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技術文章 | Technical articles
以5G、大數據中心、云計算、物聯網、人工智能、區塊鏈、工業互聯網等為代表的“數字新基建"是我國基礎設施建設的重點領域。在能源行業構建新型電力系統的當下，“數字新基建"能夠從五個方面加快新型電力系統建設進程，助力“雙碳"目標實現。
“數字新基建"能夠促進新能源大規模開發利用，助力新型電力系統實現動力變革，加快能源生產清潔化、低碳化。
新能源具有隨機性、波動性、不確定性等特征，其大規模、高比例并網會給新型電力系統的電力電量平衡和安全穩定運行帶來挑戰。物聯網、人工智能等“數字新基建"能夠提升新能源并網的友好性和可再生能源消納水平。
物聯網能對海量新能源設備的電氣、物理、環境、空間、行為等變量和參數進行全面監控。依托圖像識別、機器學習、深度學習等技術，人工智能可在光伏電站和風電場的選址、風電機組葉片和光伏面板等產品的設計、可再生能源發電量的預測、新能源消納能力評估等方面發揮重要作用。“新能源云"等工業互聯網平臺能夠促進風電、光伏發電等新能源發電的科學規劃、合理開發、高效建設、安全運營等。
“數字新基建"能夠提升新型電力系統的效率、效能，促進多個主體之間實現業務協同和高效協作，推動能源利用高效化、集約化。
“數字新基建"能破除傳統能源行業間的壁壘，實現石油、煤炭、天然氣、電力、熱力等不同類型能源的互聯互通、深度融合和高效利用，以及源網荷儲各個環節的可觀、可測、可控，提升新型電力系統的綜合利用效率和整體效能。
一、功能特點（LYXW9000三相鉗形相位伏安測試儀擁有雄厚的技術力量）
三路電壓、三路電流矢量同屏顯示，對于復雜差動保護裝置可采用雙鉗法進行多次測量*終繪制出完整的六角圖。
采用鉗形電流互感器接線，不用斷開電流回路，安全方便。
可進行復雜保護裝置的矢量分析，判斷接線是否正確，并給出正確的接線圖以供對比。
可進行常規電參量測試，同時顯示三相電壓、三相電流、三相有功功率、三相視在功率、三相相位角；并可直讀折算到互感器一次側的電壓幅值、電流的幅值、功率的數值。
可進行三相三線高壓計量裝置錯誤接線檢查，能對三相三線48種接線進行分析判斷，直接給出分析結果；查處惡意改變計量接線的竊電手段，有效避免電費流失。
可進行現場被測信號的諧波分析，能分析出2－50次諧波的各次含量，自動計算出總諧波失真度。
大屏幕、高亮度的彩色液晶顯示，全漢字圖形化菜單及操作提示實現友好的人機對話，硅膠觸摸按鍵使操作更舒適、手感更佳，液晶寬溫、帶亮度調節，適應冬夏各季環境應用。
大容量鋰電池供電，連續工作長達8小時。
用戶可隨時將測試的數據以記錄的形式保存下來，以供集中統一管理、備案、查閱，可存儲2000組以上的數據。
可將保存的記錄上傳到后臺管理計算機，進行綜合分析，評審。
具備萬年歷、時鐘功能，實時顯示測試工作進行的日期及時間。
體積小、重量輕，便于現場使用。
預留USB接口，可用儀器來替代優盤等移動存儲設備。
二、技術指標（LYXW9000三相鉗形相位伏安測試儀擁有雄厚的技術力量）
輸入特性
電壓通道數量：3通道
電壓測量范圍：0~450V
電壓顯示位數：6位
電流通道數量：3通道
電流測量范圍：0~10A
電流顯示位數：6位
相位測量范圍：－180°～＋180°
諧波分析次數：2～50次
準確度
電壓：±0.2%
電流、功率：±0.5%
相角：±2°
諧波電壓含有率測量偏差：≤0.3％
諧波電流含有率測量偏差：≤0.5％
工作溫度：－15℃~ ＋40℃
充電電源：交流160V~260V
絕緣：⑴、電壓、電流輸入端對機殼的絕緣電阻≥100M?。
⑵、工作電源輸入端對外殼之間承受工頻2KV（有效值），歷時1分鐘實驗。
體積：250mm×160mm×60mm
重量：1.8Kg
三、結構外觀（LYXW9000三相鉗形相位伏安測試儀擁有雄厚的技術力量）
（一）、外型尺寸及面板布置
儀器外形正視如圖一：
儀器正面上方是液晶顯示屏，下方是按鍵區，頂端為接線部分，包括：四個電壓輸入端子UA、UB、UC、UN；三個電流輸入接口（A相電流鉗接口Ia、B相電流鉗接口Ib、C相電流鉗接口Ic）。
儀器的外接接口在右側，（見圖二）。在后支架打開時，可露出接口部分，包括以下三部分：
232串行口（用于上傳保存的數據至計算機）；同時還可用來更新程序；注意：本接口與電腦的連接必須用隨機配備的通訊電纜，普通串口線不適合本接口的使用。
充電器接口，用于連接充電器，當儀器電量不足時將充電器接到此接口給儀器進行充電。
USB接口，通過數據線可連接電腦，將儀器內存儲卡做為大容量存儲器使用。側面圖見右側圖二。
儀器的外包裝箱外型尺寸，如圖三所示：
（二）、鍵盤操作
鍵盤共有30個鍵，分別為：開關、存儲、查詢、設置、切換、↑、↓、←、→、?、退出、自檢、幫助、數字1、數字2（ABC）、數字3（DEF）、數字4（GHI）、數字5（JKL）、數字6（MNO）、數字7（PQRS）、數字8（TUV）、數字9（WXYZ）、數字0、小數點、＃、輔助功能建F1、F2、F3、F4、F5。
各鍵功能如下：
開關鍵：用來控制儀器工作電源的開啟和關閉；使用方法是：按住此鍵２秒鐘以上，然后松開。
↑、↓、←、→鍵：光標移動鍵；在主菜單中用來移動光標，使其指向某個功能菜單，按確認鍵即可進入相應的功能；在參數設置功能屏狀態下，上下鍵用來切換當前選項，左、右鍵改變數值。另外，↓還可以用于顯示子目錄菜單。
?鍵：確認鍵；在主菜單下，按此鍵顯示菜單子目錄，在子目錄下，按下此鍵即進入被選中的功能，另外，在輸入某些參數時，此鍵確定開始輸入和結束輸入。
退出鍵：返回鍵，按下此鍵均直接返回到主菜單。
存儲鍵：在差動分析功能界面下應用，用來存儲測試結果為記錄的形式。
查詢鍵：用來瀏覽已存儲的記錄內容。
設置鍵：保留功能，暫不用。
切換鍵：保留功能，暫不用。
自檢鍵：儀器調試過程中用來燒字庫，此功能用戶不需用。
幫助鍵：用來顯示幫助信息。
數字（字符）鍵：用來進行參數設置的輸入（可輸入數字或字符）。
小數點鍵：用來在設置參數時輸入小數點。
＃鍵：保留功能，暫不用。
F1、F2、F3、F4、F5鍵：輔助功能鍵（快捷鍵）。用來快速進入輔助功能界面或實現提示信息提示的相應功能。
四、液晶界面（LYXW9000三相鉗形相位伏安測試儀擁有雄厚的技術力量）
液晶顯示界面主要有二十屏，包括主菜單、四個下拉菜單和十七個功能界面：
1．主菜單：
當開機后顯示圖四界面。屏幕頂端一行顯示為各項功能菜單，包括四個選項：測試分析、電能質量、數據管理、系統校準。選擇←、→鍵，用于改變當前選項；選擇↓鍵或確認鍵，顯示對應的下拉菜單，按確定鍵進入相應功能測試和設置；屏幕右下角顯示出內置充電電池的電壓幅值和剩余電量百分比，用戶可根據此數值來判斷是否需要為儀器充電；*右側顯示出當前實時的日期和時間。
2．測試分析下拉菜單：
測試分析下拉菜單如圖五所示，其中有七個功能選項，分別為：參數設置、二次參量、高壓參量、低壓參量、六鉗差動、雙鉗差動、三線計量；按↑↓鍵可改變當前選中的項目。
按確定鍵可進入相應功能測試和設置，按退出鍵返回主菜單。
3．電能質量下拉菜單：
測試分析下拉菜單如圖六所示，其中有四個功能選項，分別為：波形顯示、頻譜分析、電壓諧波、電流諧波；按↑↓鍵可改變當前選中的項目。
按確定鍵可進入相應功能測試和設置，按退出鍵返回主菜單。
4．數據管理下拉菜單：
數據管理下拉菜單如圖七所示，其中有三個功能選項，分別為：記錄查詢、聯機通訊、幫助文件；按↑↓鍵可改變當前選中的項目。
按確定鍵可進入相應功能測試和設置，按退出鍵返回主菜單。
5．系統校準下拉菜單：
系統校準下拉菜單如圖八所示，其中有三個功能選項，分別為：時間校準、增益校準、編號查詢；按↑↓鍵可改變當前選中的項目。
按確定鍵可進入相應功能測試和設置，按退出鍵返回主菜單。
6．測試分析－參數設置界面
參數設置界面如圖九所示，此屏用于調整試驗前所需要確定的數據。包括：高壓PT變比、低壓PT變比、高壓CT變比、低壓CT變比、變壓器組別、高壓CT接法、低壓CT接法、變電站名稱、變壓器編號、存儲文件名稱。
高壓PT變比：指被測變壓器的高壓側電壓互感器的變比數值。輸入方法為：按確認鍵使數字變成紅色，此時再按相應的數字鍵輸入數據，完成后再按確認鍵結束。
低壓PT變比：指被測變壓器的低壓側電壓互感器的變比數值。輸入方法為：按確認鍵使數字變成紅色，此時再按相應的數字鍵輸入數據，完成后再按確認鍵結束。
高壓CT變比：指被測變壓器的低壓側電流互感器的變比數值。輸入方法為：按確認鍵使數字變成紅色，此時再按相應的數字鍵輸入數據，完成后再按確認鍵結束。
低壓CT變比：指被測變壓器的低壓側電流互感器的變比數值。輸入方法為：按確認鍵使數字變成紅色，此時再按相應的數字鍵輸入數據，完成后再按確認鍵結束。
變壓器組別：指被測變壓器的聯接組別。包括方式：Y/Y、Y/D1、Y/D5、Y/D11等。通過←、→鍵在幾種方式間進行切換，選定到所需方式。當進行差動接線分析時本參數一定要設置正確，否則，標準矢量圖將不正確。
高壓CT接法：指被測變壓器高壓側的電流互感器的接法。有Y和△兩種方式。通過←、→鍵在幾種方式間進行切換，選定到所需方式。
低壓CT接法：指被測變壓器低壓側的電流互感器的接法。有Y和△兩種方式。通過←、→鍵在幾種方式間進行切換，選定到所需方式。
變電站名稱：指試驗現場所處的變電站名稱，用于對所保存的結果進行區分。由數字和字母構成，可任意組合。通過相應的數字/字母按鍵直接輸入。
變壓器編號：指被測變壓器的編號。與“變電站名稱項目"一起用于對所保存的結果進行區分。由數字和字母構成，可任意組合。通過相應的數字/字母按鍵直接輸入。
存儲文件名稱：記錄存儲的文件名稱。暫不起作用。
7．測試分析－二次參量界面
二次參量界面如圖十所示，本界面左側顯示出三相電壓信號、三相電流構成的實時向量圖；右側顯示電壓、電流的幅值和相對于參考基準信號的相位角。參考基準自動選擇，當Ua有信號（Ua>10V）時，優選Ua為參考基準，其他參量的相位角都是與Ua的夾角；當Ua無信號（Ua<10V）時，優選Ia做為參考基準，其他參量的相位角都是與Ia的夾角；當Ua和Ia都沒有信號時（Ua<10V，Ia<5mA），將只顯示幅值，所有的相位角均不顯示。
在此屏中，按下F1鍵將屏幕鎖定（不刷新），再按F2鍵解除鎖定狀態，數據開始刷新。屏幕*下一行為提示行，提示可進行的操作。
8．測試分析－高壓參量界面
高壓參量界面如圖十一所示，本界面*先進行給出接線的注意事項（電壓線接被試品的高壓側的PT出線，電流線接被試品高壓側CT出線）；同時顯示出被測變壓器高壓側的實測數據包括：三相電壓、三相電流、三相功率、三相相位角、總功率；同時還顯示出根據所輸入的高壓側電壓互感器變比和電流互感器變比數值折算出的互感器一次數據：包括一次三相電壓（二次的電壓幅值乘以高壓側PT變比）、一次三相電流（二次的電流幅值乘以高壓側CT變比）、一次三相功率（二次功率乘以高壓側PT、CT變比的乘積）、一次三相相位角、一次總功率；通過本界面可以直觀的觀察被試品高壓側的一次、二次電壓、電流和功率的數據，用于對負荷進行監測和分析。
在此屏中，按下F1鍵將屏幕鎖定（不刷新），再按F2鍵解除鎖定狀態，數據開始刷新。屏幕*下一行為提示行，提示可進行的操作。
9．測試分析－低壓參量界面
低壓參量界面如圖十二所示，本界面*先進行給出接線的注意事項（電壓線接被試品的低壓側的PT出線，電流線接被試品低壓側CT出線）；同時顯示出被測變壓器低壓側的實測數據包括：三相電壓、三相電流、三相功率、三相相位角、總功率；同時還顯示出根據所輸入的低壓側電壓互感器變比和電流互感器變比數值折算出的互感器一次數據：包括一次三相電壓（二次的電壓幅值乘以低壓側PT變比）、一次三相電流（二次的電流幅值乘以低壓側CT變比）、一次三相功率（二次功率乘以低壓側PT、CT變比的乘積）、一次三相相位角、一次總功率；通過本界面可以直觀的觀察被試品低壓側的一次、二次電壓、電流和功率的數據，用于對負荷進行監測和分析。
在此屏中，按下F1鍵將屏幕鎖定（不刷新），再按F2鍵解除鎖定狀態，數據開始刷新。屏幕*下一行為提示行，提示可進行的操作。
10．測試分析－標準矢量界面
標準矢量界面如圖十三所示：
圖中可見：左側為標準矢量圖；屏幕右側是高、低壓側各相電流在標準接線情況的相位角（所有的相位角都是以Iah做為參考基準的測試結果）。
屏幕*下一行為提示行，提示可進行的操作。
11．測試分析－雙鉗差動界面
雙鉗差動界面如圖十四所示。本界面是利用雙鉗法進行差動保護裝置接線的分析，用2只鉗形電流表對被測保護裝置的各相電流依次進行測量，并依次繪制單個參數的向量圖，當全部測試完畢后，測試結束。
圖中左側為測試提示：用輔助功能鍵F1－F5分別鎖定Ibh、Ich、IaL、IbL、IcL幾種參量，繪制出相應的矢量，右側為實際繪制的矢量圖。矢量圖下側為各參量相對應的數據。測試結束后可按<存儲>鍵將結果保存。
12．測試分析－三線計量界面
三線計量分析界面如圖十五所示。本界面用來對三相三線高壓計量裝置進行接線分析判斷，圖中可見：左側是三相三線矢量圖的顯示，以矢量圖的形式顯示出三相三線的4個參量（Uab、Ucb、Ia、Ic）之間的相位關系，還可根據兩個電壓參量矢量關系分解出相電壓Ua、Ub、Uc（這三個量是虛擬的，并不實際存在）；所有參量均以Uab為參考基準，我們把Uab的初始相位角確定為330°，其他參量的相位角均在此基礎上計算出相應的相角。右側顯示出各參量與參比基準之間的相位角；下側是接線判定結果，包含48種接線方式（分析結果中：*先進行為電壓判定結果，正序代表電壓相序為正，否則會顯示負序；Uab Ucb表示兩個電壓分別為Uab和Ucb；分析結果第二行是電流判定結果，正序代表電流相別正確，＋Ia ＋Ic表示AC兩相電流的極性正確、相別正確）。，都可分析并給出判定結果。顯示屏*下一行為提示行，在圖中可見，提示行提示操作人員按↑↓鍵改變功角的范圍(一般情況下，功角范圍均選為－5°～55°，這表明了電力系統正常的功角范圍為感性負荷，感性負荷超允許范圍后就會利用電容補償使之變小，以減小無功功率的產生，當過補償時會造成容性負荷，這時應選擇的功角范圍為－65°～－5°)，以便準確的判定接線錯誤類型。
在此屏中，按下F1鍵將屏幕鎖定（不刷新），再按F2鍵解除鎖定狀態，數據開始刷新。屏幕*下一行為提示行，提示可進行的操作。
13．電能質量－波形顯示界面
在此屏中可顯示出當前各個被測模擬量的實際波形，波形實時刷新，能直觀的顯示出被測信號的失真情況（是否畸變、是否截頂），當前顯示為Ua、Ia的波形 , 用↑↓鍵來切換不同的相別；可切換為B相電壓、電流的波形，C相電壓、電流的波形，A、B、C三相所有的電壓和電流的波形。可以做為簡單的示波器使用。屏幕*下一行為提示行，提示可進行的操作。
14．電能質量－頻譜分析界面
頻譜分析界面如圖十七所示。此屏以柱狀圖的形式顯示出A 相電壓、B 相電壓、C 相電壓、A 相電流（用Ia來測試）、B 相電流（用Ib來測試）和C 相電流（用Ic來測試）的諧波含量分布柱狀圖。UA-UB-UC-IA-IB-IC提示當前測量通道（可通過←、→鍵來改變所選通道），縱坐標刻度0%-10%表示各次諧波分量的百分比含量，基波含量始終對應到100％刻度（當所有次數的諧波含量都小于10%時進行放大顯示，即以10%做為滿刻度；當有一項以上的諧波含量大于10%時，以正常刻度顯示，即以100%做為滿刻度），橫坐標的0-30指示的是諧波的次數，右側數值顯示總諧波畸變率THD、有效值和32 次諧波。無失真的信號應顯示**次諧波（基波）。測試時用Ua、Ub、Uc三個電壓通道和Ia、Ib、Ic三個電流通道進行測量。
屏幕*下一行為提示行，提示可進行的操作。
15．電能質量－電壓諧波界面
此屏顯示各相電壓信號中各次諧波含量（從左到右依次表示A、B、C各相電壓），其中THD為各相的電壓波形畸變率（即總諧波失真度），RMS為各相的電壓有效值，01次為基波電壓（用實際幅值表示），以下依次為其它各次諧波的數值，以有效值形式和基波的百分比兩種形式表示，以表格的形式顯示1-64 次電壓諧波。可通過↑↓鍵來切換低16次（01－16）和中低16次（17－32），中高16次（33-48），高16次（49-64）諧波含量。
16．電能質量－電流諧波界面
此屏顯示各相電流信號中各次諧波含量（從左到右依次表示A、B、C各相電流），其中THD為各相的電流波形畸變率（即總諧波失真度），RMS為各相的電流有效值，01次為基波電流（用實際幅值表示），以下依次為其它各次諧波的數值，以有效值形式和基波的百分比兩種形式表示，以表格的形式顯示1-64次電流諧波。可通過↑↓鍵來切換低16次（01-16）和中低16次（17-32），中高16次（33-48），高16次（49-64）諧波含量。
17．數據管理－記錄查詢界面
記錄查詢屏如圖二十所示。此屏可以查閱所保存的差動分析測試記錄。
屏幕*下一行為提示行，提示可進行的操作。
18．數據管理－聯機通訊界面
聯接通訊界面如圖二十一所示。此功能屏可以將儀器內存中保存的測試記錄上傳到后臺管理計算機。
19．數據管理－幫助文件界面
幫助文件界面如圖二十二所示。此功能屏用來儀器的幫助信息，該信息可隨時升級。
20．系統校準－時間校準界面
時間校準界面如圖二十三所示。此功能屏用來調整當前儀器內部時鐘的日期和時間。
屏幕*下一行為提示行，提示可進行的操作。
5G、人工智能搭配機器人和無人機，可精準識別并智能分析輸配電設備及線路的缺陷，大幅提升巡檢作業的效率和水平。物聯網可實現信息采集系統之間互聯互通，調整和優化油氣、電網的骨干傳輸管網，提升能源傳輸效率。區塊鏈借助加密算法、共識機制、智能合約、時間戳等技術手段，能解決新型電力系統建設過程中參與者眾多、數據信息多樣化等問題，構建一個去中心化的信任系統，推動能源上下游企業之間業務協同和高效協作，構建互利、共贏的能源生態圈。
“數字新基建"能緩解信息不對稱狀況，提升市場透明度，增進各方互信，降低投資、運維、交易等各類成本。
能源大數據中心、人工智能等“數字新基建"能夠提升電網投資的精準性和有效性，催化出虛擬電廠等眾多能源領域的新業態、新模式，降低電網投資的整體規模。例如，我國多地5%尖峰負荷持續時間往往很短，若以新建發電機組和配套電網的方式滿足尖峰負荷需求，會在產生很大的基礎設施建設成本的同時產生冗余的供電能力。虛擬電廠以一定的經濟激勵調動儲能系統、可控負荷、新能源汽車等分布式能源用戶積極參與需求響應，實現社會資源的優化配置和充分利用。
人工智能可以優化電網運行方式和調度方式，提高線路的輸電能力。區塊鏈則可提高電力市場交易的透明度，大幅降低不同市場主體之間的購售電交易成本。
“數字新基建"能重塑新型電力系統的價值創造體系，支撐能源企業積極創新商業模式，促使能源領域的新主體、新業態、新模式不斷涌現。
“數字新基建"正在重塑新型電力系統的價值創造體系。“數字新基建"改變了能源生產者和消費者的身份和地位，使能源產消者從虛擬走向現實，能源產銷過程從單向轉向閉環，支撐能源企業加快推進數據資產化進程，積極釋放數據要素價值。5G、物聯網、人工智能等“數字新基建"能夠支撐能源企業開展能效分析、能效管理、智能運維、需求響應等綜合能源服務業務，并催生出儲能、微網等新興市場主體。
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