智能型变电站继电保护试验屏研制项目可行性投资论证建议报告word文档（定稿）

数字电源就是数字化控制电源产品，它能提供配置监控和管理功能，并延伸到对整个回路控制。

也就是说，数字电源包括两部分反馈回路全数字控制，电源管理与通信。

数字电源与模拟电源区别主要集中在控制与通信部分。

在简单易用参数变更要求不多应用场合，模拟电源产品更具优势，因为其应用针对性可以通过硬件固化来实现，而在可控因素较多实时反应速度快需要多个模拟系统电源管理复杂高性能系统应用中，数字电源则具优势。

此外，在复杂多系统业务中，相对模拟电源，数字电源是通过软件编程来实现多方面应用，其具备可扩展性与重复使用性使用户可以方便更改工作参数，优化电源系统。

通过实时过电流保护与管理，它还可以减少外围器件数量。

当前，智能型电网是国家电网公司主要发展战略目标，设备智能化进程势在必行。

但目前研制研发目光主要集中次设备电流电压互感器和继电保护装置本身，对处于辅助装置地位继电保护试验电源投入研发精力相对较少，使得这块研发还存在较大片空白。

而部分厂家自行研发所谓智能型继电保护试验电源屏只是简单将仪表进行数字化，操作按键化等。

少数在继电保护试验电源屏研制方面做得较好厂家也只是将试验电源可调节性和精确性方面比较先进，仍旧停留在综自型或数字型阶段，装置功能单性固定型还是比较明显，在直接服务继电保护试验工作，提供直接可用继电保护试验仪器，创造安全舒适工作环境，提高继电保护试验工作效率，服务电网安全稳定运行方面效果都不是很突出。

实际上，数字电源迟迟得不到接受是因为顾客认为数字技术未得到证明技术复杂及成本高昂。

这不足为奇，因为业界在年代末遇到了相似情况当时电源从线性改为开关式，而最初开关式也被认为价格昂贵不可靠输出噪音大。

不过，旦顾客认识到开关式电源所具有优点性能更高尺寸更小，并且学会了如何实施新开关式电源技术，线性电源很快就被淘汰了。

几年后，随着对其具有优点逐渐熟悉，市场上出现更多提供商和解决方案看到无需额外成本就能带来比模拟解决方案更好效果，数字技术也将会出现类似转型。

目前数字电源技术并非十分成熟，实现全数字化控制还存在许多难点，需要有大突破。

具体包括以下几个方面数字信号处理速度与高频开关开关速度不相称。

变换器开关动作对采样严重干扰。

检测信号量化误差导致输出响应极限环振荡，从而会大大降低控制精度。

高速运行下数字分辨率急剧下降。

目前，国内外学者针对以上问题提出了许多解决方案，通过这些解决方案进步推动了数字电源技术走向成熟。

同时，基于数字控制方式，些先进控制方法逐渐应用于数字电源控制中，以提高电源动态响应性能，如安森美公司提出改进型控制，仙童公司提出电流控制，公司提出多相控制，并且美国多所大学也提出了多种其他控制思想。

特别是模糊控制在数字电源中应用，由于该控制方法能够弥补传统控制在高性能开关电源中存在缺陷，近年来直成为国内外学者研究热点，并在各种数字电源拓扑中得以实现。

三研究方案研究内容研究目标和拟解决关键问题研制开发新型智能型继电保护试验屏，旨在给现场继电保护工作及其它试验工作提供稳定方便交直流试验电源，提高各种试验工作质量保障人身设备安全结合供电公司实际情况，编写智能型继电保护试验屏运行维护相关规程规范，在公司范围内推广智能型继电保护试验屏应用，提高智能型继电保护试验电源屏可用率。

拟解决关键问题如下三相交流程控功率放大模块研制，该模块要求输出各相交流电压交流电流电压幅值频率，相位可单独调节，幅值输出精度级，相电流输出有效值，三相并联输出有效值最高可达，频率范围基波，谐波次数次。

直流可调电源，抗负荷能力强，最大瞬时工作电流可达，采用技术，体积小，重量轻，损耗小，短路自保护，输出电压精度小于，输出电流精度小于。

液晶显示各路电压，电流，采用高速位加路同步采样位转换器，加上数字信号处理技术，能滤除各次谐波，保证高精度显示。

拟采取研究方法技术路线实验方案及可行性分析对工频试验电源要求为了保证检验质量，国际电工委员会试验标准中，对不同类型继电器试验电源作了不同规定。

我国也对继电保护装置试验电源作了相应技术规定。

如继电器及继电保护装置基本试验方法静态继电保护及安全自动装置通用技术条件继电保护及电网安全自动装置检验条例等。

这些标准对继电保护装置试验电源质量有如下要求波形良好三相电压平衡三相电压和电流负序分量零序分量如果均不超过正序分量，则可认为该三相系统是实际平衡系统相序正确直流分量小频率稳定电压电流稳定并有足够调节范围电压电流输出精度要符合相关规程规范要求。

对直流试验电源要求试验用直流额定电压应与被试保护装置所用直流电压相同。

应采用试验电源，不允许用运行中设备直流支路电源作为直流试验电源。

直流试验电源电压调节范围应大于额定电压，峰值波纹系数应不大于，对静态保护装置，试验直流电源峰值波纹系数应不大于。

这些标准对继电保护装置试验电源质量有如下要求电源电压平稳，纹波系数应满足相关要求。

电源可调节范围应符合相关要求，电源调节应方便可靠，输出电压电流精度应满足相关要求。

输出电源稳定可靠，在装置失去交流电源时候，依然可以可靠输出精度符合要求电压电流。

直流电源具备性，不得窜接站内其他装置直流电源，不得存在寄生回路。

交直流系统即要具备互相转换功能，在回路上又必须严格加以区分和有效隔离，防止交直流混接现象及交直流系统互相影响。

继电保护试验时，对试验电源允许偏差应根据国家测量标准确定。

智能型继电保护试验电源屏操作面板，包括有交流操作区和直流操作区，二者分别具有交流电源连接部和直流电源连接部，交流电源连接部为种插座结构，而直流电源连接部为种导线连接结构。

本实用新型特点在于，针对交流和直流不同特点，对其电源连接部进行结构化区分，交流因其具有多线连接和高压特点，采用插座结构，而直流则为单线双极连接和低压特点，采用导线连接结构，从而防止交流直流误串接误操作。

继电保护试验电源大多取自电力系统本身，而电力系统供给交流电压电流波形往往是种畸变失真非正弦波，除基波分量外，还含有高次谐波。

引起失真原因除电力系统本身原因外，试验接线中调节设备如果容量不足，也会引起波形畸变。

波形畸变可通过观察电源波形和测量畸变系数来确定，以便采取措施来改善。

例如，当试验电源相电压波形差，三次谐波分量较大时，可改用相间电压当移相器过载或负载不对称而引起波形严重畸变时，可变更接线或者更换性能良好移相器当发现含有次谐波时，可增设滤波器。

装设有复杂保护装置变电所，应先直接由所用变压器低压侧，经专用线接至容量不小于电压为专用试验变压器上，专用试验变压器应采用，接线。

装设般保护装置现场，最好也设置专用试验变压器，以保证试验电源三相平衡波形良好电源。

直流部分，现场直流电源有蓄电池带电容储能硅整流电源和复式整流电源三种。

蓄电池供给直流电源平滑波纹系数小，可由直流电源母线引出并经保安措施供试验用支路，提供额定值和额定值两种电压。

带电容储能硅整流装置电容容量有限，因而所供直流电压是时间函数，波纹系数较大。

复式整流装置输出电压不够稳定，没有采取滤波措施，波纹系数大，其速饱和变流器空载输出电压可能短时很高，要采取稳压措施。

本项目创新点及特色采用大屏幕液晶显示屏显示电压，电流，谐波，相位等参数，显示直观，显示信息量大，以微控制器为核心加上高精度数据采集电路，通讯接口，功能扩展，联机方便采用集成三相可调电源，实验电源与系统电源相隔离，输出自由可设定，有很高稳定性集成交流电源采用高速，高性能微控制器，软件上应用双精度算法产生各相任意高精度波形集成交流电源采用高速高分辨率转换器，保证了全范围内电流，电压精度和线性，波形失真小，具有很好暂态特性，相频特性，幅频特性易于实现精确移相谐波叠加，高频率亦可保证高精度。

集成交流电源各相电流，电压不采用升流升压器，而是采用直接输出方式，使电流电压源可直接输出从直流到含各种频率成份波形，如方波，各次谐波叠加组合波形，故障暂态波形等，可以较好模拟各种短路故障时电压，电流特征。

集成交流电源使用进口大功率高保真功放电路，具有完备过热，过流，过压及短路保护。

集成直流电源采用独特设计，即可作为恒压源使用，也作为恒流源使用。

集成直流电源输出精密连续可调输出，全程稳压值，恒流值任意调节。

年度研究计划年月年月调研收集数据阶段年月相关理论技术标准及规定学习年月年月年月确定电路框架结构年月年月电路设计与制作年月年月电路测试与试验电源屏试运行年月年月制定运行维护手册和使用标准撰写研究报告总结和验收。

预期研究成果研制供电公司第台智能型继电保护试验电源屏。

制定供电公司智能型继电保护试验电源屏运行维护手册。

制定供电公司智能型继电保护试验电源屏使用标准。

在省级以上刊物发表论文篇科技论文。

四研究基础设备条件现有新投运孙田变电站试验电源屏块，目前该屏未投入使用，在智能型继电保护试验电源屏研制方法基本确认后，可直接对该屏进行技术改造和创新。

且公司所辖站所试验电源屏目前均处于闲置状态，研制和推广工作具备较大空间。

人员条件供电公司变电中心目前已经和武汉豪迈公司继电保护产品研发部达成共识，共同致力于智能型继电保护试验电源屏研发工作。

该公司具有多年继电保护仪器仪表研发工作，拥有批高技能高素质研发人才，在继电保护设备研发方面具备很强竞争力。

而供电公司变电中心作为公司主网变电站运行维护单位，拥有批熟悉现场设备运行需求和维护要点员工，对智能型继电保护试验电源屏研制研发也提出了很多要求和建议。

我们还邀请了南昌大学电气工程自动可靠输出噪音大。

不过，旦顾客认识到开关式电源所具有优点性能更高尺寸更小，并且学会了如何实施新开关式电源技术，线性电源很快就被淘汰了。

几年后，随着对其具有优点逐渐熟悉，市场上出现更多提供商和解决方案看到无需额外成本就能带来比模拟解决方案更好效果，数字技术也将会出现类似转型。

目前数字电源技术并非十分成熟，实现全数字化控制还存在许多难点，需要有大突破。

具体包括以下几个方面数字信号处理速度与高频开关开关速度不相称。

变换器开关动作对采样严重干扰。

检测信号量化误差导致输出响应极限环振荡，从而会大大降低控制精度。

高速运行下数字分辨率急剧下降。

目前，国内外学者针对以上问题提出了许多解决方案，通过这些解决方案进步推动了数字电源技术走向成熟。

同时，基于数字控制方式，些先进控制方法逐渐应用于数字电源控制中，以提高电源动态响应性能，如安森美公司提出改进型控制，仙童公司提出电流控制，公司提出多相控制，并且美国多所大学也提出了多种其他控制思想。

特别是模糊控制在数字电源中应用，由于该控制方法能够弥补传统控制在高性能开关电源中存在缺陷，近年来直成为国内外学者研究热点，并在各种数字电源拓扑中得以实现。

三研究方案研究内容研究目标和拟解决关键问题研制开发新型智能型继电保护试验屏，旨在给现场继电保护工作及其它试验工作提供稳定方便交直流试验电源，提高各种试验工作质量保障人身设备安全结合供电公司实际情况，编写智能