虎石台试验场可模拟电网事故工况和异常故障，为数字孪生技术研究提供缺陷样本和故障样本数据库，同时可为数字孪生技术应用能力提供低风险验证服务，在数字孪生技术研究与验证方面具有独特的优势。在此背景下，国网信通产业集团协同辽宁电科院，联合沈阳工程学院等产学研用更新主体，充分发挥试验场优势，共同开展面向高压试验场的数字孪生改造，建设虚实联动智能电网孪生系统，探索数字孪生技术助力变电站智能化新路径。

该系统于2022年6月底建设完成，可自动识别试验设备、所用仪器，并以便捷直观的方式在数字孪生空间展示设备参数、结构；在作业过程中实时提醒仪器组装方法、试验接线方式、注意事项等信息；自动记录、存储试验全过程数据与影像资料；利用人工智能技术，比对分析并判断试验数据是否正常，协助试验人员分析设备可能存在的隐患，提升试验智能化水平。

该系统利用数字孪生技术优化虎石台试验场的生产试验和管理模式，一方面，服务虎石台试验场开展相关业务，改进高压试验带电作业方式，实现对试验的智能化监控、诊断与控制；另一方面，构建可共享数据库及可复用的设备诊疗模型，“以点带面”推动国网辽宁省电力有限公司整体数字孪生电网建设。

虚实联动智能电网孪生系统实现了试验全过程管控、孪生空间仿真推演等功能，提升试验运维智能化水平的同时，解决了变电设备异常样本库匮乏、设备诊疗效果不理想等痛点问题，验证了数字孪生技术在变电站运维检修业务的支撑能力。

系统介绍（WBPCD-4000GIS在线局放仪现货供应，品质保障）

WBPCD-4000局部放电检测仪可配合使用特高频传感器、TEV传感器、声电组合传感器、超声传感器和宽频带电流互感器（HFCT）在线检测变压器、高压开关柜、GIS、电缆接头等高压设备的局部放电情况。携带方便、测量快速，抗干扰能力强，便于现场使用。

其配置软件具有实时波形图、*大峰值显示、定位等功能，软件也可以详查分析某个相位波形，窗口随意放大和缩小，也可以对该段数据进行频谱分析，分析放电波形的频谱含量，使放电波形之间更具可比性，全方位统计分析试验数据，减少试验中非稳定性因素对试验结果的影响。

本仪器采用自动或手动记录保存试验数据和瞬态放电波形，提供后期数据分析参考。

技术参数（WBPCD-4000GIS在线局放仪现货供应，品质保障）

引用标准（WBPCD-4000GIS在线局放仪现货供应，品质保障）

高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求 DL/T 593

3.6kV～～40.5kV 交流金属封闭开关设备和控制设备 DL/T 404

3.6kV～～40.5kV 交流金属封闭开关设备和控制设备 GB 3906

局部放电测量GB/T 7354

电力设备局部放电现场测量导则 DL/T 417

高电压试验技术 第1部分：一般试验要求 GB/T 16927.1

高电压试验技术 第2部分：测量系统 GB/T 16927.2

高电压试验技术 第3 部分: 现场试验的定义及要求 GB/T 16927.3

各种高压设备测量（WBPCD-4000GIS在线局放仪现货供应，品质保障）

变压器测量

 1、超声波法检测原理

当变压器内部产生放电信号时，除产生放电脉冲电流沿容性回路传输外，同时还会激发出机械波（超声波）信号通过变压器油向四周辐射传播。虽然电力变压器的结构较为复杂，但是变压器的整个器身内充满了变压器油，而绕组、绝缘材料、支撑、夹件、引线等部件均浸在油中，由于变压器油为超声波的良好传播媒介，这为在箱壁外侧检测局放产生的超声信号提供了有力条件。所以，在变压器的箱壁外侧安放超声波传感器可以接收到内部较大的放电信号。

2、 脉冲电流法检测原理(HFCT)

由电力变压器的结构所决定，其绕组除匝间电容外还与铁心之间存在几百甚至几千皮法的分布电容，同时绕组与油箱间也存在上百皮法的分布电容。当变压器的绕组等主绝缘回路中发生局部放电时，其产生的高频信号覆盖了从几十千赫兹到几十兆赫兹，甚至到千兆赫兹，由于几百皮法电容对于几百千赫兹以上的高频信号相当于通路，所以放电信号就会向所有与放电点有容性关系的回路中传播，其中一条回路必然包括铁心接地回路。所以在铁心接地线上安装高频电流互感器可有效接收变压器内放电信号。

开关柜测量（WBPCD-4000GIS在线局放仪现货供应，品质保障）

1、开关柜超声波法检测原理

局部放电现象存在多样性特征，发生放电时，不仅辐射出电磁波信号，也会出现声波发射现象，局部放电部分能量会以声波的形式向周围传播。利用超声波传感器即可测试这些声脉冲，从而也可反映局部放电的状况。通过测试局部放电信号中声波特征的方法称为超声波法。开关柜内部放电过程中会产生声波。放电产生的声波的频谱很宽，可以从几十赫兹到几十兆赫兹，其中频率低于20 kHz 的信号能够被人耳听到，而高于这一频率的超声波信号必须用超声波传感器才能接收到。

2、 地电波法检测原理（开关柜专用）

当开关柜的对地绝缘部分发生局部放电时，高压带电导体对接地金属壳之间就有少量电容性放电电量，这种电容性放电电量的特点是电量很小（几兆分之一库伦），持续时间很短（几纳秒）。由于放电点在开关柜内部，电磁波产生的电压脉冲在金属外壳内表面传播，被金属外壳所屏蔽。如果屏蔽层是连续的，则无法在外部检测到放电信号。实际上，屏蔽层通常在金属箱体的接缝处、气体开关的绝缘衬垫、垫圈的连接处、电缆绝缘终端等部位因破损而导致不连续。当电压脉冲通过这些不连续处时，将通过这些通道传播出去，然后沿着金属壳外表传到大地，同时在开关柜的金属箱体上产生一个暂态对地电压（一般在几十毫伏到几伏，而且时间只能维持几纳秒），可以在运行中的开关柜金属外箱壳上放置电容耦合式传感器来检测这个信号。

暂态对地电压法检测部位主要是母排（连接处、穿墙套管，支撑绝缘件等）、断路器，CT、PT、电缆接头等部件所对应到开关柜柜壁的位置，这些部件大部分位于开关柜前面板中部及下部，后面板上部、中部及下部、侧面板的上部、中部及下部。开关柜暂态对地电压法检测部位可参考图 5进行测试。

电缆及附件测量

1、声电组合探测器检测原理

电缆发生局部放电时产生超声波和电磁波，并以故障点为中心向四周辐射，其中电磁波传播速度远大于超声波，在距离故障点一定距离测量时，电磁波信号与超声波信号有时间差，根据时间差计算放电位置，组合探测器利用这一原理，同时测量电磁波信号和超声波信号，根据信号时间差计算当前故障点所处位置。

2、脉冲电流法检测原理(HFCT) 

在电缆中，导线和金属屏蔽之间由绝缘材料隔开形成分布电容，该电容只有几百皮法，对高频信号为良导体。因此，高频的局放信号由分布电容对接地引线构成回路传输，在电缆接头屏蔽接地线上安装宽频带电流互感器（HFCT）可检测到放电脉冲信号，并能够确定局部放电的量值。

GIS测量

1、UHF检测原理

UHF检测法的下限频率在300MHz以上，上限频率在1000MHz或以上，因而可把电晕放电引起的干扰排除掉，其抗干扰性能是*优越的。UHF测量将UHF传感器（超高频传感器）凹面部分紧贴在GIS盆式绝缘子上，有的GIS盆式绝缘子有屏蔽层，但是开有测量窗口，将UHF传感器对准测量窗口，就能取出GIS内部放电信号。

GIS巡检部位一般取GIS内部容易放电位置，例如断路器、高压套管下侧等，母线可以间隔一段距离检测一个点。

2、超声波检测原理

超声波法就是在GIS外部安放传感器，传感器的灵敏范围为20KHz-100KHz。用该方法可以检测、识别和定位GIS中的故障，而不需要预先在GIS上安装内部耦合器和传感器。提高频率可降低环境噪声的影响，这种方法的灵敏度对于绝大多数常见故障是比较高的。对于移动中的颗粒，这个方法比传统的局放测量法和UHF、VHF更优越。对检测来自位于绝缘子上的颗粒引起的放电时，这个方法还存在一些问题，由于在环氧树脂绝缘中超声波信号衰减很大，所以这种方法不能测量环氧树脂绝缘中的缺陷（例如气泡)。

使用超声波测量法测量GIS局部放电时，需将超声波传感器探头部分涂抹超声耦合剂，然后将超声波传感器贴到GIS金属外壳上，在测量期间不能震动传感器，以免造成测量数据的不准确。

仪器操作

面板介绍

开机：将“电源开关”按下，电源指示灯（蓝色）长亮，仪器启动，进入WINDOWS界面，在桌面有SCJF-2H.EXE快捷方式，双击，根据操作指示进入测量界面。

关机：退出测量界面，关闭WINDOWS系统，然后按下“电源开关”，电源指示灯熄灭，完成关机。注：一定要关掉电源开关，否则会造成电池能量耗尽，影响下次使用。

充电：使用专用充电器，将充电插头插入充电口，一次需7个小时。注：当电池耗尽时，需充电20分钟可开机使用。

软件操作说明

用户可以根据自己的需求，利用系统软件，为每次试验建立试验档案，填写检测说明信息，保存检测数据，以便将检测数据与检测信息对应起来。

当软件第1次启动时，系统会出现“试验设置”对话框，提醒用户填写试验信息，同时可以对试验列表进行查看和删除某个试验，当单击试验列表中某个试验时，试验信息区将显示对应试验信息。

如果你点击取消按钮，不建立自己的试验档案，系统软件也可以快速建立默认数据库quik_test.db3，保证完成试验数据的存储。

软件会在硬盘D:TESTV2.X\test中建立存储目录以保存数据，例如：

试验名称为：     TEST1

则 检测数据存储路径为：D:TESTV2.0\test\test1

所有的检测原始数据都以二进制方式保存以节省存储空间，所有的记录数据都存储在SQLite数据库中，以备生成报告使用。

利用本系统进行检测检测数据都存储在硬盘中，也可以导出到PC机进行备份。历史数据可以被加载入系统进行追踪分析。

试验设置对话框：

当上述参数均设置完毕后，点击开始试验进行试验。

系统软件主窗口

系统状态参数

当系统软件启动之后，状态栏就会显示当前系统状态，如记录存储状况、系统时间、运行状况、触发方式以及设备电池电量。

水平：当前窗口每格显示时间长度；

竖直：

（1）当前操作通道选择：如选择“CH1”当前所有参数设置对象为1通道。

（2）通道打开/关闭：可将选种通道打开/关闭。

（3）通道供电选择：标记该选项可对所选通道供电；

注：当外接有源传感器时把“供电”对话框选中，未接有源传感器的通道“供电”对话框选择空白状态；

（4） 通道量程设置：更改当前通道量程；

（5）校正参数设置：通过标准源校准仪器；

（6）校正按钮：在仪器暂停情况下按下执行校正功能；

触发：

触发模式：提示当前触发方式，从而保证系统根据触发方式正确的使用。

触发方式：可选择自动触发、单次触发；

电池电量：提示当前电池剩余电量，当剩余电量小于5%时，系统会发出嘀嘀嘀嘀报警声，提示用户应连接适配器充电，或保存数据关闭系统，防止因电池没电关机导致试验数据丢失。

显示界面：

显示界面为独立四通道显示，可同时显示波形、放电量值。

设置界面：

在主显示窗口上方有一排设置选项

（1）退出功能键

退出按键，当实验完毕时单击此按键退出试验界面

（2）单位转换按键

（3）自动定位按键

自动定位功能

（4）暂停/开始按键

开始/暂停功能

（5）保存功能

录波和保存图片功能

（6）频域分析功能

将当前所选通道时域波形转换为频域波形

（7）屏幕键盘

调取软件盘

（8）三维图显示功能

N-Q-φ三维图

4. 局部放电检测仪配置

该设备配置主机可共用不同传感器可测量不同设备，不同传感器使用方法不同，其主要区别是是否需要供电，区别如下表：

依托虎石台试验场可模拟事故工况和故障现象这一特点，国网信通产业集团利用虚实联动智能电网孪生系统开展专项试验验证与研究，采集大量缺陷和故障样本数据，打造完备可靠的正常和异常样本库；基于样本库进行人工智能算法优化训练，打造高水平算法模型库；构建以孪生模型、机理模型、仿真模型为主体的设备模型库，形成可共享可复用的三大资源库，为电力设备状态分析研判和趋势预测等应用提供支撑。

“虚实联动智能电网孪生系统的建成对辽宁数字孪生电网建设意义重大。虽然前期投资规模较大，但建成的可共享可复用的三大资源库能够有效减少后期数字孪生技术在变电站应用的成本。”

虚实联动智能电网孪生系统在架构和功能设计上考虑在运变电站的实际需求和现状，开发预留中台接口与接入功能，能够无缝对接在运变电站已有系统和数据，支撑在运变电站智能运检建设，降低在运变电站数字孪生系统开发投入成本，提升数字孪生技术在电网中应用的水平和成效。

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