張北柔性直流電網試驗示范工程是世界上第1個具有網絡特性的直流電網工程。國網冀北電力負責該工程3座換流站以及±500千伏直流線路的運維檢修工作。柔性直流換流站運檢涉及柔性直流換流閥、高壓直流斷路器、交流耗能裝置等設備，作業點多、面廣、工序復雜。
國網冀北電力與中國電力科學研究院有限公司聯合攻關，更新故障預警應用技術，研發應用基于電力人工智能模型的柔性直流換流站運檢管控場景——“柔直換流站AI智檢管家”。
“柔直換流站AI智檢管家”應用三維視覺、邊緣計算和人工智能技術，可以全方位監控作業人員的作業行為、施工器械與電力設備之間的距離等，預警作業風險，還可以輔助運維人員開展全方位非接觸式智能巡檢。9月，在±500千伏阜康換流站和±500千伏康巴諾爾換流站年度檢修期間，國網冀北電力在高壓直流斷路器作業面第1次使用“柔直換流站AI智檢管家”，進一步提高作業現場可靠管控水平。
“‘柔直換流站AI智檢管家’解決了閥廳內無北斗/GPS信號的情況下，高壓直流斷路器單間隔檢修作業風險管控難度大等問題。”
今年，國網冀北電力持續深化人工智能“兩庫一平臺”建設應用，累計歸集圖像樣本資源280余萬張、文本樣本資源5萬余份及專業模型120個，為無人機智能巡檢、作業智能管控等數字化場景建設提供技術支撐。其中，由該公司技術攻關團隊牽頭開發的輸電線路無人機光熱聲一體化智巡平臺可識別缺陷類型已拓展到16類，形成了“多源數據精準采、海量數據高效傳、光熱聲數據融合診”的智能巡檢工作新模式，提升了缺陷識別精度，實現了巡檢數據高質量壓縮還原，可節省60%的數據傳輸時間。
一、概述（YDQ充氣式試驗變壓器快速高精度的測試能力）
YDQ系列高壓試驗變壓器是根據《試驗變壓器》標準，在油浸式試驗變壓器的基礎上而設計生產的。SF6氣體具有良好的電氣絕緣性能及優異的滅弧性能，其耐壓強度為同一壓力下氮氣的2.5倍，擊穿電壓的空氣的2.5倍。在0.25MPa下與油的擊穿電壓相等，在0.45MPa壓力下是油的擊穿電壓的2倍，是一種優于油的新一代超高壓絕緣介質材料。該產品技術要求完全符合《ZBK-41006-89》標準，它是油浸式輕型試驗變壓器的換代產品。該產品具有體積小、重量輕、不受氣候變化影響、電暈小、現場搬運無需靜止可使用，使用壽命長、免維修等特點。適用于電力系統、工礦企業、科研部門等對各種高壓電氣設備、電氣元件、絕緣材料進行工頻或直流高壓下的絕緣強度試驗。
二、產品結構（YDQ充氣式試驗變壓器快速高精度的測試能力）
YDQ系列高壓試驗變壓器采用單框芯式鐵芯結構，初級繞組繞在鐵芯上，高壓繞組在外，這種同軸布置減少了漏磁通，因而增大了繞組間的耦合。產品的外殼為圓柱灌式容器結構，能耐受0.8MPa以上壓力。其結構見圖1：
三、工作原理（YDQ充氣式試驗變壓器快速高精度的測試能力）
YDQ系列高壓試驗變壓器為單相變壓器，聯結組標號Ⅰ.Ⅰ. 用工頻220V(10kVA以上為380V)電源接入 (為本公司生產的試驗變壓器配套專用設備，詳細資料請見其具體使用說明書)系列操作箱(臺)，經操作箱內自偶調壓器(50kVA以上調壓器外附)調節至0～200V(或0～400V)電壓輸出至YDQ試驗變壓器的初級繞組，根據電磁感應原理，在試驗變壓器高壓繞組可獲得試驗所需的高電壓。
單臺YDQ系列高壓試驗變壓器的工作原理圖見圖2。
單臺YDQ系列交直流高壓試驗變壓器的工作原理圖見圖3，圖中高壓套管中裝有高壓硅堆，串接在高壓回路中作半波整流，以獲得直流高電壓。當用一短路桿將高壓硅堆短接時，可獲得工頻高電壓，作為交流輸出狀態；取消短路桿時，作為直流輸出狀態。
試驗變壓器高壓套管中的高壓硅堆未畫出，其原理與上圖相同。
三臺試驗變壓器串級獲得更高電壓的接線原理見圖4。串級高壓試驗變壓器有很大的優越性，因為整個試驗裝置由幾臺單臺試驗變壓器組成，單臺試驗變壓器容量小、電壓低、重量輕，便于運輸和安裝。它既然可串接成高出幾倍的單臺試驗變壓器輸出電壓組合使用，又可分開成幾套單臺試驗變壓器單獨使用。整套裝置投資小，經濟實惠。圖5中，在**級和第2級的每個單元試驗變壓器中都有一個勵磁繞組A1、C1和A2、C2。在三臺串級試驗變壓器基本原理中，低壓電源加在試驗變壓器Ⅰ的初級繞組a1x1上，單臺試驗變壓器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的輸出電壓都是V。勵磁繞組A1、C1給第2級試驗變壓器Ⅱ的初級繞組供電；第2級試驗變壓器Ⅱ的勵磁繞組A2、C2給第3級試驗變壓器Ⅲ的初級繞組供電。第2級試驗變壓器Ⅱ和第3級試驗變壓器Ⅲ的箱體分別處在對地為1V和2V的高電位上，所以箱體對地是絕緣的，試驗變壓器Ⅰ的箱體是接地的。這樣第1級、第2級、第3級試驗變壓器對地的額定輸出電壓分別為1V、2V、3V；其額定容量分別為3P、2P、1P。
YDQ系列高壓試驗變壓器做被試品的工頻耐壓試驗使用接線原理圖見圖5。
圖中：R1—限流電阻 FRC—阻容分壓器 RF—球間隙保護電阻 G—球間隙 CX—被試品
注：高壓尾必須可靠接地
工頻耐壓試驗中限流電阻R1應根據試驗變壓器的額定容量來選擇。如高壓側額定輸出電流在100～300mA時，可取0.5～1Ω/V(試驗電壓)；高壓側額定輸出電流為1A以上時，可取1Ω/V(試驗電壓)。常用水電阻作為限流電阻，管子長度可按150kV/m考慮，管子粗細應具有足夠的熱容量(水阻液配制方法：用蒸餾水加入適量硫酸銅配制成各種不同的阻值)。
球間隙及保護電阻：當電壓超過球間隙整定值時(一般取試驗電壓的110%~120%)，球間隙放電，對被試品起到保護作用。球間隙保護電阻可按1Ω/V(試驗電壓)選取。
在工頻耐壓試驗中，低電壓側測量電壓(儀表電壓)不是非常準確的，其原因是由于試驗變壓器存在著漏抗，在這個漏抗上必然存在著壓降或容升，使試品上的電壓低于或高于低壓側測量電壓表上反映出來的電壓。工頻耐壓試驗時，被試品上的電壓高于試驗變壓器的輸出電壓，也就是所謂容升現象。感應耐壓試驗時，試驗變壓器的漏抗必然存在著壓降。為了準確測量被試品上所施加的電壓，因此常在高壓側接入FRC阻容分壓器來測量電壓(見圖5)。
工頻耐壓試驗操作注意事項
1）試驗人員應做好分工，明確相互間聯系方法。并有專門人監護現場**及觀察試品狀態。
2）被試品應先清掃干凈，并優良干燥，以免損壞被試品和試驗帶來的誤差。
3）對于大型試驗，一般都應先進行空升試驗。即不接試品時升壓至試驗電壓，校對各種表計，調整球間隙。
4）升壓速度不能太快，并必須防止突然加壓。例如調壓器不在零位時突然合閘。也不能突然切斷電源，一般應在調壓器降至零位時拉閘。
5）當電壓升至試驗電壓時，開始計時，到1min后，迅速降壓到1/3試驗電壓以下時，才能拉開電源。
6）在升壓或耐壓試驗過程中，如發現下列不正常情況時，應立即降壓，切斷電源。停止試驗并查明原因：①電壓表指針擺動很大；②發現絕緣燒焦或冒煙；③被試品內有不正常的聲音。
7）耐壓試驗前后應測量絕緣電阻，檢查絕緣情況。
試驗變壓器在做被試品的直流耐壓或泄露試驗時接線原理圖如圖6。
注：此試驗應先抽出短路桿“D”，圖6中所示。
圖中：VD—高壓硅堆 R1—限流電阻 C1—高壓濾波電容 FRC—阻容分壓器 CX—被試品 μA—帶保護微安表
泄露試驗中限流電阻R1選擇在額定輸出電壓時，輸出端短路電流不超過高壓硅堆的*大整流。如電壓硅堆的*大整流電流為100mA時用于60kV的試驗裝置中，限流電阻按R1=60/0.1=600kΩ選擇。限流電阻還應具有足夠的容量和沿面放電距離。
高壓濾波電容C1一般選擇在0.01~0.1μF，當被試品的電容量很大時，C1可省略不用。
泄露試驗的操作及注意事項
1）試驗前應先檢查被試品是否停電，接地放電，一切對外連線是否擦干凈。要嚴防將試驗電壓加到有人工作的部位上去。
2）接好試驗裝置的接線后，應復查無誤后才可加壓。應特別注意檢查高壓設備及引線與地、與操作人員的**距離，被試品的外殼是否可靠接地，要按**規程中所規定的內容進行試驗。
3）對于大電容量設備應緩慢升壓，防止被試品的充電電流燒壞微安表。必要時應分級加壓，分別讀取各級電壓下微安表的穩定讀數。
4）試驗過程中，應密切監視被試品、試驗裝置、微安表，一旦發生擊穿、閃爍等異常現象應立即降壓，切斷電源，并查明原因，詳細記錄。
5）試驗完畢，降壓，切斷電源后應將被試品及試驗裝置本身充分放電。
近日，由中國電力科學研究院有限公司牽頭攻關的更新成果“大型電力變壓器直流偏��和剩磁危害評估、風險防控技術及應用”通過中國電力企業聯合會組織的科學技術成果鑒定。專家一致認為，項目成果在大型電力變壓器直流偏磁及剩磁危害評估、隔直治理與勵磁涌流抑制等方面處于先進水平。
大型變壓器是電力系統的核心設備，運行工況復雜。直流偏磁及剩磁現象可能對設備產生危害，繼而影響電網可靠穩定運行。目前，大型變壓器存在鐵心磁滯非線性精準表征不足、直流偏磁校核不準、消磁效果不佳等問題，亟須從源頭上實現設備直流偏磁與剩磁的危害評估及風險防控。
自14年起，中國電科院聯合新疆電力科學研究院、重慶大學、保定天威新域科技發展有限公司等單位、高校及企業，圍繞變壓器磁化參數測量辨識及非線性磁滯表征、直流偏磁耐受校核及隔直治理、剩磁測算評估及三相同步快速消磁等方面開展研究，突破了變壓器復雜電磁暫態建模及仿真技術，建立了變壓器動態磁滯模型，提出了基于“磁場-損耗-溫升”的直流偏磁耐受能力評估方法，發明了自適應恒壓變頻及能量對沖式剩磁消除技術。項目團隊還依據非侵入式變壓器直流偏磁狀態監測技術成果研制了變壓器剩磁評估及消除成套裝置。目前，項目相關成果已在國家電網有限公司10余家省級電力公司以及一些變壓器廠家推廣應用。
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