可变速技术能使抽水蓄能机组不局限于额定转速运行，从而使调控更灵活、快速、高效、可靠，该技术已成为全球抽水蓄能领域的新方向和研发热点。目前，世界上大多数可变速抽水蓄能机组位于日本和欧洲。日本20世纪90年代就开始应用可变速抽水蓄能技术实现电网频率控制，日本可变速抽水蓄能电机的产品*大单机容量已达到40万千瓦。近年来，随着大量风力发电的接入，欧洲开始大量引入可变速抽水蓄能进行电网功率平衡控制。

我国在可变速抽水蓄能产品方面还相对落后，目前国产化产品处于空白状态。我国第1座可变速抽水蓄能电站是丰宁电站二期工程，该电站的变速抽水蓄能机组由外国公司承建，目前还在建造之中。

我国新型电力系统中急需一定量的可变速抽水蓄能机组，一是推进可再生能源发电的需要，二是保障电网可靠，提高供电质量。2021年，我国首座可变速抽水蓄能机组实证平台在武汉大学校外抽水蓄能实验基地成功通过专家评审，将为我国第1批可变速抽水蓄能电站的设计、建设、运行提供基础性支撑。

§1.1 产品简介（LY803三相微机继保分析仪工作原理及结构）

是上海来扬电气科技有限公司参照中华人民共和国电力行业标准《DL/T624-1997继电保护微机型试验装置技术条件》，在广泛听取用户意见的基础上，认真总结多年积累的产品开发和生产经验，采用目前*新的电子技术研制的新一代继电保护测试装置，可以独立完成继电保护、励磁、计量等专业领域内的装置和元器件测试调试，广泛适用于电力、铁路、石化、冶金和矿山等行业的科研、生产和电气试验现场。

本产品的主要特点：

1、业内开创真彩触摸屏+键控，让操作更得心应手

本机采用8寸真彩触摸屏，配合自主设计的键盘，让操作更快捷，更得心应手，同时，程序开始试验时，自动关闭触摸屏，防止任何误操作。

2、业内开创内置单路嵌入式模拟断路器

模拟断路器主要用于继电保护装置的整组试验以及在备用电源自投装置试验等项目中替代真实的高压断路器。本机内置的模拟装置为微机继电保护测试系统的配套产品，特别在新建电厂、变电站的高压断路器没调好或未投直流电源的情况下，使用内置模拟断路器进行继电保护试验将不受外界因素影响，从而缩短调试时间，提高试验工作效率。

3、嵌入式主机，配备超大规模可编程逻辑器件（CPLD）

主机采用高速高性能嵌入式微机系统配备CPLD，响应速度快，传输频带宽，对基波可产生每周波500点的高密度拟合正弦波，输出波形光滑，无谐波分量。由于 输出点数多，且通过精准的滤波电路，波形的失真度极小，在谐波输出时，即使对 9次谐波、450Hz也可以达到每周波55点的高密度。

4、单机8路D/A同时输出

采用16位高精度DAC芯片，确保拟合波形精度高，线性度好。可同时输出8路模拟信号，满足变压器保护、备用电源自投等全方位测试。

5、高精度线性功放，同时输出5相电压及3相电流

精心设计的电压、电流放大器实现交/直流共享，输出级采用独有的高精度超线性放大技术。精度高，可靠性好，同时输出5相交流电压和3相交流电流，每相交流电压输出高达130V、70VA，交流电流全并输出高达90A。直流电压输出可达300V、130VA。

6、接口完整，主机一体化单机箱结构

系统操作界面和试验结果是全中文显示，全部操作过程均在显示屏上设定，显示直观清晰。装置可用自带触摸屏和键盘操作，亦提供外接键盘/鼠标口。还提供2个USB口、2个RS232口，可与外部计算机及其他设备通信。只需交流220V电源，开机即可工 作。携带方便，非常适合流动试验及野外工作。

7、智能型自我保护

采用*新设计的散热结构，保证*好的通风状况。并可同时判断过流、过压、过载、短路、温度过高、数据异常等危及装置本身保障的现象，即便是操作错误也不致损坏装置。另外，当危险信号如外部电压通过端子进入测试仪时，装置告警指示灯变红，并自动切断功放。

8、接点丰富、试验适用能力强

本装置具有八路开关量输入（A B C R a b c r）和4路开关量输出。输入接点为空接点和0-250V电位接点兼容方式，可智能识别。

9、放置灵活、软件功能强大

装置立卧式放置均可，可脱机操作，亦可外接PC机操作，测试结果能自动整理、记录成试验报告，以备查阅，亦可使用U盘直接保存且方便传送到外接PC机中编辑、打印等处理。软件升级简单快捷，直接通过U盘升级或外部PC机下传，无需改动任何硬件。 软件辅助计算功能强大，可自动计算正、负、零序电压电流，一、二次侧有功、无功、功率因数。可选配内置 GPS 模块，只需外接天线，就可以同步联调。

§1.2 产品型号说明及参数（LY803三相微机继保分析仪工作原理及结构）

●主要额定参数

§1.3  面板说明（LY803三相微机继保分析仪工作原理及结构）

接线端子

◎电压输出： UA、UB、UB分别对应A、B、C三相电压，UX、UY、UZ分别对应X、Y、Z三相电压，UN电压接地端子。

◎接地端子：用于可靠接大地。

◎开关量输入：A、B、C、R、a、b、c、r及N公共端。

开入量可以接空接点，也可以接10～250V的带电位接点。一般地，A、B、C分别连接保护的跳A、跳B、跳C接点，R连接保护的重合闸接点。

使用带电接点时，直流电源的＋端，即控制源的＋KM，必须接公共端(N)。直流电源允许电压为0～250伏。如图

◎开关量输出：1、2、3、4，空接点，接点容量250V/2A，其断开、闭合的状态切换由软件控制。

◎电流输出：一般地，IA、IB、IC分别对应A、B、C三相电流，IX、IY、IZ分别对应X、Y、Z三相电流，IN为电流接地端子（IA、IB、IC任意两并或三并输出大电流时，建议用三个IN端子并联输出）。

二．指示灯

IA IB IC IX IY IZ交流电流源开路告警指示灯：当打开功放并开始送模拟量后，如果电流源处于开路状态，对应灯常亮示警，但装置不会保护。

UA UB UC UX UY UZ 电压源短路告警指示灯：当打开功放并开始送模拟量后，如果电压源处于开路状态，装置保护，但对应灯常亮告警。

T 温度告警指示灯：送大电流后，装置内部温度上升，如果超出**范围，装置保护，切断功放开关，本灯常亮告警。

三．外部接口

装置上盖处接口分别是：

PS2口，可外接101电脑键盘及鼠标，以操作装置软件

USB口，可插U盘，拷贝测试报告或给软件升级

COM1,RS232口，用于与PC连接，使用Windows操作软件

COM2,RS232口，可用于同步对调时外接GPS接收机。对于内置GPS模块的，此端口预留。

四．嵌入式模拟断路器

1.输入接点：跳闸、公共端、合闸。

2.指示灯：110V0.5A、110V1A、220V0.5A、220V1A。当前电压及动作电流选择指示灯。

3.调档开关：模拟断路器总电源及档位选择开关。

4.时间旋钮：设置动作时间。范围是0-200ms。

5.辅助接点：跳闸、公共端、合闸。指示当前模拟断路器的开关位置。

下面以 RCS-9612A 线路保护装置为例，介绍做重合闸实验时，内置模拟断路器的接线方法：

【注意】：本模块适用于110KV及以下的保护。对于220KV以上的，要测试分相跳闸的的实验，请另接其他模拟断路器。

§1.4  注意事项（LY803三相微机继保分析仪工作原理及结构）

1．开关机顺序:开机：电源开关 －→ 功放开关

关机：功放开关 －→ 电源开关

测试仪启动完毕后，才能投入功放开关。

2．装置应可靠接地。为保证本机外壳可靠接大地，外部电源的引入线一定要用三芯电源线！

另外，还提供一个接地端子，可用来接大地。对应标识。

3．优良禁止将外部交直流电源引入测试仪的电压、电流插孔！

4．使用带电接点时，直流电源的＋端，即控制源的＋KM，必须接公共端(N)。直流电源允许电压为0～250伏。

5．建议开机后，按下功放开关先预热5～15分钟,再进行试验！

6．如果被测设备是在运行现场，则请将现场的电流互感器(CT)、电压互感器(PT)回路与保护设备解开，以免本装置受强烈干扰而不能正确测试。

第2章 软件操作说明（LY803三相微机继保分析仪工作原理及结构）

§2.0  概述

测试仪启动后，进入如下主菜单：

一．脱机运行：选择进入脱机运行主界面。每个测试菜单的介绍，参照下面章节。

二．外接PC试验

外接笔记本电脑，使用Windows下程序，进行试验。ESC退出本菜单项。

【注意事项】：

正确操作步骤：

1．接好电源线及电压电流接至被测装置的线。

2．开机后，按下功放开关先预热5～15分钟。

3．接上串口线，使用Windows下程序，进行试验。

三．系统管理：选择进入如下菜单

U盘拷贝测试报告

本菜单将拷贝测试仪中所有已保存的测试报告至U盘中的AT_REP。

插好U盘，然后打开测试仪电源。

选择进入本菜单，程序自动完成拷贝。

关闭测试仪电源，拔出U盘。

使用U盘升级软件

将软件升级包解压并拷贝至U盘，注意不要改变目录，否则不能正常完成操作。其正确目录应该是U盘根目录下AT_UPD。

插好U盘，打开测试仪电源。

选择进入本菜单，程序自动完成升级。

关闭测试仪电源，拔出U盘。

外接PC升级软件

开机后，不要打开功放开关，接好串口线，选择进入本菜单，再使用Windows程序中“下位机软件升级” 菜单，选择本系统的升级包中配置文件，开始升级操作。

初始化各菜单设置

输入密码确认后，将所有菜单的参数设置，恢复到出厂值。

删除所有测试报告

输入密码确认后，删除所有的测试报告。

打开或关闭触摸屏

配置打开或者关闭触摸屏。关闭后，触摸屏操作无效。

装置使用注意事项

显示测试仪使用中*重要的注意事项。

常规抽水蓄能机组的运行过程转速不变，发电状态下功率调节范围较窄，抽水状态下功率不能调节，不足以应对电网近年来出现的大规模快速功率波动的迫切需求。采用可变速抽水蓄能机组可以实现发电运行和抽水运行两种状态的宽负荷功率调节，同时具有快速系统响应速度，使水轮机在任意水头和负荷时始终保持在*佳转速运行，并保持效率*优，对电力系统稳定运行起到重要作用。目前来看，面临以下挑战。

一是大型可变速抽水蓄能机组由于采用双馈电机机型，转动部分与定子部分具有一样的铁心和绕组。这样的结构对小型电机不存在太大问题，但对于大型抽水蓄能机组这种大尺寸、高线速度下的转动铁心和绕组，其动态稳定设计是国际公认的难题。从转动部分关键部件的材料选择，到电磁性能、力学性能及传热性能的设计都存在亟待攻克的难点，需要电机方面科研技术人员的努力。

二是大型变速抽水蓄能机组需具备快速准确协助电网调峰调频调相的能力，开发出适用于发电和抽水两种工况并且有功和无功控制高度解耦的大型可变速抽水蓄能机组的励磁控制装置和控制策略是当前亟待解决的问题，与此相应还需要进一步提升励磁、调速器、变频装置等辅机设备的国产化水平。

三是提高大型可变速抽水蓄能机组工艺水平，降低工程造价，确保工程**和质量等方面还面临挑战。

四是需要进一步利用物联网、云计算和大数据等技术，推动大型可变速抽水蓄能机组设计、建造和管理的数字化、智能化。

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