张北柔性直流电网试验示范工程是世界上第1个具有网络特性的直流电网工程。国网冀北电力负责该工程3座换流站以及±500千伏直流线路的运维检修工作。柔性直流换流站运检涉及柔性直流换流阀、高压直流断路器、交流耗能装置等设备，作业点多、面广、工序复杂。
国网冀北电力与中国电力科学研究院有限公司联合攻关，更新故障预警应用技术，研发应用基于电力人工智能模型的柔性直流换流站运检管控场景——“柔直换流站AI智检管家”。
“柔直换流站AI智检管家”应用三维视觉、边缘计算和人工智能技术，可以全方位监控作业人员的作业行为、施工器械与电力设备之间的距离等，预警作业风险，还可以辅助运维人员开展全方位非接触式智能巡检。9月，在±500千伏阜康换流站和±500千伏康巴诺尔换流站年度检修期间，国网冀北电力在高压直流断路器作业面第1次使用“柔直换流站AI智检管家”，进一步提高作业现场可靠管控水平。
“‘柔直换流站AI智检管家’解决了阀厅内无北斗/GPS信号的情况下，高压直流断路器单间隔检修作业风险管控难度大等问题。”
今年，国网冀北电力持续深化人工智能“两库一平台”建设应用，累计归集图像样本资源280余万张、文本样本资源5万余份及专业模型120个，为无人机智能巡检、作业智能管控等数字化场景建设提供技术支撑。其中，由该公司技术攻关团队牵头开发的输电线路无人机光热声一体化智巡平台可识别缺陷类型已拓展到16类，形成了“多源数据精准采、海量数据高效传、光热声数据融合诊”的智能巡检工作新模式，提升了缺陷识别精度，实现了巡检数据高质量压缩还原，可节省60%的数据传输时间。
一、概述（YDQ充气式试验变压器快速高精度的测试能力）
YDQ系列高压试验变压器是根据《试验变压器》标准，在油浸式试验变压器的基础上而设计生产的。SF6气体具有良好的电气绝缘性能及优异的灭弧性能，其耐压强度为同一压力下氮气的2.5倍，击穿电压的空气的2.5倍。在0.25MPa下与油的击穿电压相等，在0.45MPa压力下是油的击穿电压的2倍，是一种优于油的新一代超高压绝缘介质材料。该产品技术要求完全符合《ZBK-41006-89》标准，它是油浸式轻型试验变压器的换代产品。该产品具有体积小、重量轻、不受气候变化影响、电晕小、现场搬运无需静止可使用，使用寿命长、免维修等特点。适用于电力系统、工矿企业、科研部门等对各种高压电气设备、电气元件、绝缘材料进行工频或直流高压下的绝缘强度试验。
二、产品结构（YDQ充气式试验变压器快速高精度的测试能力）
YDQ系列高压试验变压器采用单框芯式铁芯结构，初级绕组绕在铁芯上，高压绕组在外，这种同轴布置减少了漏磁通，因而增大了绕组间的耦合。产品的外壳为圆柱灌式容器结构，能耐受0.8MPa以上压力。其结构见图1：
三、工作原理（YDQ充气式试验变压器快速高精度的测试能力）
YDQ系列高压试验变压器为单相变压器，联结组标号Ⅰ.Ⅰ. 用工频220V(10kVA以上为380V)电源接入 (为本公司生产的试验变压器配套专用设备，详细资料请见其具体使用说明书)系列操作箱(台)，经操作箱内自偶调压器(50kVA以上调压器外附)调节至0～200V(或0～400V)电压输出至YDQ试验变压器的初级绕组，根据电磁感应原理，在试验变压器高压绕组可获得试验所需的高电压。
单台YDQ系列高压试验变压器的工作原理图见图2。
单台YDQ系列交直流高压试验变压器的工作原理图见图3，图中高压套管中装有高压硅堆，串接在高压回路中作半波整流，以获得直流高电压。当用一短路杆将高压硅堆短接时，可获得工频高电压，作为交流输出状态；取消短路杆时，作为直流输出状态。
试验变压器高压套管中的高压硅堆未画出，其原理与上图相同。
三台试验变压器串级获得更高电压的接线原理见图4。串级高压试验变压器有很大的优越性，因为整个试验装置由几台单台试验变压器组成，单台试验变压器容量小、电压低、重量轻，便于运输和安装。它既然可串接成高出几倍的单台试验变压器输出电压组合使用，又可分开成几套单台试验变压器单独使用。整套装置投资小，经济实惠。图5中，在**级和第2级的每个单元试验变压器中都有一个励磁绕组A1、C1和A2、C2。在三台串级试验变压器基本原理中，低压电源加在试验变压器Ⅰ的初级绕组a1x1上，单台试验变压器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的输出电压都是V。励磁绕组A1、C1给第2级试验变压器Ⅱ的初级绕组供电；第2级试验变压器Ⅱ的励磁绕组A2、C2给第3级试验变压器Ⅲ的初级绕组供电。第2级试验变压器Ⅱ和第3级试验变压器Ⅲ的箱体分别处在对地为1V和2V的高电位上，所以箱体对地是绝缘的，试验变压器Ⅰ的箱体是接地的。这样第1级、第2级、第3级试验变压器对地的额定输出电压分别为1V、2V、3V；其额定容量分别为3P、2P、1P。
YDQ系列高压试验变压器做被试品的工频耐压试验使用接线原理图见图5。
图中：R1—限流电阻 FRC—阻容分压器 RF—球间隙保护电阻 G—球间隙 CX—被试品
注：高压尾必须可靠接地
工频耐压试验中限流电阻R1应根据试验变压器的额定容量来选择。如高压侧额定输出电流在100～300mA时，可取0.5～1Ω/V(试验电压)；高压侧额定输出电流为1A以上时，可取1Ω/V(试验电压)。常用水电阻作为限流电阻，管子长度可按150kV/m考虑，管子粗细应具有足够的热容量(水阻液配制方法：用蒸馏水加入适量硫酸铜配制成各种不同的阻值)。
球间隙及保护电阻：当电压超过球间隙整定值时(一般取试验电压的110%~120%)，球间隙放电，对被试品起到保护作用。球间隙保护电阻可按1Ω/V(试验电压)选取。
在工频耐压试验中，低电压侧测量电压(仪表电压)不是非常准确的，其原因是由于试验变压器存在着漏抗，在这个漏抗上必然存在着压降或容升，使试品上的电压低于或高于低压侧测量电压表上反映出来的电压。工频耐压试验时，被试品上的电压高于试验变压器的输出电压，也就是所谓容升现象。感应耐压试验时，试验变压器的漏抗必然存在着压降。为了准确测量被试品上所施加的电压，因此常在高压侧接入FRC阻容分压器来测量电压(见图5)。
工频耐压试验操作注意事项
1）试验人员应做好分工，明确相互间联系方法。并有专门人监护现场**及观察试品状态。
2）被试品应先清扫干净，并优良干燥，以免损坏被试品和试验带来的误差。
3）对于大型试验，一般都应先进行空升试验。即不接试品时升压至试验电压，校对各种表计，调整球间隙。
4）升压速度不能太快，并必须防止突然加压。例如调压器不在零位时突然合闸。也不能突然切断电源，一般应在调压器降至零位时拉闸。
5）当电压升至试验电压时，开始计时，到1min后，迅速降压到1/3试验电压以下时，才能拉开电源。
6）在升压或耐压试验过程中，如发现下列不正常情况时，应立即降压，切断电源。停止试验并查明原因：①电压表指针摆动很大；②发现绝缘烧焦或冒烟；③被试品内有不正常的声音。
7）耐压试验前后应测量绝缘电阻，检查绝缘情况。
试验变压器在做被试品的直流耐压或泄露试验时接线原理图如图6。
注：此试验应先抽出短路杆“D”，图6中所示。
图中：VD—高压硅堆 R1—限流电阻 C1—高压滤波电容 FRC—阻容分压器 CX—被试品 μA—带保护微安表
泄露试验中限流电阻R1选择在额定输出电压时，输出端短路电流不超过高压硅堆的*大整流。如电压硅堆的*大整流电流为100mA时用于60kV的试验装置中，限流电阻按R1=60/0.1=600kΩ选择。限流电阻还应具有足够的容量和沿面放电距离。
高压滤波电容C1一般选择在0.01~0.1μF，当被试品的电容量很大时，C1可省略不用。
泄露试验的操作及注意事项
1）试验前应先检查被试品是否停电，接地放电，一切对外连线是否擦干净。要严防将试验电压加到有人工作的部位上去。
2）接好试验装置的接线后，应复查无误后才可加压。应特别注意检查高压设备及引线与地、与操作人员的**距离，被试品的外壳是否可靠接地，要按**规程中所规定的内容进行试验。
3）对于大电容量设备应缓慢升压，防止被试品的充电电流烧坏微安表。必要时应分级加压，分别读取各级电压下微安表的稳定读数。
4）试验过程中，应密切监视被试品、试验装置、微安表，一旦发生击穿、闪烁等异常现象应立即降压，切断电源，并查明原因，详细记录。
5）试验完毕，降压，切断电源后应将被试品及试验装置本身充分放电。
近日，由中国电力科学研究院有限公司牵头攻关的更新成果“大型电力变压器直流偏磁和剩磁危害评估、风险防控技术及应用”通过中国电力企业联合会组织的科学技术成果鉴定。专家一致认为，项目成果在大型电力变压器直流偏磁及剩磁危害评估、隔直治理与励磁涌流抑制等方面处于先进水平。
大型变压器是电力系统的核心设备，运行工况复杂。直流偏磁及剩磁现象可能对设备产生危害，继而影响电网可靠稳定运行。目前，大型变压器存在铁心磁滞非线性精准表征不足、直流偏磁校核不准、消磁效果不佳等问题，亟须从源头上实现设备直流偏磁与剩磁的危害评估及风险防控。
自14年起，中国电科院联合新疆电力科学研究院、重庆大学、保定天威新域科技发展有限公司等单位、高校及企业，围绕变压器磁化参数测量辨识及非线性磁滞表征、直流偏磁耐受校核及隔直治理、剩磁测算评估及三相同步快速消磁等方面开展研究，突破了变压器复杂电磁暂态建模及仿真技术，建立了变压器动态磁滞模型，提出了基于“磁场-损耗-温升”的直流偏磁耐受能力评估方法，发明了自适应恒压变频及能量对冲式剩磁消除技术。项目团队还依据非侵入式变压器直流偏磁状态监测技术成果研制了变压器剩磁评估及消除成套装置。目前，项目相关成果已在国家电网有限公司10余家省级电力公司以及一些变压器厂家推广应用。
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