在全球氣候變化背景下,各類極端天氣氣候事件頻發(fā),對電力系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運行構(gòu)成了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
當(dāng)前,電力系統(tǒng)面臨的氣候風(fēng)險可分為三類。第1類是氣候變化的全球性、系統(tǒng)性和緩發(fā)性風(fēng)險,包括溫度上升、降水模式變化、大氣環(huán)流變化、冰川融化、海平面上升等,這些都可能對電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)產(chǎn)生影響。中國氣象局的數(shù)據(jù)表明,24年中國地表平均氣溫較常年值(1995~2014年)第1次高出1.0攝氏度,為有氣象記錄以來的極暖年份。第2類是各類突發(fā)性、極端性并呈局地性特征的極端天氣氣候事件,例如極端高溫、干旱、暴雨洪澇、臺風(fēng)、雨雪冰凍、沙塵、大風(fēng)等。中國氣象局國家氣候中心的預(yù)測結(jié)果表明,我國極端高溫和極端強降水事件呈增多趨勢,2030年后“十年一遇”高溫事件的發(fā)生概率將提升5.6倍,西南、華南地區(qū)極端高溫風(fēng)險將激增,氣候風(fēng)險總體呈升高趨勢。第3類是新氣候風(fēng)險,對于以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)而言,傳統(tǒng)氣象意義上并不構(gòu)成災(zāi)害的無風(fēng)小風(fēng)、無光微光等成為新型氣象災(zāi)害;而復(fù)合型氣象災(zāi)害,如極端高溫干旱、極熱無風(fēng)、極寒少光、極端低溫雨雪冰凍等多種氣象災(zāi)害疊加,將對新型電力系統(tǒng)的源荷雙側(cè)乃至源網(wǎng)荷儲全系統(tǒng)同時造成災(zāi)害。這三類氣候風(fēng)險復(fù)合交織,對電力系統(tǒng)的影響更趨復(fù)雜化。
產(chǎn)品概述(LYPCD-3500 電力每日要聞“高壓開關(guān)柜局放巡檢儀”技術(shù)先進,價格合理)
開關(guān)柜的故障類型一般可分為拒動/誤動故障、絕緣故障、開斷與關(guān)合故障、載流故障、外力及其他故障。中國電力科學(xué)院對1989~1997年和2004年40.5KV以下開關(guān)設(shè)備的故障進行了統(tǒng)計,其中絕緣與載流性故障占30%~53%。而廣東電網(wǎng)公司對1992~2002年開關(guān)設(shè)備故障類型的統(tǒng)計結(jié)果顯示,絕緣與載流性故障的比例甚至高達66% .以上兩種故障均與放電現(xiàn)象有關(guān)。近年來,英國電力企業(yè)對國內(nèi)使用中壓真空開關(guān)進行故障統(tǒng)計:其中誤操作和機械性兩類故障占30%~38% ;放電互感器和電纜箱類故障占26%~44% 。這些故障都會伴隨著局部放電現(xiàn)象的產(chǎn)生。采用傳統(tǒng)方法檢測需浪費大量的財力,造成巨大的損失。
采用暫態(tài)對地電壓(TEV)測量和超聲波(US)測量兩種新興技術(shù)對開關(guān)柜進行故障檢測。 設(shè)備采用便攜式,操作簡單,TEV傳感器貼在箱壁,US傳感器沿著開關(guān)柜上的縫隙掃描檢測,對高壓開關(guān)及開關(guān)柜無任何損害,所有的檢測對高壓開關(guān)及開關(guān)柜設(shè)備的運行不產(chǎn)生任何影響。該產(chǎn)品可以對測量進行信號多周期觀察,對放電進行頻率識別,并通過多種模式進行分析,能夠清楚地判斷出開關(guān)柜是否出現(xiàn)故障。
引用標(biāo)準(zhǔn)(LYPCD-3500 電力每日要聞“高壓開關(guān)柜局放巡檢儀”技術(shù)先進,價格合理)
局部放電測量GB/T 7354
電力設(shè)備局部放電現(xiàn)場測量導(dǎo)則 DL/T 417
高電壓試驗技術(shù) 第1部分:一般試驗要求 GB/T 16927.1
高電壓試驗技術(shù) 第2部分:測量系統(tǒng) GB/T 16927.2
高電壓試驗技術(shù) 第3部分: 現(xiàn)場試驗的定義及要求 GB/T 16927.3
產(chǎn)品簡介(LYPCD-3500 電力每日要聞“高壓開關(guān)柜局放巡檢儀”技術(shù)先進,價格合理)
本產(chǎn)品主要由以下幾部分組成:
LYPCD-3500巡檢儀一臺。
主機充電器一套
LYTEV-II傳感器1個。
LYCS-Ⅳ非接觸式超聲傳感器1個
BNC-SMA 50Ω同軸電纜2條。
LYTX-03無線同步發(fā)射器及電源線一套。
后臺報告生成軟件光盤1個
圖 3?1系統(tǒng)組成
暫態(tài)地電壓(TEV)測量原理
當(dāng)配電設(shè)備發(fā)生局部放電現(xiàn)象時,帶電離子會快速地由帶電體向接地的非帶電體快速遷移,如配電設(shè)備的柜體,并在非帶電體上產(chǎn)生電流行波,且以光速向各個方向快速傳播。受集膚效應(yīng)的影響,電流行波往往僅集中在柜體的內(nèi)表面,而不會直接穿透金屬柜體。但是當(dāng)電流行波遇到不連續(xù)的金屬斷開或絕緣連接處時,電流行波會有金屬柜體內(nèi)表面轉(zhuǎn)移到外表面,并以電磁波形式向自由空間傳播,且在金屬外表面產(chǎn)生暫態(tài)地電壓。而該電壓可用專用的TEV傳感器布置在開關(guān)柜外面進行測量。TEV傳感器類似傳統(tǒng)的RF耦合電容器,其殼體可做絕緣和保護雙重功能,傳感器內(nèi)部可感應(yīng)出高頻脈沖電流信號。其測量原理如圖:
圖 4-1 TEV檢測原理
超聲波(US)測量原理
局部放電發(fā)生前,放點點周圍的電場力絕緣介質(zhì)的機械應(yīng)力和粒子力處于相對平衡狀態(tài)。局部放電發(fā)生時電荷的快速釋放或遷移使電場發(fā)生改變,打破了平衡狀態(tài),引起周圍粒子發(fā)生震蕩性機械運動,從而產(chǎn)生聲音或振動信號。超聲波法通過在設(shè)備腔體外壁上安裝超聲波傳感器來測量局部放電信號。該方法特點是傳感器與地理設(shè)備的電氣回路無任何聯(lián)系,不受電器方面的干擾,但在現(xiàn)場使用時容易受周圍環(huán)境噪聲或設(shè)備機械振動的影響。由于超聲信號在電力設(shè)備常用絕緣材料中的衰減較大,超聲波檢測法的檢測范圍有限,但具有定位準(zhǔn)確度高的優(yōu)點。局部放電產(chǎn)生的聲波的頻譜很寬,可以從幾十Hz 到幾MHz,其中頻率低于20kHz 的信號能夠被人耳聽到,而高于這一頻率的超聲波信號必須用超聲波傳感器才能接收到。通過測量超聲波信號的聲壓大小,推測放電的強弱。
圖 5-1 US測量原理
技術(shù)參數(shù)(LYPCD-3500 電力每日要聞“高壓開關(guān)柜局放巡檢儀”技術(shù)先進,價格合理)
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主機參數(shù)
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可檢測通道數(shù)
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2個通道,1個TEV通道,1個US通道
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采樣精度
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12bit
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同步方式
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內(nèi)同步,外同步,光同步
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TEV參數(shù)
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檢測帶寬
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3M-80MHz
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測量范圍
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0~60dB
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測量誤差
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±1dB
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分辨率
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1dB
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每周期*大脈沖數(shù)
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720個
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*小脈沖頻率
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10Hz
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輸出接口
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標(biāo)準(zhǔn)SMA
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US參數(shù)
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中心頻率
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40kHz
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分辨率
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0.1uV
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精度
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±0.1uV
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測量范圍
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0.5uV~1mV
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輸出接口
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標(biāo)準(zhǔn)SMA
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硬件
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顯示屏
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4.3” TFT真彩色液晶顯示屏
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分辨率
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480×272
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操作
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薄膜按鍵
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存儲
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SD卡標(biāo)配16G卡,*大支持32G
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接口
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3.5mm立體聲耳機插孔
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DC-005低壓直流充電器輸入口
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充電LED指示燈
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RS232調(diào)試口
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USBD同步口
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USB2.0
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網(wǎng)口
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SD卡插槽
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電源
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內(nèi)部電源
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電池供電(16.8V鋰電池)
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正常工作時間
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約7小時,充滿時間約3小時
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尺寸
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長×寬×高
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235mm×133mm×48mm
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重量
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0.85kg
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環(huán)境
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使用環(huán)境溫度
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-20℃至50℃
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存儲環(huán)境溫度
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-40℃~70℃
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濕度
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10%-90%(非冷凝)
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海拔高度
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≤3000m
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近年來,氣候變化與極端氣溫已經(jīng)成為推高用電負荷和用電量的重要因素。夏季和冬季用電高峰期,制冷、采暖負荷“尖峰化”趨勢日益凸顯,隨著夏季極高溫屢破極值,我國全年很大用電負荷也不斷刷新紀(jì)錄。其中,我國夏季空調(diào)負荷峰值占總負荷比重已經(jīng)超過三成,受極端氣溫影響的溫敏負荷已成為影響電力供需平衡的重要因素。受極端高溫影響,22年夏季川渝地區(qū)制冷負荷占比超過50%。研究表明,迎峰度夏期間極高氣溫每升高1攝氏度,極高負荷增加5000萬千瓦。
從電網(wǎng)側(cè)來看,未來送端在我國西北、西南、東北及華北北部等大型清潔能源基地,推動水電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電等清潔能源多能互補協(xié)調(diào)發(fā)展與跨區(qū)域協(xié)同開發(fā);在東中部地區(qū)負荷中心和受端,未來約70%的負荷依靠區(qū)域內(nèi)清潔電力滿足,30%的負荷依托特高壓由西部、北部送入。到2050年建成以特高壓為骨干網(wǎng)架的東部、西部兩個同步電網(wǎng),將形成“西電東送、北電南供、多能互補、跨國互聯(lián)”的總體格局。
氣候變化對電網(wǎng)側(cè)的影響,一是各類輸配電和新能源發(fā)電基礎(chǔ)設(shè)施易受極端天氣引發(fā)的物理影響,如野火、冰雪、大風(fēng)、沙塵會破壞輸電線、桿塔、變電站等,高溫會導(dǎo)致輸電效率下降。以寒潮為例,08年我國南方發(fā)生雨雪冰凍災(zāi)害,導(dǎo)致多地輸電網(wǎng)架和塔桿倒塌。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,我國20世紀(jì)50年代至今已發(fā)生1000多起6千伏及以上電壓等級的電力系統(tǒng)覆冰災(zāi)害。二是電力系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡也易受氣候條件以及極端天氣的沖擊,導(dǎo)致電力系統(tǒng)出現(xiàn)電壓波動、頻率不穩(wěn)定、局部失負荷乃至大面積停電事故。如21年河南特大暴雨導(dǎo)致近30%供電設(shè)施受損,370多萬戶停電。
靈活性資源是應(yīng)對氣候變化與極端天氣的重要手段。儲能系統(tǒng)不僅可以在極端天氣下提供可靠的電力保障,還可以提高可再生能源利用率、平抑負荷波動、增強電力系統(tǒng)的靈活性和韌性等,是構(gòu)建方便、可靠、可持續(xù)電力系統(tǒng)的重要支撐。預(yù)計到2030、2050年,抽水蓄能與電化學(xué)儲能等新型儲能容量將分別達到2.8億、7.3億千瓦。需求側(cè)靈活性資源方面,車網(wǎng)互動(V2G)、電制氫、虛擬電廠等將通過提供需求響應(yīng)、調(diào)峰、調(diào)頻等靈活調(diào)節(jié)能力,在極端天氣或有序用電場景中發(fā)揮重要作用。未來需積極發(fā)揮需求側(cè)可調(diào)節(jié)負荷的響應(yīng)作用,統(tǒng)籌優(yōu)化虛擬電廠等靈活性資源。預(yù)計到2030、2050年,虛擬電廠容量將分別達到2.9億、17億千瓦,為系統(tǒng)提供重要的調(diào)節(jié)能力。
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