撥盤開關是否小于滿量程的5%及有無其它故障,檢查無誤后再開機。
⑿ 粗調電壓調節(jié)電位器:該電位器粗調多圈電位器,順時針旋轉為升壓,反之為降壓。此電位器具備控制電子零位保護功能。因此升壓前必須先回零位。電壓調節(jié)精度0.1%kV,試驗完畢后,該電位器應回到零位上。
⒀ 細調電壓調節(jié)電位器:為調整精度用,該電位器微調多圈電位器,順時針旋轉為升壓,升壓很微慢,反之為降壓。細調一般為后用于調整電壓準確數(shù)和做氧化鋅避雷器試驗,后調整電流準確數(shù)用。試驗完畢后,該電位器應回到零位上。
⒁ 電源開關:將此開關朝上邊按下,電源接通,綠燈亮;反之為關斷。避免用此開關直接關斷高壓,關機時,首先使電壓粗調和微調電位器都回到零位后,然后關閉電源開關。
2、倍壓筒使用說明
1.高壓引出接線柱 2.均壓罩
3.倍壓筒體 4.上節(jié)倍壓筒
5.上下節(jié)聯(lián)接法蘭 6.下節(jié)倍壓筒
7.接地端子 8.與控制箱聯(lián)接電纜插座
9.△-Y形伸縮式接腳
近年來，隨著電力電子裝備的大量應用以及風電、光伏發(fā)電等新能源發(fā)電占比的不斷升高，電力系統(tǒng)呈現(xiàn)“雙高"特點，高比例新能源接入地區(qū)的系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性成為構建新型電力系統(tǒng)研究的重點之一。
據國網智研院總工程師、“縣域級高比例可再生能源電力系統(tǒng)運行關鍵技術研究"項目負責人賀之淵介紹，隨州廣水科技示范工程在電源側采用自同步電壓源控制技術的94兆瓦風電和光伏發(fā)電機組供電，在電網側安裝了世界頭一臺電壓等級最高、容量最大的縣域電網能量路由器，在儲能側分散布置了總容量為15兆瓦/30兆瓦時的儲能系統(tǒng)，在負荷側形成了12兆瓦分布式微電網群和雙向新能源汽車站的可控負荷，在控制保護方面研制了世界首套可支持縣域級全可再生能源電網高效穩(wěn)定運行的源網荷儲協(xié)同控制系統(tǒng)。國網湖北省電力有限公司作為工程牽頭單位，國網智研院負責高壓大容量能量路由器的方案設計和裝備研制。
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