唐雪陽(yáng)

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

摘要

固態(tài)變壓器（SST）憑借高頻變換、功率密度大、動(dòng)態(tài)響應(yīng)迅速、交直流靈活互通等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于AIDC算力中心、大型儲(chǔ)能、新能源充電站、智能電網(wǎng)等場(chǎng)景。該設(shè)備長(zhǎng)期工作在高頻、高壓、高電壓變化率工況中，疊加主流800V直流輸出架構(gòu)，易出現(xiàn)絕緣老化、局部放電、直流接地、電參量異常等隱患。安科瑞針對(duì)SST運(yùn)行痛點(diǎn)，推出直流絕緣監(jiān)測(cè)、局部放電監(jiān)測(cè)、電參量采集、高精度互感器等全套配套產(chǎn)品，目前已與為光能源等主流SST廠商達(dá)成深度合作，構(gòu)建全維度在線監(jiān)測(cè)體系，保障固態(tài)變壓器全生命周期安全運(yùn)行，加速產(chǎn)品商業(yè)化落地。

關(guān)鍵詞：固態(tài)變壓器、SST、直流絕緣監(jiān)測(cè)、局部放電監(jiān)測(cè)、電參量采集、電流互感器、800V直流、AIDC算力中心

一、概述

隨著算電協(xié)同、新型電力系統(tǒng)建設(shè)不斷推進(jìn)，固態(tài)變壓器（SST）作為新一代電力變換核心設(shè)備，市場(chǎng)需求快速增長(zhǎng)。相較于傳統(tǒng)工頻變壓器，S采用SiC功率器件，依托模塊化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)高效電能變換，可適配AIDC算力中心毫秒級(jí)負(fù)載波動(dòng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)雙向變流、新能源場(chǎng)站交直流混合供電等復(fù)雜工況。

但特殊運(yùn)行工況也帶來(lái)諸多安全挑戰(zhàn)：高頻電磁環(huán)境、高壓直流回路易引發(fā)絕緣劣化、局部放電、直流接地故障；短時(shí)過(guò)載、負(fù)載不平衡也會(huì)造成電壓、電流等參數(shù)異常。這類(lèi)隱性故障初期難以被人工巡檢發(fā)現(xiàn)，一旦持續(xù)發(fā)展，會(huì)造成設(shè)備停機(jī)、供電中斷，甚至引發(fā)火災(zāi)事故。因此，搭建一套專(zhuān)業(yè)、可靠的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，成為SST樣機(jī)驗(yàn)證、掛網(wǎng)測(cè)試、規(guī)模化商用的必要條件。

安科瑞深耕電力在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域多年，結(jié)合SST設(shè)備結(jié)構(gòu)與現(xiàn)場(chǎng)工況，定制一體化配套監(jiān)測(cè)方案，產(chǎn)品涵蓋直流絕緣監(jiān)測(cè)儀、局部放電監(jiān)測(cè)裝置、電力儀表、高精度電流互感器等品類(lèi)，可實(shí)現(xiàn)多設(shè)備數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)、遠(yuǎn)程告警、數(shù)據(jù)追溯，目前已批量配套為光能源等頭部SST企業(yè)，在多款機(jī)型中穩(wěn)定應(yīng)用。

二、產(chǎn)品配置與功能介紹

2.1直流絕緣監(jiān)測(cè)儀（AIM-D系列）

當(dāng)前SST主流采用800V直流輸出架構(gòu)，直流系統(tǒng)對(duì)地絕緣狀態(tài)是安全第一道防線。直流系統(tǒng)單點(diǎn)接地故障隱蔽性強(qiáng)，若不能及時(shí)排查，會(huì)逐步擴(kuò)大故障范圍。

安科瑞AIM-D系列直流絕緣監(jiān)測(cè)儀形成完整電壓覆蓋矩陣：AIM-D100-TH適配DC100~1000V系統(tǒng)，匹配800V直流標(biāo)準(zhǔn)；AIM-D100-TS可滿足DC1500V高壓級(jí)聯(lián)SST使用需求。

設(shè)備采用成熟不平衡電橋檢測(cè)原理，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)直流正、負(fù)極對(duì)地電阻與對(duì)地電壓，兩極接地故障也可精準(zhǔn)識(shí)別。當(dāng)絕緣阻值低于預(yù)設(shè)閾值，裝置立即觸發(fā)繼電器告警，并自動(dòng)記錄故障信息。標(biāo)配RS485Modbus-RTU通訊接口，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)上傳至SST主控及后臺(tái)平臺(tái)。整機(jī)采用導(dǎo)軌式安裝、插拔端子設(shè)計(jì)，體積小巧，可直接集成在SST柜體內(nèi)，也是為光能源SST設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)配套器件，從源頭規(guī)避直流接地引發(fā)的設(shè)備故障。

2.2局部放電監(jiān)測(cè)裝置（APD系列）

SST中壓模塊、高頻變壓器長(zhǎng)期運(yùn)行，絕緣材料易產(chǎn)生氣隙放電、沿面放電等局部放電現(xiàn)象，是絕緣老化、設(shè)備失效的重要前兆。同時(shí)設(shè)備高頻開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的電磁噪聲，會(huì)大幅提升傳統(tǒng)局放檢測(cè)難度。

安科瑞APD系列三合一局部放電監(jiān)測(cè)裝置，集成特高頻UHF、地電波TEV、超聲波AE三種檢測(cè)方式，多維度采集放電信號(hào)，有效過(guò)濾現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾，精準(zhǔn)判定放電類(lèi)型、放電幅值與頻次。設(shè)備可長(zhǎng)期在線監(jiān)測(cè)，提前數(shù)月預(yù)判絕緣缺陷，彌補(bǔ)人工巡檢的盲區(qū)。

裝置支持本地聲光告警與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)上傳，可長(zhǎng)期積累局放運(yùn)行數(shù)據(jù)，為SST可靠性驗(yàn)證、壽命評(píng)估、產(chǎn)品迭代提供數(shù)據(jù)支撐。設(shè)備環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，可在高低溫、高濕工況下穩(wěn)定工作，適配各類(lèi)SST柜內(nèi)安裝場(chǎng)景。

2.3電參量采集儀表+電流互感器

SST需要持續(xù)跟蹤電壓、電流、功率、功率因數(shù)、諧波、頻率等全電參量，以此判斷負(fù)載狀態(tài)、過(guò)載情況、三相平衡度，尤其AIDC場(chǎng)景對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性、精度要求高。

安科瑞多功能電力儀表、多回路電量采集裝置，測(cè)量精度可達(dá)0.5級(jí)，可全天候采集S高低壓側(cè)各項(xiàng)電參量，精準(zhǔn)捕捉毫秒級(jí)負(fù)載波動(dòng)、電壓暫降等異常工況，同時(shí)滿足監(jiān)測(cè)與電能計(jì)量需求。

配套開(kāi)口式、閉口電流互感器，規(guī)格覆蓋50A~600A，最高精度達(dá)0.2級(jí)，采樣數(shù)據(jù)穩(wěn)定。開(kāi)口式互感器支持不停電安裝，水晶頭接口布線簡(jiǎn)潔，兼顧設(shè)備出廠集成與現(xiàn)場(chǎng)改造兩種場(chǎng)景，有效降低施工與運(yùn)維成本。

2.4整套系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)能力

安科瑞全套監(jiān)測(cè)產(chǎn)品支持標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU通訊協(xié)議，可無(wú)縫接入SST主控系統(tǒng)、本地SCADA或遠(yuǎn)程云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集→異常告警→趨勢(shì)分析→故障追溯一體化閉環(huán)。

運(yùn)維人員可遠(yuǎn)程查看所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，調(diào)取歷史曲線與故障記錄；設(shè)備測(cè)試階段可完整留存運(yùn)行數(shù)據(jù)，助力廠商完成掛網(wǎng)驗(yàn)證、性能優(yōu)化；規(guī)模化項(xiàng)目中可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守運(yùn)維，全面提升配電系統(tǒng)智能化水平。

三、應(yīng)用總結(jié)

目前國(guó)內(nèi)固態(tài)變壓器賽道蓬勃發(fā)展，為光*源、伊*爾、大*泰來(lái)、四*電氣、新*光等企業(yè)持續(xù)推進(jìn)產(chǎn)品研發(fā)與場(chǎng)景落地。行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)除核心拓?fù)洹⒐β势骷猓涮妆O(jiān)測(cè)生態(tài)已成為決定產(chǎn)品可靠性與商業(yè)化進(jìn)度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

安科瑞依托成熟的硬件技術(shù)、豐富的現(xiàn)場(chǎng)適配經(jīng)驗(yàn)，以直流絕緣監(jiān)測(cè)、局部放電監(jiān)測(cè)、電參量采集、高精度互感器四大核心產(chǎn)品，為SST設(shè)備筑牢安全防護(hù)屏障。目前已與為*能源等主流廠商深度合作，產(chǎn)品批量配套上機(jī)，運(yùn)行表現(xiàn)穩(wěn)定。

未來(lái)，伴隨SST行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不斷、產(chǎn)業(yè)鏈持續(xù)成熟，安科瑞將繼續(xù)優(yōu)化高頻、高壓、交直流混合工況下的監(jiān)測(cè)方案，攜手各大固態(tài)變壓器企業(yè)，共建安全、高效、智能的電力變換體系，助力AIDC算力中心、大型儲(chǔ)能、智慧電網(wǎng)等領(lǐng)域高質(zhì)量發(fā)展。