世界首套±800千伏特高壓直流量子電流傳感器在昆柳龍直流工程柳州換流站投入運行超過72小時，標志著我國電力領域第1個量子傳感技術國家重點研發計劃項目取得重大突破。

依托量子特性，這套傳感器可以在-40攝氏度至+85攝氏度極端環境下，實現從毫安級到10千安級的超寬量程覆蓋，成功將量子精密測量技術拓展到常規工業溫度范圍，為量子科技進入更多的工業領域打開想象空間。

今年政府工作報告提出，因地制宜發展新質生產力，培育壯大量子科技等產業，并強調要通過“新技術新產品新場景應用示范”推動傳統產業改造升級。

對于電網而言，傳感器猶如人體的神經末梢，無時無刻不在感知和測量各類數據，及時顯示“健康指標”。傳統電流傳感器容易受復雜天氣、強電磁環境等因素影響，在測量精度、抗干擾能力方面存在不足。

在國家戰略指引下，南方電網公司聯合中科院上海微系統所等國內20余家科研單位、設備廠商歷經1年半時間，聯合攻克了量子態調控、惡劣環境封裝等技術難題。

第1章 特點與技術參數（國家電網新標準三相繼保試驗裝置功能介紹）

第1節主要特點

1、滿足現場所有試驗要求。既可對傳統的各種繼電器及保護裝置進行試，也可對現代各種微機保護進行各種試驗，特別是對變壓器差動保護和備自投裝置，試驗更加方便和上乘。

型具有標準的四相電壓，三相電流同時輸出，電壓125V、相，電流40A/相。三相電流并聯可達120A。

2、各種技術指標完全達到電力部頒發的DL/T624-1997《繼電保護微機型試驗裝置技術條件》的標準。

3、單機獨立運行，內置高性能工控機，主頻300--600MHz，內存512M，硬盤4--12G，運行Windows XP操作系統。

4、國內同行業首先采用進口拉絲不銹鋼面板，不銹鋼鍵盤，同時采用觸摸式鼠標，克服了軌跡球鼠標操作不靈活、容易損壞的缺點，并選用8.4寸,分辨率為800×600的TFT真彩顯示屏,使得單機整體操作方便自如,經久耐用。

5、主控板采用DSP+FPGA結構,16位DAC輸出,對基波可產生每周2000點的高密度正弦波,大大改善了波形的質量,提高了測試儀的精度。

6、功放采用高保真線性功放,既保證了小電流的精度,又保證了大電流的穩定。

7、采用USB接口直接和PC機通訊，無須任何轉接線，方便使用。

8、可連接筆記本電腦運行。筆記本電腦與工控機使用同一套軟件，無須重新學習操作方法。

9、具備GPS同步試驗功能。裝置可內置GPS同步卡（選配）通過RS232口與PC機相連，實現兩臺測試儀異地進行同步對調試驗。

10、配有獨立專用直流輔助電壓源輸出，輸出電壓分別為110V（1A），220V（0.6A）。以提供給需要直流工作電源的繼電器或保護裝置使用。

11、具有軟件自校準功能，避免了要打開機箱通過調整電位器來校準精度，從而大大提高了精度的穩定性。

第2節 技術參數（國家電網新標準三相繼保試驗裝置功能介紹）

技術參數

1、交流電流源:

相電流輸出（有效值）：  0--40A/相  精度：0.2%

三相并聯輸出(有效值)： 0--120A/三相同相位并聯輸出

相電流長時間允許工作值(有效值)： 10A

每相*大輸出功率 ：420VA

三相并聯電流*大輸出功率 ：900VA

三并電流*大輸出允許工作時間 ：10s

頻率范圍： 0--1000Hz    精度：0.001Hz

諧波次數： 2--20次      相位：0--360°    精度：0.1°

2、直流電流源:

電流輸出：  0--±20A/相   精度 0.2%

3、交流電壓源:

相電壓輸出（有效值）： 0--125V/相  精度：0.2%

線電壓輸出（有效值）： 0--250V

相電壓/線電壓輸出功率 ： 75VA/100VA

頻率范圍： 0--1000Hz  精度：0.001Hz

諧波次數： 2--20次    相位：0--360°   精度：0.1°

4、直流電壓源:

相電壓輸出幅值：0--±150V   精度：0.2%

線電壓輸出幅值：0--±300V   

相電壓/線電壓輸出功率： 90VA/180VA

5、開關量端子:

開關量輸入端子：  8對

空接點： 1--20mA，110V裝置內部有源輸出

電位翻轉：0--6VDC為低電平  15--250VDC為高電平

開關量輸出端子：4對，空接點  遮斷容量：110V/2A，220V/1A。

6、時間測量范圍: 

范圍：1ms--9999s    測量精度：1ms

7、體積重量:

體積： 365(mm )×400(mm )×195 (mm )   約18Kg

8、電源:

AC220V±10%   50Hz   10A

第2章 硬件結構（國家電網新標準三相繼保試驗裝置功能介紹）

硬件組成

內置高性能工業控制計算機

采用高性能工控機作為控制計算機，配置512M內存，4--12GCF卡，預裝Windows XP操作系統，面板帶有8.4″800×600分辨率TFT真彩LCD顯示器,不銹鋼優化鍵盤和觸摸鼠標，不用外接鍵盤和鼠標就可直接使用，裝置面板配有兩個USB接口，可方便地進行數據存取、數據通信和軟件升級等。

DSP數字信號處理系統

采用6000系列DSP控制器作為核心，FPGA可編程邏輯器件輸出波形，由于采用的是DDS硬件輸出波形的技術，使波形頻率和相位精度相當高，同時，該系統與工控機通訊直接采用USB2.0接口，使得數據通訊穩定可靠。

D/A和A/D轉換

采用高精度D/A轉換器，同時采用有源低通濾波器，使輸出波形平滑，幅頻特性優良。同時控制系統還保留了12路12位A/D轉換電路，可實時采集12路模擬量的輸出波形并通過軟件在屏幕上顯示實際輸出的波形，幅值和相位。

高精度線性電壓，電流功率放大器

電流、電壓采用高性能線性放大器直接耦合輸出方式，使電流，電壓源可直接輸出交流和直流波形，并可通過軟件計算輸出各種如方波、各次諧波疊加的組合波形，故障暫態波形等，可以較好地模擬各種短路故障時的電流，電壓特征。功放電路采用進口大功率高保真模塊式功率器件做功率輸出級，結合精心合理設計的散熱結構，具有足夠大的功率冗余和熱容量，功放電路具有完備的過熱、過流、過壓及短路保護，電流回路允許開路，不會損壞裝置。面板有電流開路指示燈，以方便用戶檢查接線正確與否。同時面板還有電壓過載或短路指示燈，當電壓回路（在有輸出情況下）發生短路時，該指示燈亮。大電流限時采用獨特的硬件，限時電路，克服了傳統的軟件限時的缺點，使大電流使用更**和更可靠。

開關量輸入、開關量輸出

共有開關量輸入端子8對，開關量輸出端子4對。

開入量由光電隔離器組成,其工作電源為獨立的110V工作電源，所以在COM端與開入量之間有110V的直流電壓。

開出量由光電隔離器和24V直流繼電器組成，其工作電源為獨立的24V工作電源，所以在COM端與開出量之間有24V的直流電壓。

以下是幾種常見的開入量的接線示意圖：

① 帶電位的空接點

② 電位翻轉

③ 空接點

專用獨立的直流電源輸出

裝置配有兩路110V直流電源電壓輸出，頭尾相接組成+110V、0V、-110V三個端子輸出，只能作保護裝置的工作電源，不能作為直流操作電源使用。這樣+110V、-110V兩端子可輸出220V直流電壓。

型：【輔助直流電壓輸出端子】設計在測試儀的后面板上。

第2節 面板說明（國家電網新標準三相繼保試驗裝置功能介紹）

一、整體結構

二、前后面板介紹

1、8.4″液晶顯示屏。

2、不銹鋼鍵盤。

3、觸摸式鼠標。

4、電壓短路告警指示燈，電流開路告警指示燈。

5、USB接口，USB1為數據交換用，USB2為外接筆記本電腦用。

6、USB切換開關，當切換開關撥向左邊時，為連接工控機通訊；當切換開關撥向右邊時，為外接筆記本電腦通訊。

7、DSP控制板復位按鈕，當軟件顯示發送數據失敗或無設備連接時，按此按鈕，使DSP板復位，同時屏幕右下方可出現USB設備的標記。

8、主機電源開關。為工控機的工作電源。

9、功放電源開關。當需要輸出電流、電壓時，可開啟此電源開關。

10、輔助直流電壓輸出端子。

11、裝置接地端。

12、裝置電源輸入插座，AC220±10%，保險10A。

13、散熱柵格。

14、風扇出風孔。

15、電流、電壓輸出端子（在裝置左側板）。

16、開關量輸入、輸出端子（在裝置上蓋板上）。

第三章  快速入門（國家電網新標準三相繼保試驗裝置功能介紹）

第1節  試驗注意事項

1、內置了工控機和Windows操作系統，請勿過于頻繁地開關主機電源。

2、裝置面板或背板裝有USB插口，允許熱撥插USB口設備（如U盤等），但注意撥插時一定要在數據傳輸結束后進行。

3、為了保證工控機內置的Windows操作系統能穩定可靠運行，請不要隨意刪除或修改硬盤上的文件和桌面上的圖標，請不要隨意操作、更改、增加、刪除、使用內置Windows系統，以免導致操作系統損壞。使用USB盤拷貝數據時請一定保證U盤干凈無病毒，也請不要利用U盤在本系統中安裝其它軟件程序。

4、外接鍵盤或鼠標時，請勿插錯端口，否則Windows操作系統不能正常啟動。

5、請勿在輸出狀態直接關閉電源，以免因關閉時輸出錯誤以致保護誤動作。

6、開入量兼容空接點和電位（0－250VDC），使用帶電接點時，接點電位優異（正極）應接入公共端子COM端。

7、使用本儀器時，請勿堵住或封閉機身的通風口，一般將儀器站立放置或打開支撐腳稍傾斜放置。

8、禁止將外部的交直流電源引入到測試儀的電壓、電流輸出插孔。否則，測試儀將被損壞。

9、如果現場干擾較強或**要求較高，試驗之前，請將電源線（3芯）的接地端可靠接地或裝置接地孔接地。

10、如果在使用過程中出現界面數據出錯或設備無法連接等問題，可以這樣解決：向下觸按復位按鈕鍵，使DSP復位；或退出運行程序回到主菜單，重新運行程序，則界面所有數據均恢復至默認值。

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