10多年前，在我國新能源剛剛起步進行推廣建設時，低電壓穿越與高電壓穿越能力不足成為困擾我國新能源穩(wěn)定性的共性問題。作為國內(nèi)新能源先鋒試驗田，冀北電力承擔了風電機組高/低電壓穿越研究與改造工作。
國網(wǎng)冀北電科院副院長劉輝指出，2012~2013年，冀北電科院做了50多個機型的高/低電壓穿越實驗與改造，在省級電科院里是最多的，并實現(xiàn)了風電機組1.3倍的高電壓穿越能力，為我國風電機組研究作出了積極貢獻。
在新能源大規(guī)模裝機后，綠電并網(wǎng)卻遇到了難題——傳統(tǒng)電網(wǎng)的消納能力無法全部適應具有波動性的新能源，導致了“棄風棄光”一度有所抬頭。對此，劉輝表示，為提升整個電力系統(tǒng)對新能源的消納能力，冀北電力在此做了許多有益嘗試與探索。
第1章 裝置特點與參數(shù)（SHHZFA-V變頻互感器綜合特性測試儀操作十分方便）
是在傳統(tǒng)基于調(diào)壓器、升壓器、升流器的互感器伏安特性變比極性綜合測試儀基礎上，廣泛聽取用戶意見、經(jīng)過大量的市場調(diào)研、深入進行理論研究之后研發(fā)的新一代革新型CT、PT測試儀器。裝置采用高性能DSP和FPGA、*的制造工藝，保證了產(chǎn)品性能穩(wěn)定可靠、功能完備、自動化程度高、測試效率高、在國內(nèi)處于水平，是電力行業(yè)用于互感器的專業(yè)測試儀器。
1.1 主要技術特點
功能全面，既滿足各類CT（如：保護類、計量類、TP類）的勵磁特性（即伏安特性）、變比、極性、二次繞組電阻、二次負荷、比差以及角差等測試要求，又可用于各類PT電磁單元的勵磁特性、變比、極性、二次繞組電阻、比差等測試。
現(xiàn)場檢定電流互感器無需標準電流互感器、升流器、負載箱、調(diào)壓控制箱以及大電流導線，使用極為簡單的測試接線和操作實現(xiàn)電流互感器的檢定，的降低了工作強度和提高了工作效率，方便現(xiàn)場開展互感器現(xiàn)場檢定工作。
可測量變比差與角差，比差大允許誤差±0.05%，角差大允許誤差±2min，能夠進行0.2S級電流互感器的測量，變比測量范圍為1~40000。
基于*的變頻法測試CT/PT伏安特性曲線和10%誤差曲線,輸出大僅180V的交流電壓和12Arms(36A峰值)的交流電流，卻能應對拐點高達60KV的CT測試。
自動給出拐點電壓/電流、10%(5%)誤差曲線、準確限值系數(shù)（ALF）、儀表保安系數(shù)（FS）、二次時間常數(shù)(Ts)、剩磁系數(shù)(Kr)、飽和及不飽和電感等CT、PT參數(shù)。
測試滿足GB1208（IEC60044-1）、GB16847(IEC60044-6) 、GB1207等各類互感器標準，并依照互感器類型和級別自動選擇何種標準進行測試。
測試簡單方便，一鍵完成CT直阻、勵磁、變比和極性測試，而且除了負荷測試外，CT其他各項測試都是采用同一種接線方式。
全中文動態(tài)圖形界面，無需參考說明書即可完成接線、設置參數(shù)：動態(tài)顯示參數(shù)設置，根據(jù)當前所選的試驗項目自動顯示其相關參數(shù)；動態(tài)顯示幫助接線圖，根據(jù)當前所選試驗項目，顯示對應的接線圖。
5.7寸圖形透反式LCD，陽光下清晰可視。
采用旋轉(zhuǎn)光電鼠標操作，操作簡單，快捷方便，極易掌握。
面板自帶打印機，可自動打印生成的試驗報告。
測試結果可用U盤導出，程序可用U盤升級，方便快捷。
裝置可存儲1000組測試數(shù)據(jù)，掉電不丟失。
配有后臺分析軟件，方便測試報告的保存、轉(zhuǎn)換、分析，可以用于試驗數(shù)據(jù)的對比、判斷與評估。
易于攜帶，裝置重量<9Kg。
1.2 裝置面板說明（SHHZFA-V變頻互感器綜合特性測試儀操作十分方便）
裝置面板結構如右圖接線端子從左向右：
·紅黑S1、S2端子：試驗電源輸出
·紅黑S1、S2端子：輸出電壓回測
·紅黑P1、P2端子：感應電壓測量端子
·液晶顯示屏：中文顯示界面
·微型打印機：打印測試數(shù)據(jù)、曲線
·旋轉(zhuǎn)鼠標：輸入數(shù)值和操作命令
1.3 主要技術參數(shù)（SHHZFA-V變頻互感器綜合特性測試儀操作十分方便）
SHHZFA-V | ||
測試用途 | CT， PT | |
輸出 | 0~180Vrms，12Arms，36A（峰值） | |
電壓測量精度 | ±0.1% | |
CT變比 測量 | 范圍 | 1~40000 |
精度 | ±0.05% | |
PT變比 測量 | 范圍 | 1~40000 |
精度 | ±0.05% | |
相位測量 | 精度 | ±2min |
分辨率 | 0.5min | |
二次繞組電阻測量 | 范圍 | 0~300Ω |
精度 | 0.2%±2mΩ | |
交流負載測量 | 范圍 | 0~1000VA |
精度 | 0.2%±0.02VA | |
輸入電源電壓 | AC220V±10%，50Hz | |
工作環(huán)境 | 溫度：-10οC~50οC， 濕度：≤90% | |
尺寸、重量 | 尺寸365 mm×290 mm×153mm 重量<10kg | |
第2章（SHHZFA-V變頻互感器綜合特性測試儀操作十分方便）
用戶接口和操作方法
2.1 電流互感器試驗
在參數(shù)界面，用 旋轉(zhuǎn)鼠標切換光標到類型欄，選擇互感器類型為CT。
2.1.1 試驗接線
試驗接線步驟如下：
一步：根據(jù)表2.1描述的CT試驗項目說明，依照圖2.1或圖2.2進行接線（對于各種結構的CT，可參考附錄D描述的實際接線方式）。
表2.1 CT試驗項目說明
電阻 | 勵磁 | 變比 | 負荷 | 說明 | 接線圖 |
√ | 測量CT的二次繞組電阻 | 圖2.1，但一次側(cè)可以不接 | |||
√ | √ | 測量CT的二次繞組電阻、勵磁特性 | 圖2.1，但一次側(cè)可以不接 | ||
√ | √ | 測量CT的二次繞組電阻，檢查CT變比和極性 | 圖2.1， | ||
√ | √ | √ | 測量CT的二次繞組電阻、勵磁特性，檢查CT變比和極性 | 圖2.1 | |
√ | 測量CT的二次負荷 | 圖2.2， |
二步：同一CT其他繞組開路，CT的一次側(cè)一端要接地，設備也要接地。
三步：接通電源，準備參數(shù)設置。
2.1.2 參數(shù)設置
試驗參數(shù)設置界面如圖2.3。
參數(shù)設置步驟如下：
用 旋轉(zhuǎn)鼠標 切換光標，選擇要進行的試驗項目，當光標停留在某個試驗項目時，屏幕顯示與該試驗項目相關的參數(shù)設置；當光標離開試驗項目時，屏幕顯示所選試驗項目所對應的接線圖。
可設置的參數(shù)如下：
（1）編號：輸入本次試驗的編號，便于打印、保存的管理與查找。
（2）額定二次電流
：電流互感器二次側(cè)的額定電流，一般為1A和5A。
（3）級別：被測繞組的級別，對于CT，有P、TPY、計量、PR、PX、TPS、TPX、TPZ等8個選項。
（4）當前溫度：測試時繞組溫度，一般可輸入測試時的氣溫。
（5）額定頻率：可選值為：50Hz或60Hz。
（6）大測試電流：一般可設為額定二次電流值，對于TPY級CT，一般可設為2倍的額定二次電流值。對于P級CT，假設其為5P40，額定二次電流為1A，那么大測試電流應設5%*40*1A=2A；假設其為10P15，額定二次電流為5A，那么大測試電流應設10%*15*5A=7.5A。
如果用戶希望看到以下結果，需要準確設置基本參數(shù)（建議用戶設置）。
（1）匝比誤差、比值差和相位差
（2）準確計算的極限電動勢及其對應的復合誤差
（3）實測的準確限值系數(shù)、儀表保安系數(shù)和對稱短路電流倍數(shù)
（4）實測的暫態(tài)面積系數(shù)、峰瞬誤差、二次時間常數(shù)對于不同級別的CT，參數(shù)的設置也不同，見表2.2。
表2.2 CT參數(shù)描述
參數(shù) | 描述 | P | TPY | 計量 | PR | PX | TPS | TPX | TPZ |
額定一次電流 | 用于計算準確的實際電流比 | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ |
額定負荷， 功率因數(shù) | 銘牌上的額定負荷，功率因數(shù)為0.8或1 | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ |
√ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | ||
額定準確限值系數(shù) | 銘牌上的規(guī)定，默認：10。用于計算極限電動勢及其對應的復合誤差 | √ | |||||||
額定對稱短路電流系數(shù) | 銘牌上的規(guī)定，默認：10。用于計算極限電動勢及其對應的峰瞬誤差 | √ | √ | √ | √ | ||||
一次時間常數(shù) | 默認：100ms | √ | √ | √ | |||||
二次時間常數(shù) | 默認：3000ms | √ | √ | ||||||
工作循環(huán) | C-t1-O或C-t1-O-tfr-C-t2-O，默認：C-t1-O循環(huán) | √ | √ | ||||||
t1 | 一次電流通過時間，默認：100ms | √ | √ | ||||||
tal1 | 一次通流保持準確限值的時間，默認：40ms | ||||||||
tfr | 一次打開和重合閘的延時，默認：500ms。選擇C-t1-O-tfr-C-t2-O循環(huán)才顯示 | √ | √ | ||||||
t2 | 第二次電流通過時間，默認：100ms。選擇C-t1-O-tfr-C-t2-O循環(huán)才顯示 | √ | √ | √ | |||||
tal2 | 二次通流保持準確限值的時間，默認：40ms 選擇C-t1-O-tfr-C-t2-O循環(huán)才顯示 | √ | √ | ||||||
額定儀表保安系數(shù) | 銘牌上的規(guī)定，默認值：10。 用于計算極限電動勢及其對應的復合誤差 | √ | |||||||
額定計算系數(shù) | √ | ||||||||
額定拐點電勢Ek | √ | ||||||||
Ek對應的Ie | √ | ||||||||
面積系數(shù) | √ | ||||||||
額定Ual | 額定等效二次極限電壓 | √ | |||||||
Ual對應的Ial | √ |
第五步： 選擇右邊的開始按鈕進行試驗。
2.1.3 試驗結果
試驗結果頁，界面分別如圖2.4。
對于不同級別的CT和所選的試驗項目，試驗結果也不同，見表2.3。
表2.3 CT試驗結果描述
試驗結果 | 描述 | P | TPY | 計量 | PR | PX | TPS | TPX | TPZ | |
負荷 | 實測負荷 | 單位：VA，CT二次側(cè)實測負荷 | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ |
功率因數(shù) | 實測負荷的功率因數(shù) | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | |
阻抗 | 單位：Ω，CT二次側(cè)實測阻抗 | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | |
電阻 | 電阻（25℃） | 單位：Ω，當前溫度下CT二次繞組電阻 | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ |
電阻（75℃） |
| √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | |
勵磁 | 拐點電壓和拐點電流 | 單位：分別為V和A，根據(jù)標準定義，拐點電壓增加10%時，拐點電流增加50%。 | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ |
不飽和電感 | 單位：H，勵磁曲線線性段的平均電感 | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | |
剩磁系數(shù) | 剩磁通與飽和磁通的比值 | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | |
二次時間常數(shù) | 單位：s,CT二次接額定負荷時的時間常數(shù) | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | |
極限電動勢 | 單位：V，根據(jù)CT銘牌和75℃電阻計算的極限電動勢 | √ | √ | √ | √ | √ | √ | |||
復合誤差 | 極限電動勢 | √ | √ | √ | √ | |||||
峰瞬誤差 | 極限電動勢 | √ | √ | √ | ||||||
準確限值系數(shù) | 實測的準確限值系數(shù) | √ | √ | |||||||
儀表保安系數(shù) | 實測的儀表保安系數(shù) | √ | ||||||||
對稱短路電流倍數(shù)Kssc | 實測的對稱短路電流倍數(shù) | √ | √ | √ | √ | |||||
暫態(tài)面積系數(shù) | 實際的暫態(tài)面積系數(shù) | √ | √ | √ | ||||||
計算系數(shù)Kx | 實測的計算系數(shù) | √ | ||||||||
額定拐點電勢Ek | √ | |||||||||
Ek對應的Ie | 額定拐點電勢對應的實測勵磁電流 | √ | ||||||||
額定Ual | 額定等效二次極限電壓 | √ | ||||||||
Ual對應的Ial | 額定等效二次極限電壓對應的實測勵磁電流 | √ | ||||||||
誤差曲線 | 5%（10%）誤差曲線 | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | ||
變比 | 變比 | 額定負荷下的實際電流比 | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ |
匝數(shù)比 | 被測試的二次繞組與一次繞組的實際匝比 | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | |
比值差 | 額定負荷下的電流誤差 | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | |
相位差 | 額定負荷下的相位差 | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | |
極性 | CT一次和二次的極性關系，有同極性/－（減極性）和反極性/+（加極性）兩種 | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | |
匝比誤差 | 實測匝數(shù)比與額定匝比的相對誤差 | √ | √ | |||||||
標準誤差 | 額定負荷、下限負荷下，國標檢驗電流點的電流誤差、相位誤差表 | √ | ||||||||
2.2 電壓互感器試驗
在參數(shù)界面，用 旋轉(zhuǎn)鼠標切換光標到類型欄，選擇互感器類型為PT。
2.2.1 試驗接線
試驗接線步驟如下：
一步：根據(jù)表2.4描述的PT試驗項目說明，依照圖2.7或圖2.8進行接線。
表2.4 PT試驗項目說明
電阻 | 勵磁 | 變比 | 說明 | 接線圖 |
√ | 測量PT的二次繞組電阻 | 圖2.7，一次側(cè)必須斷開 | ||
√ | √ | 測量PT的二次繞組電阻、勵磁特性 | 圖2.7，一次側(cè)必須斷開，且一次側(cè)高壓尾必須接地 | |
√ | 檢查PT變比和極性 | 圖2.8 |
第2步：同一PT其他繞組開路。
第三步：接通電源，準備參數(shù)設置。
2.2.2 參數(shù)設置
PT的試驗參數(shù)設置界面如圖2.5。
參數(shù)設置步驟如下：
用 旋轉(zhuǎn)鼠標 切換光標，選擇要進行的試驗項目，當光標停留在某個試驗項目時，屏幕顯示與該試驗項目相關的參數(shù)設置；當光標離開試驗項目時，屏幕顯示所選試驗項目所對應的接線圖。
可設置的參數(shù)如下：
（1）編號：輸入試驗試驗編號。
（2）額定二次電壓
：電壓互感器二次側(cè)的額定電壓。
（3）級別：被測繞組的級別，有P、計量等2個選項。
（4）當前溫度：測試時繞組溫度，一般可輸入當時的氣溫。
（5）額定頻率：可選值為：50Hz或60Hz。
（6）大測試電壓：試驗時設備輸出的大工頻等效電壓。
（7）大測試電流：試驗時設備輸出的大交流電流。
第四步： 選擇右邊的開始按鈕進行試驗。
2.2.3 試驗結果
試驗結果頁，如圖2.6。
對于不同級別的PT和所選的試驗項目，試驗結果也不同，見表2.5。
表2.5 PT試驗結果描述
試驗結果 | 描述 | P | 計量 | |
電阻 | 電阻（25℃） | 單位：Ω，當前溫度下的電阻 | √ | √ |
電阻（75℃） | 單位：Ω，參考溫度下的電阻值，溫度可修改 | √ | √ | |
勵磁 | 拐點電壓和拐點電流 | 單位：分別為V和A，根據(jù)標準定義，拐點電壓增加10%時，拐點電流增加50%。 | √ | √ |
變比 | 變比 | 額定負荷或?qū)嶋H負荷下的實際電流比 | √ | √ |
匝數(shù)比 | 被測試的二次繞組與一次繞組的實際匝比 | √ | √ | |
比值差 | 額定負荷或?qū)嶋H負荷下的電流誤差 | √ | √ | |
相位差 | 額定負荷或?qū)嶋H負荷下的相位差 | √ | √ | |
極性 | PT一次和二次的極性關系，有同極性/－（減極性）和反極性/+（加極性）兩種 | √ | √ | |
“新能源電力并網(wǎng)，首先需要把電送出來，送到大電網(wǎng)上，在更大范圍內(nèi)進行消納。”劉輝表示，近年冀北建成了張北到雄安的特高壓工程，未來這項工程還要融入華北特高壓大電網(wǎng)，并向東、西兩側(cè)延伸。
與此同時，需要提高整個電源側(cè)靈活調(diào)節(jié)的能力，進行火電機組靈活性改造。此外，還有在新能源場站增加調(diào)相機等。這些問題與經(jīng)驗對全國范圍內(nèi)的新能源建設都有著一定的示范意義。
“冀北的新能源裝機已經(jīng)達到了70%，基本上*全國20年，相關問題我們冀北更早遇到了。解決這些問題，是冀北新能源發(fā)展的迫切需要，在全國更有示范帶領作用。”
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，單位：Ω，折算到
或額定拐點電勢
下的峰瞬誤差