可變速技術(shù)能使抽水蓄能機(jī)組不局限于額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，從而使調(diào)控更靈活、快速、高效、可靠，該技術(shù)已成為全球抽水蓄能領(lǐng)域的新方向和研發(fā)熱點(diǎn)。目前，世界上大多數(shù)可變速抽水蓄能機(jī)組位于日本和歐洲。日本20世紀(jì)90年代就開(kāi)始應(yīng)用可變速抽水蓄能技術(shù)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)頻率控制，日本可變速抽水蓄能電機(jī)的產(chǎn)品*大單機(jī)容量已達(dá)到40萬(wàn)千瓦。近年來(lái)，隨著大量風(fēng)力發(fā)電的接入，歐洲開(kāi)始大量引入可變速抽水蓄能進(jìn)行電網(wǎng)功率平衡控制。

我國(guó)在可變速抽水蓄能產(chǎn)品方面還相對(duì)落后，目前國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)品處于空白狀態(tài)。我國(guó)第1座可變速抽水蓄能電站是豐寧電站二期工程，該電站的變速抽水蓄能機(jī)組由外國(guó)公司承建，目前還在建造之中。

我國(guó)新型電力系統(tǒng)中急需一定量的可變速抽水蓄能機(jī)組，一是推進(jìn)可再生能源發(fā)電的需要，二是保障電網(wǎng)可靠，提高供電質(zhì)量。2021年，我國(guó)首座可變速抽水蓄能機(jī)組實(shí)證平臺(tái)在武漢大學(xué)校外抽水蓄能實(shí)驗(yàn)基地成功通過(guò)專家評(píng)審，將為我國(guó)第1批可變速抽水蓄能電站的設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行提供基礎(chǔ)性支撐。

§1.1 產(chǎn)品簡(jiǎn)介（LY803三相微機(jī)繼保分析儀工作原理及結(jié)構(gòu)）

是上海來(lái)?yè)P(yáng)電氣科技有限公司參照中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《DL/T624-1997繼電保護(hù)微機(jī)型試驗(yàn)裝置技術(shù)條件》，在廣泛聽(tīng)取用戶意見(jiàn)的基礎(chǔ)上，認(rèn)真總結(jié)多年積累的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，采用目前*新的電子技術(shù)研制的新一代繼電保護(hù)測(cè)試裝置，可以獨(dú)立完成繼電保護(hù)、勵(lì)磁、計(jì)量等專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的裝置和元器件測(cè)試調(diào)試，廣泛適用于電力、鐵路、石化、冶金和礦山等行業(yè)的科研、生產(chǎn)和電氣試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)。

本產(chǎn)品的主要特點(diǎn)：

1、業(yè)內(nèi)開(kāi)創(chuàng)真彩觸摸屏+鍵控，讓操作更得心應(yīng)手

本機(jī)采用8寸真彩觸摸屏，配合自主設(shè)計(jì)的鍵盤，讓操作更快捷，更得心應(yīng)手，同時(shí)，程序開(kāi)始試驗(yàn)時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉觸摸屏，防止任何誤操作。

2、業(yè)內(nèi)開(kāi)創(chuàng)內(nèi)置單路嵌入式模擬斷路器

模擬斷路器主要用于繼電保護(hù)裝置的整組試驗(yàn)以及在備用電源自投裝置試驗(yàn)等項(xiàng)目中替代真實(shí)的高壓斷路器。本機(jī)內(nèi)置的模擬裝置為微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試系統(tǒng)的配套產(chǎn)品，特別在新建電廠、變電站的高壓斷路器沒(méi)調(diào)好或未投直流電源的情況下，使用內(nèi)置模擬斷路器進(jìn)行繼電保護(hù)試驗(yàn)將不受外界因素影響，從而縮短調(diào)試時(shí)間，提高試驗(yàn)工作效率。

3、嵌入式主機(jī)，配備超大規(guī)模可編程邏輯器件（CPLD）

主機(jī)采用高速高性能嵌入式微機(jī)系統(tǒng)配備CPLD，響應(yīng)速度快，傳輸頻帶寬，對(duì)基波可產(chǎn)生每周波500點(diǎn)的高密度擬合正弦波，輸出波形光滑，無(wú)諧波分量。由于 輸出點(diǎn)數(shù)多，且通過(guò)精準(zhǔn)的濾波電路，波形的失真度極小，在諧波輸出時(shí)，即使對(duì) 9次諧波、450Hz也可以達(dá)到每周波55點(diǎn)的高密度。

4、單機(jī)8路D/A同時(shí)輸出

采用16位高精度DAC芯片，確保擬合波形精度高，線性度好?？赏瑫r(shí)輸出8路模擬信號(hào)，滿足變壓器保護(hù)、備用電源自投等全方位測(cè)試。

5、高精度線性功放，同時(shí)輸出5相電壓及3相電流

精心設(shè)計(jì)的電壓、電流放大器實(shí)現(xiàn)交/直流共享，輸出級(jí)采用獨(dú)有的高精度超線性放大技術(shù)。精度高，可靠性好，同時(shí)輸出5相交流電壓和3相交流電流，每相交流電壓輸出高達(dá)130V、70VA，交流電流全并輸出高達(dá)90A。直流電壓輸出可達(dá)300V、130VA。

6、接口完整，主機(jī)一體化單機(jī)箱結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)操作界面和試驗(yàn)結(jié)果是全中文顯示，全部操作過(guò)程均在顯示屏上設(shè)定，顯示直觀清晰。裝置可用自帶觸摸屏和鍵盤操作，亦提供外接鍵盤/鼠標(biāo)口。還提供2個(gè)USB口、2個(gè)RS232口，可與外部計(jì)算機(jī)及其他設(shè)備通信。只需交流220V電源，開(kāi)機(jī)即可工 作。攜帶方便，非常適合流動(dòng)試驗(yàn)及野外工作。

7、智能型自我保護(hù)

采用*新設(shè)計(jì)的散熱結(jié)構(gòu)，保證*好的通風(fēng)狀況。并可同時(shí)判斷過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)載、短路、溫度過(guò)高、數(shù)據(jù)異常等危及裝置本身保障的現(xiàn)象，即便是操作錯(cuò)誤也不致?lián)p壞裝置。另外，當(dāng)危險(xiǎn)信號(hào)如外部電壓通過(guò)端子進(jìn)入測(cè)試儀時(shí)，裝置告警指示燈變紅，并自動(dòng)切斷功放。

8、接點(diǎn)豐富、試驗(yàn)適用能力強(qiáng)

本裝置具有八路開(kāi)關(guān)量輸入（A B C R a b c r）和4路開(kāi)關(guān)量輸出。輸入接點(diǎn)為空接點(diǎn)和0-250V電位接點(diǎn)兼容方式，可智能識(shí)別。

9、放置靈活、軟件功能強(qiáng)大

裝置立臥式放置均可，可脫機(jī)操作，亦可外接PC機(jī)操作，測(cè)試結(jié)果能自動(dòng)整理、記錄成試驗(yàn)報(bào)告，以備查閱，亦可使用U盤直接保存且方便傳送到外接PC機(jī)中編輯、打印等處理。軟件升級(jí)簡(jiǎn)單快捷，直接通過(guò)U盤升級(jí)或外部PC機(jī)下傳，無(wú)需改動(dòng)任何硬件。 軟件輔助計(jì)算功能強(qiáng)大，可自動(dòng)計(jì)算正、負(fù)、零序電壓電流，一、二次側(cè)有功、無(wú)功、功率因數(shù)。可選配內(nèi)置 GPS 模塊，只需外接天線，就可以同步聯(lián)調(diào)。

§1.2 產(chǎn)品型號(hào)說(shuō)明及參數(shù)（LY803三相微機(jī)繼保分析儀工作原理及結(jié)構(gòu)）

●主要額定參數(shù)

§1.3  面板說(shuō)明（LY803三相微機(jī)繼保分析儀工作原理及結(jié)構(gòu)）

接線端子

◎電壓輸出： UA、UB、UB分別對(duì)應(yīng)A、B、C三相電壓，UX、UY、UZ分別對(duì)應(yīng)X、Y、Z三相電壓，UN電壓接地端子。

◎接地端子：用于可靠接大地。

◎開(kāi)關(guān)量輸入：A、B、C、R、a、b、c、r及N公共端。

開(kāi)入量可以接空接點(diǎn)，也可以接10～250V的帶電位接點(diǎn)。一般地，A、B、C分別連接保護(hù)的跳A、跳B(niǎo)、跳C接點(diǎn)，R連接保護(hù)的重合閘接點(diǎn)。

使用帶電接點(diǎn)時(shí)，直流電源的＋端，即控制源的＋KM，必須接公共端(N)。直流電源允許電壓為0～250伏。如圖

◎開(kāi)關(guān)量輸出：1、2、3、4，空接點(diǎn)，接點(diǎn)容量250V/2A，其斷開(kāi)、閉合的狀態(tài)切換由軟件控制。

◎電流輸出：一般地，IA、IB、IC分別對(duì)應(yīng)A、B、C三相電流，IX、IY、IZ分別對(duì)應(yīng)X、Y、Z三相電流，IN為電流接地端子（IA、IB、IC任意兩并或三并輸出大電流時(shí)，建議用三個(gè)IN端子并聯(lián)輸出）。

二．指示燈

IA IB IC IX IY IZ交流電流源開(kāi)路告警指示燈：當(dāng)打開(kāi)功放并開(kāi)始送模擬量后，如果電流源處于開(kāi)路狀態(tài)，對(duì)應(yīng)燈常亮示警，但裝置不會(huì)保護(hù)。

UA UB UC UX UY UZ 電壓源短路告警指示燈：當(dāng)打開(kāi)功放并開(kāi)始送模擬量后，如果電壓源處于開(kāi)路狀態(tài)，裝置保護(hù)，但對(duì)應(yīng)燈常亮告警。

T 溫度告警指示燈：送大電流后，裝置內(nèi)部溫度上升，如果超出**范圍，裝置保護(hù)，切斷功放開(kāi)關(guān)，本燈常亮告警。

三．外部接口

裝置上蓋處接口分別是：

PS2口，可外接101電腦鍵盤及鼠標(biāo)，以操作裝置軟件

USB口，可插U盤，拷貝測(cè)試報(bào)告或給軟件升級(jí)

COM1,RS232口，用于與PC連接，使用Windows操作軟件

COM2,RS232口，可用于同步對(duì)調(diào)時(shí)外接GPS接收機(jī)。對(duì)于內(nèi)置GPS模塊的，此端口預(yù)留。

四．嵌入式模擬斷路器

1.輸入接點(diǎn)：跳閘、公共端、合閘。

2.指示燈：110V0.5A、110V1A、220V0.5A、220V1A。當(dāng)前電壓及動(dòng)作電流選擇指示燈。

3.調(diào)檔開(kāi)關(guān)：模擬斷路器總電源及檔位選擇開(kāi)關(guān)。

4.時(shí)間旋鈕：設(shè)置動(dòng)作時(shí)間。范圍是0-200ms。

5.輔助接點(diǎn)：跳閘、公共端、合閘。指示當(dāng)前模擬斷路器的開(kāi)關(guān)位置。

下面以 RCS-9612A 線路保護(hù)裝置為例，介紹做重合閘實(shí)驗(yàn)時(shí)，內(nèi)置模擬斷路器的接線方法：

【注意】：本模塊適用于110KV及以下的保護(hù)。對(duì)于220KV以上的，要測(cè)試分相跳閘的的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)另接其他模擬斷路器。

§1.4  注意事項(xiàng)（LY803三相微機(jī)繼保分析儀工作原理及結(jié)構(gòu)）

1．開(kāi)關(guān)機(jī)順序:開(kāi)機(jī)：電源開(kāi)關(guān) －→ 功放開(kāi)關(guān)

關(guān)機(jī)：功放開(kāi)關(guān) －→ 電源開(kāi)關(guān)

測(cè)試儀啟動(dòng)完畢后，才能投入功放開(kāi)關(guān)。

2．裝置應(yīng)可靠接地。為保證本機(jī)外殼可靠接大地，外部電源的引入線一定要用三芯電源線！

另外，還提供一個(gè)接地端子，可用來(lái)接大地。對(duì)應(yīng)標(biāo)識(shí)。

3．優(yōu)良禁止將外部交直流電源引入測(cè)試儀的電壓、電流插孔！

4．使用帶電接點(diǎn)時(shí)，直流電源的＋端，即控制源的＋KM，必須接公共端(N)。直流電源允許電壓為0～250伏。

5．建議開(kāi)機(jī)后，按下功放開(kāi)關(guān)先預(yù)熱5～15分鐘,再進(jìn)行試驗(yàn)！

6．如果被測(cè)設(shè)備是在運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)，則請(qǐng)將現(xiàn)場(chǎng)的電流互感器(CT)、電壓互感器(PT)回路與保護(hù)設(shè)備解開(kāi)，以免本裝置受強(qiáng)烈干擾而不能正確測(cè)試。

第2章 軟件操作說(shuō)明（LY803三相微機(jī)繼保分析儀工作原理及結(jié)構(gòu)）

§2.0  概述

測(cè)試儀啟動(dòng)后，進(jìn)入如下主菜單：

一．脫機(jī)運(yùn)行：選擇進(jìn)入脫機(jī)運(yùn)行主界面。每個(gè)測(cè)試菜單的介紹，參照下面章節(jié)。

二．外接PC試驗(yàn)

外接筆記本電腦，使用Windows下程序，進(jìn)行試驗(yàn)。ESC退出本菜單項(xiàng)。

【注意事項(xiàng)】：

正確操作步驟：

1．接好電源線及電壓電流接至被測(cè)裝置的線。

2．開(kāi)機(jī)后，按下功放開(kāi)關(guān)先預(yù)熱5～15分鐘。

3．接上串口線，使用Windows下程序，進(jìn)行試驗(yàn)。

三．系統(tǒng)管理：選擇進(jìn)入如下菜單

U盤拷貝測(cè)試報(bào)告

本菜單將拷貝測(cè)試儀中所有已保存的測(cè)試報(bào)告至U盤中的AT_REP。

插好U盤，然后打開(kāi)測(cè)試儀電源。

選擇進(jìn)入本菜單，程序自動(dòng)完成拷貝。

關(guān)閉測(cè)試儀電源，拔出U盤。

使用U盤升級(jí)軟件

將軟件升級(jí)包解壓并拷貝至U盤，注意不要改變目錄，否則不能正常完成操作。其正確目錄應(yīng)該是U盤根目錄下AT_UPD。

插好U盤，打開(kāi)測(cè)試儀電源。

選擇進(jìn)入本菜單，程序自動(dòng)完成升級(jí)。

關(guān)閉測(cè)試儀電源，拔出U盤。

外接PC升級(jí)軟件

開(kāi)機(jī)后，不要打開(kāi)功放開(kāi)關(guān)，接好串口線，選擇進(jìn)入本菜單，再使用Windows程序中“下位機(jī)軟件升級(jí)” 菜單，選擇本系統(tǒng)的升級(jí)包中配置文件，開(kāi)始升級(jí)操作。

初始化各菜單設(shè)置

輸入密碼確認(rèn)后，將所有菜單的參數(shù)設(shè)置，恢復(fù)到出廠值。

刪除所有測(cè)試報(bào)告

輸入密碼確認(rèn)后，刪除所有的測(cè)試報(bào)告。

打開(kāi)或關(guān)閉觸摸屏

配置打開(kāi)或者關(guān)閉觸摸屏。關(guān)閉后，觸摸屏操作無(wú)效。

裝置使用注意事項(xiàng)

顯示測(cè)試儀使用中*重要的注意事項(xiàng)。

常規(guī)抽水蓄能機(jī)組的運(yùn)行過(guò)程轉(zhuǎn)速不變，發(fā)電狀態(tài)下功率調(diào)節(jié)范圍較窄，抽水狀態(tài)下功率不能調(diào)節(jié)，不足以應(yīng)對(duì)電網(wǎng)近年來(lái)出現(xiàn)的大規(guī)?？焖俟β什▌?dòng)的迫切需求。采用可變速抽水蓄能機(jī)組可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電運(yùn)行和抽水運(yùn)行兩種狀態(tài)的寬負(fù)荷功率調(diào)節(jié)，同時(shí)具有快速系統(tǒng)響應(yīng)速度，使水輪機(jī)在任意水頭和負(fù)荷時(shí)始終保持在*佳轉(zhuǎn)速運(yùn)行，并保持效率*優(yōu)，對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行起到重要作用。目前來(lái)看，面臨以下挑戰(zhàn)。

一是大型可變速抽水蓄能機(jī)組由于采用雙饋電機(jī)機(jī)型，轉(zhuǎn)動(dòng)部分與定子部分具有一樣的鐵心和繞組。這樣的結(jié)構(gòu)對(duì)小型電機(jī)不存在太大問(wèn)題，但對(duì)于大型抽水蓄能機(jī)組這種大尺寸、高線速度下的轉(zhuǎn)動(dòng)鐵心和繞組，其動(dòng)態(tài)穩(wěn)定設(shè)計(jì)是國(guó)際公認(rèn)的難題。從轉(zhuǎn)動(dòng)部分關(guān)鍵部件的材料選擇，到電磁性能、力學(xué)性能及傳熱性能的設(shè)計(jì)都存在亟待攻克的難點(diǎn)，需要電機(jī)方面科研技術(shù)人員的努力。

二是大型變速抽水蓄能機(jī)組需具備快速準(zhǔn)確協(xié)助電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻調(diào)相的能力，開(kāi)發(fā)出適用于發(fā)電和抽水兩種工況并且有功和無(wú)功控制高度解耦的大型可變速抽水蓄能機(jī)組的勵(lì)磁控制裝置和控制策略是當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題，與此相應(yīng)還需要進(jìn)一步提升勵(lì)磁、調(diào)速器、變頻裝置等輔機(jī)設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化水平。

三是提高大型可變速抽水蓄能機(jī)組工藝水平，降低工程造價(jià)，確保工程**和質(zhì)量等方面還面臨挑戰(zhàn)。

四是需要進(jìn)一步利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)等技術(shù)，推動(dòng)大型可變速抽水蓄能機(jī)組設(shè)計(jì)、建造和管理的數(shù)字化、智能化。

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