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[成果] 1800220034 江苏
TM5 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2018
成果简介:该项目研发12~40.5kV全系列新型环保气体开关设备采用绿色环保的氮气作为绝缘气体,实现了中压开关设备的智能化、环保化及可靠性升级,避免传统空气绝缘开关设备绝缘性能受环境因素影响及正常运行能耗较高的缺点,具有同SF6气体绝缘开关设备免维护、紧凑型、高可靠的技术特点,同时可完全避免温室气体SF6的使用及排放。项目针对12~40.5kV气体绝缘开关设备采用微正压环保氮气作为绝缘介质的高压绝缘技术、大电流载流散热技术、低泄漏率密封技术及现场运维检修技术等方面进行了研究,研制了采用微正压环保氮气绝缘的12~40.5kV气体绝缘开关设备及状态检测装置,实现了在电力、煤矿、自来水厂等多个领域的50多座变电站的工程应用及可靠运行,其中40.5kV N2绝缘开关设备实现全球范围内首次成功应用,填补了国内外在该领域的空白。 主要技术要点如下:(1)完成12~40.5kV纯氮气绝缘紧凑型环保型开关设备工程应用及运行,占地面积降低40%以上,实现开关设备一次高压系统免维护并可实现智能化监控及无人值守,设备绝缘可靠性大幅提高,运维检修成本大幅下降。同时环保气体绝缘开关设备无高温室效应及窒息性SF6气体泄漏风险,绿色环保、安全性高。(2)新型环保气体开关设备采用额定充气压力0.02MPa(相对压力)的微正压氮气替代SF6气体,同时满足零表压下工频耐压和雷电冲击耐压的绝缘设计,实现设备可靠运行。通过研究氮气的放电特性及电场结构仿真计算,完成环保气体开关设备绝缘结构设计及优化,实现单个绝缘件局放值小于1pC,整柜局放值小于10pC的设计目标,确保一次高压系统40年免维护运行。(3)紧凑型环保气体开关设备采用多母线分散并联结构构成自然优化的电场分布以及对流、传导和辐射同时作用的密封气箱散热结构设计,有效控制载流导体的电流密度分布,采用发热、散热相结合的技术手段,实现了2500A微正压氮气开关设备自然散热。相比于空气绝缘开关柜降低主回路电阻30%,且接触电阻无劣化风险,大幅降低设备损耗,实现节能增效。(4)研制了基于声电联合检测技术的局部放电在线监测设备,开发了绝缘状态智能评估系统;研究了气体湿度和纯度对纯氮气开关设备绝缘性能的影响,提出了现场检漏和补气操作方法;发明了硅橡胶连接器,实现了柜体模块化拼接和中间柜可抽出功能。 依托项目成果编制5项国家标准、3项能源行业标准和1项团体标准。获授权发明专利13项,实用新型专利21项,软件著作权1项,累计发表学术论文13篇。 项目整体技术被鉴定为国际先进水平。项目的产品及技术拥有绿色环保和安全可靠的优势,适应电网可靠性日益提升与环境协调发展需要,已在安徽、北京、湖南、上海、浙江等电网推广应用,正逐渐应用于环境友好型电网的建设中,具备在全国电力企业全面推广的条件。
[成果] 1800290104 河北
TM91 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2018
成果简介:染料敏化太阳能电池(DSCs)是为解决能源和环境问题,基于新材料、新技术发展起来的一种新型薄膜太阳能电池,具有制备工艺简单、环境友好、可塑性强、弱光下效率高等特点。合成了一系列新颖碳材料、过渡金属的碳化物、氮化物、氧化物、硫化物、磷化物、硅化物等非Pt催化剂来取代昂贵的Pt电极,有效降低了电池的成本;围绕材料的合成方法、形成机理、结构与性能的调控开展了深入系统的研究,取得了许多标志性的研究成果;研究发现对电极催化材料的类型与电对间存在匹配性,为提高电池效率开辟了一条新颖可行的途径,大大丰富了DSCs对电极领域的研究内容,促进了该领域的发展。
[成果] 1800290198 广东
TM91 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2018
成果简介:基于有机/聚合物的太阳电池作为一种新型薄膜光伏电池技术,具有全固态、光伏材料性质可调范围宽、可实现半透明、可制成柔性电池器件以及大面积低成本制备等突出优点。项目主要围绕有机光伏领域中面临的关键科学问题,从材料、器件、工艺等方面开展系统、深入的研究;在新型有机/聚合物太阳电池材料体系、有机光伏物理机制、高效率器件等基础层面实现原始创新;在此基础上实现技术集成,研究制备低成本、高性能的有机/聚合物太阳电池,目标实现能量转换效率12%~15%的溶液加工型有机/聚合物太阳电池,为相关产业的可持续发展奠定坚实的技术基础。 项目所取得的阶段性进展如下: (1)在深入研究高效聚合物太阳电池材料的分子结构与光电转化效率之间相互关系的同时,发展了一系列新型结构的共轭聚合物以及材料结构性能的调控方法。 (2)非富勒烯受体具有吸收光谱可调、吸收系数高、化学结构与能级易剪裁、较好的光稳定性和热稳定性、良好的柔性以及机械稳定性等优点。 (3)针对新设计的非富勒烯受体,全面优化宽带隙聚合物给体结构设计,实现了聚合物给体与非富勒烯受体多种特性的高度匹配,在器件中实现了光伏效率突破,经中国计量科学研究院的验证为13.1%的能量转换效率,是文献公开报道单节验证最高效率。 (4)提出有机小分子太阳电池给体材料设计的新思路,包括巧妙的通过将苯并双噻吩单元烷基链与芳香环间通过硫原子相连,以及通过引入具有较强拉电子能力的双腈基绕丹宁单元以增强分子内的电荷转移,实现了提高载流子迁移率以及分子的太阳光吸收,获得10.1%的光电转换效率的有机小分子太阳电池给体材料,这是当时国际上公开报道小分子太阳电池光电转换效率超过10%的有机小分子给体材料。 (5)全聚合物太阳电池具有更好的相稳定性、器件稳定性以及力学性能等优势。 (6)关于有机光伏器件的水醇溶共轭聚合物界面材料及调控方法的研究一直处于世界的领先水平。 (7)基于萘并噻二唑、二氟代苯并噻二唑单元构筑面向大面积印刷工艺的光伏材料,基于高迁移率给体材料的活性层厚度300纳米时,器件能量转换效率超过10%;厚度超过1微米时,器件效率仍然超过8%。 (8)通过自组装和新型界面修饰材料的设计优化,获得了系列世界纪录的高效稳定的有机无机杂化太阳能电池,基于三聚茚为内核、二苯胺为端基的新型空穴传输层材料的钙钛矿太阳电池,效率高达18.6%,是当时基于免掺杂有机空穴传输层p-i-n型钙钛矿太阳电池中报道的最高效率。
[成果] 1800220289 安徽
TM5 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2018
成果简介:柔性直流输变电技术是加快构建全球能源互联网,强化“一带一路”国家发展战略,重点解决电力能源安全的关键技术之一。柔性直流输变电用电容器是柔性直流输变电装备的核心支撑元器件。该产品主要依赖进口,其中ABB、Vishay、TDK-EPCOS等国外供应商占据了国内90%以上的市场。铜峰电子作为世界上唯一拥有电工薄膜-金属化膜-电容器完整产业链的设计开发、生产制造、产品试验厂家,运用自身产业链优势,自主研发并产业化了柔性直流输变电用电容器材料(智能电网用薄膜材料,铝高方阻锌加厚金属化膜)及柔性直流输变电用电力电子电容器(G77型电力电子电容器),产品技术达到国际先进,国内领先水平,完全替代进口,实现该项目产品全部国产化。该项目累计投资8581万元,其中研发投入占到15%以上。项目实施从2013年初开始,2015年底结束。累计建成高性能耐高温BOPP薄膜生产线,金属化镀膜线和柔性直流输变电用电容器产业化生产线各一条。可年生产5-15μm HC型BOPP薄膜3000吨,金属化膜800吨,柔性直流输变电用电容器15000台以上。柔性直流输变电用电容器具有高可靠性、长寿命、低功耗、低温升、极低的寄生电感、高储能密度等特点。电压等级可达2800VDC,电容量15mF以上,单台重量可达150kg。薄膜及镀膜材料方面,须提高薄膜的介电强度和高温稳定性,控制自愈能量,保证过电流能力,防止薄膜过度自愈,击穿损坏电容器。针对电容器的各项技术要求,主要解决了以下几个方面问题:建立了电容器卷绕、热处理、喷金等关键工序工艺参数控制模型,保证电容器稳定生产;优化设计电容器芯子卷绕叠层、芯子排列结构和连接铜带及引出电极结构分布,降低电容器寄生电感,建立抵消电磁感应线电容器设计数据模型,实现电容器低电感及低温升特性;创新铝高方阻锌加厚金属化镀膜加工技术,建立不同金属化方阻膜及其电容器应用数据库,实现控制电容器自愈能量,保证可靠自愈;通过多维度的电容器可靠性设计及模拟电容器全寿命周期应用试验,建立了电容器温度场、电压场、寿命周期曲线图,为指导应用奠定坚实基础;通过产业化及公司产品产业链技术延伸,实施重大技术革新和技术改造,建立起耐高温型高性能HC型BOPP电容薄膜工艺加工技术解决方案,化解了该项目电容器用薄膜材料配套的瓶颈问题。通过该项目的实施,铜峰电子研发出了耐高温和高介电强度智能电网用双向拉伸聚丙烯)薄膜,可控制自愈能量的铝高方阻锌加厚金属化膜和国际一流水平的柔性直流输变电用电容器,并成功实施了该项目及其产业链产品的产业化。产品技术指标全部达到甚至部分超过国外同类产品指标水平,完全可以替代进口。该项目电容器产品已成功应用于国内多个柔性直流输变电项目,运行情况安全可靠。耐高温BOPP薄膜及金属化镀膜产品,也行销国内外市场,也基本上替代了进口薄膜产品,深得用户好评。
[成果] 1800160300 湖北
TM5 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于动力与电气工程领域。 随着电网规模的不断扩大,负荷中心预期短路故障电流已远超断路器开断能力,电网被迫采用降负荷、解环方式运行,以牺牲输送容量和供电可靠性来控制故障电流,研发更大容量高压断路器需求十分迫切。单体断路器开断容量掣肘于材料、工艺,已达极限;采用断路器直接并联共同承担故障电流,面临并联电弧电流均分及熄弧时间同步性控制难题。 在国家科技支撑计划、国家电网公司重点项目支持下,项目组研发了具有自主知识产权的自动均流限流的并联型大容量高压交流断路器,取得的创新成果如下: 1)提出高压大容量故障电流并联开断的解决方案,借助耦合电抗器线圈间强电磁耦合作用,抵消断路器电弧电阻变化以实现电弧电流自动均分,并在并联电弧非同步熄弧工况下实现自动限流,成倍提升了断路器开断能力。 2)发明了覆盖10kV~500kV等级的高耦合度空心分裂电抗器结构,提出同时满足耦合电抗器均流、限流工况的加权电流分配方法、电抗器热-磁联合优化设计方法,开发出专用设计程序,研制出126kV、252kV高耦合度分裂电抗器,首次将高压大电流耦合电抗器耦合度提升到0.98。 3)提出新型的故障电流零点预测算法及断路器选相控制策略,将电力系统故障电流信号特征融入波形分析预测算法,实现首开相故障电流零点的快速准确预测,提出三相转移型故障的相控策略,故障电流零点预测采样时间从10ms缩短至5ms,预测时间缩短至1ms内,预测精度达到±1ms,显著提升了断路器开断可靠性和电气寿命,进一步提高并联开断能力。 项目研制出15kV/160kA、126kV/80kA、252kV/88kA系列高压大容量交流断路器,专家鉴定认为:项目为高压大电流开断提供了一种新的解决方案,成果整体达到国际领先水平。项目获发明专利12项,实用新型专利19项,申请国际专利1项,发表SCI/EI论文50余篇,制订团体标准1项。产品已应用于湖北省电力公司、西安高压电器产品质量监督检测中心和国家电网公司电气设备检测中心,近三年创造直接经济效益2.05亿元。项目成果具有广阔推广应用前景。
[成果] 1800240202 江苏
TM5 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2018
成果简介:面向风光发电系统应用的断路器需要具有优异综合性能和高可靠性要求,断路器作为重要的保护电器,在新能源应用场合赋予了更多新的要求,包括有:智能化多功能、高可靠宽适应性、紧凑化高性能等,因此其技术难度大大提升,成为了低压断路器行业技术竞争的制高点。该项目依托该公司建有的江苏省企业重点实验室平台,以及承担的国家火炬计划和江苏省科技成果转化专项资金项目,在充分预研基础上,在国内同行中率先开发了一系列性能优异、技术水平达到国际先进,部分指标达到国际领先水平的产品,主要技术内容有: 1、创造性地研发出纵置式塑壳操作机构,首次实现了国内塑壳机构自主化设计零的突破,开发出高性能、短小化紧凑型塑壳断路器,为国内首创。 2、创造性地研发出低频高电压交流分断技术,电压高达1000V,并在国内首次采用结合仿真计算的直流试验替代法进行测试技术创新。 3、创造性地研发出宽频电流自动跟踪采样技术,实现保护域值真有效值计算,并在国内首次实现了控制器的等效替换,即插即用。 4、创造性地研发出低应力结构设计新技术,并结合高分断快速运动冲击算法,实现了长寿命和高性能的完美表现。 5、创造性地研发出新型多并联触头高速斥开致动技术,并结合灭弧室新型气吹电弧调控技术,实现了紧凑型大电流塑壳断路器的高分断达120kA。 6、创造性地研发出同期合闸和方向性保护集成一体化的控制器技术,实现了智能化多功能,满足了新能源场合多电源保护的高选择性保护需求。 开发的产品关键技术指标为:①CW3F-2500智能型万能式断路器:工作频率1~200Hz,分断能力8kA/1000V;②CW3R-1600增强型万能式断路器:机械寿命3万次,分断能力65kA/400V;③CW3X-1600智能型万能式断路器:分断能力120kA/400V;④CM5Z-1600塑壳断路器:分断能力120kA/400V;⑤CM5X/CM5XL-125微型化塑壳断路器:分断能力50kA/400V。 该项目系列产品均填补了国内空白,综合技术指标达到国际先进水平,其中宽工作频率、免维护机械寿命、短时耐受电流等指标超过ABB、施耐德等国外企业同类产品,达到国际领先水平。已获专利授权123项,其中发明28项、实用新型95项;发表论文5篇,其中国际论文4篇,其中1篇被SCI/EI收录,有力地推动了中国智能电网和绿色能源的发展,引领了国内低压电器行业的技术发展潮流,同时也促进了中国电力装备领域的科技进步。项目产品自推广销售以来,已广泛应用于太阳能光伏电站、太阳能屋顶工程、风力发电系统等新能源发电场合,如阳光电源股份有限公司、江苏腾晖电力技术有限公司和苏州未来电器股份有限公司等光伏项目,用户反应良好。2016、2017年共实现销售收入12948万元,新增利润2205万元,税收1068万元,取得了良好的经济效益和社会效益。
[成果] 1800240448 江苏
TM5 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2018
成果简介:项目简介:该项目属于先进制造与重大装备领域,属于省国际科技合作计划项目和市重点研发与成果转化专项资金项目。近几年,中国城市轨道交通工程发展迅猛,许多企业把城市轨道交通领域,作为企业效益一个新的增长点;轨道交通直流成套开关设备是整个轨道交通牵引供电的核心单元,其电气性能直接关系到电动列车安全可靠,准点运营,是轨道运行不可或缺产品,应用前景广阔,因此各企业和科研单位纷纷投入到地铁与轻轨直流供电设备的开发研制中来。 项目存在的难题:然而存在诸多技术难题,如(1)为解除突发短路、燃弧等故障造成对设备损害及人员安全的问题,须在柜内高压室安装一种泄压装置,要实现防护等级高,快速自动泄压且能复原等功能;(2)在操作联锁机构装置的设计上要消除安全隐患,却难避免带来的结构复杂,操作费力,可靠性不高等弊端;(3)自动检测保护系统,要实现电流电压保护、接触网热保护、分合闸、联跳、防跳、联锁控制技术;(4)直流牵引供电设备绝缘检测装置及智能化线路测试装置的研究,要实现线路故障探测结果更精准且解决非绝缘安装时的绝缘监测问题;(5)要研发出大容量高分断能力直流断路器,解决大电流承载及直流灭弧等国际性难题。 项目取得的技术和经济成就:项目产品是在消化和吸收瑞士赛雪龙公司相关核心技术的基础上加以改进而开发的,适用于额定工作电压低于3000V、额定电流最大至6000A的直流牵引供电系统。该产品带有抽出式直流快速断路器,分断能力高,具有一体化的控制和保护系统,并能从牵引网络控制中心进行遥控和遥测,安装方便,易于控制和保护,特别是其直流灭弧技术,直流快速断路器的制造技术、电力监控系统的应用软件技术代表了国际先进水平。它的日趋国产化也能够迅速提升国内轨道交通直流供电系统的技术水平。 主要创新点如下: 1、支持基于以太网平台的IEC61850通讯协议,能够进行底层直流成套开关设备间的信息交换和数字化联锁技术; 2、创新性的产品设计与制造技术,手车框架采用激光焊接技术保证产品精度; 3、新型电动手车,能够在控制中心远程控制手车位置,手车配有多重安全联锁机构,拥有更高的安全性; 4、新型大电流线路测试装置,加入限流电阻线性误差补偿及强制冷却功能,提高测量精度并延长使用寿命; 5、开关柜智能化,自动检测保护系统实现电流电压保护、接触网热保护、分合闸、联跳、防跳、联锁控制技术。 该项目共获得授权发明专利5件,获得授权实用新型专利25件,设备通过国际权威检测机构(德国IPH试验站)型式试验,获得省高新技术产品认定,通过成果鉴定2项,获得科技进步奖1项。2016年销售收入15280.05万元,实现利润2292.01万元;2017年销售收入9487.11万元,实现利润1517.94万元;已被广泛应用于北京、长沙、青岛、南京、苏州、无锡、常州等地铁和轻轨工程,为公司创造了可观的经济效益,同时提升了企业形象,增强了公司市场竞争力;特别是产品成功应用于越南河内轻轨项目,国际市场前景广阔。
[成果] 1800170028 浙江
TM5 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2018
成果简介:电池级高比能量、长寿命的超级电容器是中国中车集团“十三五”战略新兴产业,是高速动车组稳定运行的关键控制系统电源,是高安全性、首尾快充的纯电动公交车储能技术的迫切需求;高能量密度超级电容器是无网运行的现代储能式有轨电车电源的首选;超高功率超级电容器是以颠覆性电磁武器为代表的战略威慑性武器装备的关键能源器件。但商用超级电容器存在单体容量小(3000F)、能量密度低(5-7Wh/kg)等问题,严重阻碍了超级电容器在相关领域的应用。项目聚焦超级电容器储能与节能领域,在国家863重点项目、宁波市重大科技专项的支持下,历经三年攻关,彻底打破国外技术垄断,发明了系列新技术,实现高比能超级电容器系列产品的规模化制造。研究成果引领了超级电容器技术的进步,促进了超级电容器的产业升级。 主要技术内容和技术指标: 1、引入化学储能,发明了物理与化学协同储能效应的混合型电容器新体系,构筑了长寿命(5-100万次)、高功率(6.69-19.01kW/kg)、电池级能量密度(11.65-38Wh/kg)的超级电容器。 2、发明了高性能石墨烯基多孔炭物理储能材料产业化制备技术;发明了“双功能”多孔炭/锂金属氧化物复合材料及其匹配特性专用电解质盐规模化制备技术。 3、发明了高性能干法电极制备技术,显著提高电极密度及稳定性;发明了新型配套制造装备技术,实现高比能超级电容器的产业化制造。 授权知识产权情况: 项目获授权发明专利44项,其中国外专利3项;发表SCI论文6篇;专著1本;成果获得宁波市科技进步一等奖2项。 应用推广及取得的经济社会效益: 项目技术成果的产业化推动了中国超级电容器及其相关领域的技术进步,筑造了国际核心竞争力。在城市轨道交通、高速动车组、工业节能领域以及军工国防领域等做出重要贡献,并带来了中国公共交通车辆牵引技术领域的重大变革。开发的系列产品作为主动力源的储能式有轨电车,已在广州、深圳等8个城市上线运营150余列;马来西亚混合动车组13列;超快充储能式公交客车已中标2000余辆,奥地利、宁波等地上线运营500余辆;产品已应用于新型武器装备;超级电容已应用于中原油田、大庆油田的机械节能系统,已维修或打井100余个;港机的重型起吊节能装置方面,已实现青岛、珠海、中山港口的大批量使用,每套年节能约11万度电。三年累计销售41994.24万元,新增税收7367.46万元,带动相关产业达上万亿元。
[成果] 1800220033 江苏
TM4 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2018
成果简介:特高压气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)具有占地面积少、环境电磁干扰低、运行维护方便等优点,是特高压变电站的主流发展方向。电压互感器是用于电网电能计量、电压测量及继电保护的重要设备,特高压柱式电容式电压互感器(柱式CVT)无法满足全GIS要求,而GIS设备中用到的罐式电磁式电压互感器(罐式PT)存在可能与电网发生铁磁谐振的风险,陡波冲击耐受能力弱,对电网安全稳定运行造成隐患,且随着电压等级提高,成本、制造难度等成倍增加。仅有日本针对中国特高压工程实现了商品化,初步形成垄断局面。该项目采用产、研、用相结合的技术路线,突破传统互感器的设计理念,创新性的提出了罐式CVT的概念,用单一同轴气体绝缘结构代替了油纸复合绝缘的小单元串联结构,并实现了特高压电压等级样机研制及工程应用。 项目在设备研制过程中,充分考虑CVT的绝缘及误差性能,反复论证结构尺寸结构参数,实现了1000kV罐式CVT的整体结构设计及关键技术参数的确定;在实施过程中,提出通过在电容分压器与电磁单元之间串联线性电感的方式,抑制VFTO的方法,研究线性电感的结构及参数,通过仿真计算对阻尼效果进行验证;在设备制造过程中,采用多种工艺方法相结合,确保其同心度与同轴度;在设备试验过程中,提出1000kV罐式CVT等效试验方法并研制试验工装,解决其铁磁谐振试验及暂态响应试验无法开展的技术问题,确保了样机型式试验的顺利实施;最终,项目建立了1000kV罐式CVT长期带电考核平台,研制了误差在线监测系统,实现了1000kV罐式CVT运行误差的监测,全面考核其绝缘及误差性能,为挂网运行奠定基础。该项目形成了完善的1000kV罐式CVT设计规范及生产制造工艺,建立了实验室及现场性能考核体系,颁布实施了《1000kV罐式电压互感器技术规范》(DL/T 1186-2012),为其广泛推广应用奠定基础。 项目获发明专利授权4项,实用新型专利授权1项,制定电力行业标准1项,发表论文12篇,其中EI检索5篇、中文核心7篇,获得型式试验报告1份,校准证书2份。1000kV罐式CVT具有抗冲击电压能力强和抗电磁环境干扰、附加误差小等优点。该互感器于2013年9月在中国“皖电东送”工程淮南站挂网,运行情况良好。项目成果在安徽省科技厅鉴定为整体达到国际领先水平。 该罐式CVT研制成功,使得日资企业的罐式PT报价降低,近三年节支总额达3.65亿元,随着特高压工程的大规模建设,一方面继续带来巨大的节支额,另一方面随着罐式CVT逐步实现量产,所带来的利润大幅增加。项目研究成果打破了国外技术垄断,为中国国产装备走向国际奠定基础,对安徽省科技成果转化工作具有积极推动作用。同时,项目成果还应用于低电压等级罐式电压互感器其他高压电器设备的研制,对相关领域技术有较大的启发,经济效益和社会效益显著。
[成果] 1800220037 江苏
TM8 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于电气工程学科,涉及测量与仪器、高电压技术专业,历时5年,产学研用协同攻关完成。项目针对输电、变电、配电防雷接地检测和应用中存在的问题,开展研究并取得显著成果: (1)开展气候条件对土壤环境的影响及土壤电阻率精确测量研究在安徽省首次开展气候条件对不同土壤环境的影响研究,通过长期、大量的基础检测,结合数理分析手段,提出适应安徽土质、季节特性的土壤季节系数;首次提出交变直流法,实现对土壤电阻率精确测量。该项成果的应用确保防雷接地基础数据的真实准确,提升防雷接地设计准确性,同时解决电力运维单位结构性缺员生产班组承载力不够的问题,提高员工工作效率,降低人力成本。 (2)开展大型地网防雷接地特性参数精确检测技术研究首次提出了基于无线传输相位差比较方法,开发了大型地网防雷接地特性参数高精度测量系统,该系统具有领先的抗1000倍干扰能力,确保在现场任何强干扰下均能准确测量;具有独创的无线分流向量测量技术,解决了大型地网测量的基本原理性缺陷,是大型地网测量技术的重大革命,已经成为行业新的研究热点和技术发展方向。该项目研制的大型地网防雷接地精确检测系统,成功在安徽1000kV特高压淮南、芜湖变电站、湖北500kV三峡电厂、众多500kV变电站完成防雷接地特性参数检测工作,各项技术指标领先国内外产品,打破国外产品垄断地位,降低国内用户使用成本,实现大型地网防雷接地全面、安全、有效评估。 (3)开展线路杆塔防雷接地特性参数精确测量技术研究提出反相补偿法抑制工频干扰的方法,研制检测系统,实现各电压等级线路杆塔防雷接地的精确检测,解决现有仪器测不准和测不出的难题。项目成果在该省超、特高压等杆塔防雷接地检测中广泛应用,提高公司对线路杆塔防雷接地的运维水平,降低线路雷击跳闸风险,保障安徽电网输电通道安全稳定运行。 (4)开展配网新型防雷接地检测及应用技术研究研制宽频信号采集装置,克服现有电磁互感器技术中的不足,实时监测处理分析雷击、操作等高频信号;研究新型接地系统,实现雷击等瞬时单相接地故障时迅速熄灭电弧,雷击断线等永久性单相接地故障时将故障相转换成金属性接地状态,有效降低配网运行风险,确保人身设备安全。 该项目针对电网输电、变电、配电防雷接地检测及应用技术进行研究,通过理论研究、数值仿真、数理分析、试验检测等手段,解决了电网各类设备防雷接地检测中的难题,取得了集理论、技术、装备及应用于一体的系列成果,已广泛应用于电网防雷接地的设计、基建、验收、运行维护等领域。 该项目授权发明专利4项,公示2项;授权实用新型专利9项;发表论文9篇。经安徽科技情报技术研究所查新:该项目针对各电压等级电力系统防雷接地精确检测及应用技术,在所查国内外文献中均未见报道。经评审项目研究成果在电网防雷接地精确检测及应用方面达到了国际先进水平。
[成果] 1800290105 江苏
TM4 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2018
成果简介:该项目响应国家重点研发计划,面向电力电子产业对高效小型化功率变换系统的迫切需求,针对中等功率通用电源,以全面突破高效GaN基电力电子技术,在千瓦级光伏系统中实现GaN太阳能逆变器的示范应用,推动GaN基中等功率电源的产业化进程为目标。拟解决以下关键科学技术问题:大尺寸Si衬底上高耐压、高可靠性GaN基材料和器件大失配外延生长技术;低动态导通电阻、高耐压、低漏电GaN基高电子迁移率场效应晶体管(HEMT)和肖特基二极管(SBD)设计与产业化制备技术;GaN异质结构材料和电力电子器件失效机理与可靠性评价体系研究;高效散热、小寄生参数多芯片集成封装技术及其可靠性研究;高频GaN基电源模块的器件驱动、效率提升、电磁兼容技术。围绕项目目标,针对拟解决的关键科学技术问题,项目拟开展的主要研究内容可概括为:Si衬底上高耐压GaN基材料及器件结构外延生长技术;高性能GaN基电力电子器件设计与产业化制备技术;GaN基电力电子器件可靠性研究与先进封装技术;GaN基电力电子器件高频高效率应用技术与示范。
[成果] 1800240215 江苏
TM4 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2018
成果简介:电网潮流精准、灵活控制是电力领域一项世界级难题。线路潮流过重会显著增加电网停电事故风险,危及大电网安全,全球约90%大停电事故与潮流越限导致的连锁跳闸有关;潮流过轻则严重制约输电能力,造成巨大电网资源浪费。统一潮流控制器(UPFC)是控制电网潮流能力最强的电力设备,因结构控制复杂,研制难度大,在中国长期处于空白。UPFC技术长期被国外西门子、西屋公司垄断。该成果在国家“863计划”、国家电网公司重大科技示范工程等项目支持下,历时近10年,攻克UPFC高可靠拓扑结构、串入设备耐短路冲击、综合控制保护等技术难题,并实现工程应用。 主要创新点如下: ①首创拓扑可灵活变换的模块化多电平UPFC换流器技术。提出多换流器交流侧可转换、直流侧背靠背UPFC拓扑结构,多换流器互为备用、多运行模式灵活切换,容量节省25%;研发换流器子模块电压多阈值状态优化、IGBT栅极电阻自适应驱动技术,损耗率≤0.8%。 ②发明多回线路功率解耦和快速故障穿越的UPFC控制保护技术。发明多回线路功率逆模型解耦和自主协调的串联侧功率控制技术,潮流控制误差≤0.8%;研发双重触发晶闸管旁路开关及多旁路设备配合的故障隔离穿越技术,隔离时间≤2ms,解决UPFC抵御电网故障冲击难题。 ③首创耐受极高过电压和强抗短路能力的串联变压器。提出全绝缘结构和分区绝缘优化技术,耐受传递过电压能力达3100kV;提出绕组结构加强及漏磁优化技术,解决耐受高倍过励磁、抗短路电流难题,过励磁能力达4p.u./100ms,抗短路能力达50kA/2s。 ④发明电网潮流实时优化和紧急控制的UPFC调控方法。提出控制域自适应的UPFC实时优化运行方法,实现潮流动态优化调节;提出基于电网实时状态感知的UPFC紧急控制技术,实现电网功率越限后潮流快速调控,响应时间≤20ms。 项目授权发明专利49件,PCT专利检索5件,发表SCI/EI论文87篇,中英文专著4部,形成标准10项,获批成立IEC、IEEE标准工作组并担任主席,主导编制UPFC系列国际标准4项。两位院士主持的鉴定认为:“成果整体达到国际领先水平”。IEEE输配电委员会主席Daniel评价“是FACTS技术发展史上的重要里程碑”;CIGRE直流输电与电力电子专委会主席Rashwan评价“促进新一代UPFC技术的发展应用”。 依托项目成果,2015年在南京建成国内首个UPFC示范工程,通过潮流灵活调控提升供电能力60万千瓦,占南京主城区负荷约18%;在苏州、上海推广应用,分别提升供电能力130、50万千瓦,苏州工程为世界首座500千伏UPFC工程。近两年销售18.4亿元,利润5.2亿元;增加供电34.7亿千瓦时,效益19.1亿元;节支12.9亿元,节约土地180公顷。成果形成新的高端智能电力装备产业链,实现了中国UPFC技术国际引领,为电力领域实现“中国制造2025”目标提供坚实支撑。
[成果] 1700600017 江苏
TM4 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2017
成果简介:项目组在国网总部重点科技项目、江苏省科技计划项目支撑下,历经数年攻关,完成“0.02级超/特高压CVT现场一体化标准装置”、“特高压互感器车载集成检测技术”等关键发明创造,取得集理论、技术、装备和重大工程应用于一体的系列成果,实现重大突破和实质性创新。 发明了0.02级超/特高压CVT现场一体化标准装置,解决了超/特高压标准装置车载小型化产生的高精度测量和电气绝缘难题,国内外首次采用移动集成技术完成特高压互感器现场检测和标准比对。 发明了特高压互感器试验车(国际首创),研制了110kV-1000kV全系列移动集成高压试验平台,实现了检测设备现场自主搭建和单车100%装备集成,发现排查特高压严重设备隐患2起、整改特高压关口计量超差3起。 发明了电流互感器的交流大电流校验系统及方法,研制了万安级车载小型化电流互感器现场标准装置,实现了特高压大电流互感器现场移动集成检测,检测效率提高5倍以上。 该项目获授权发明专利13项、实用新型12项,编制国家级标准1项、国网企标5项,发表SCI/EI检索论文9篇。由中国电机工程学会组织、中国工程院潘垣院士担任主任委员的鉴定委员会一致认为,“该项目研究成果为电力互感器现场检测提供了高效先进的检测手段,推动了电力互感器移动集成检测技术的进步,促进了电网安全经济运行水平的提升,具有显著的经济、社会效益和推广应用前景,总体上达到了国际领先水平,其中1000kV特高压互感器车载集成检测技术填补了该领域国内外技术空白。” 自2009年起,项目发明成果先后在江苏、青海、安徽等十余省大规模应用,完成110kV-1000kV一万余台次关口互感器现场移动集成检测;2015年10月首次在淮-上线特高压输变电工程的沪西变电站、南京变电站开展了1000kV特高压互感器交接试验。应用结果表明:移动检测系列装备运行稳定可靠、工作效率高、社会和经济效益显著。项目完成单位近三年实现直接经济效益2.02亿元,其中新增利润2424万元,节支1120万元。
[成果] 1700600028 陕西
TM4 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2017
成果简介:由于中国长距离、大容量特高压电网发展迅速,多个特高压直流工程挂网运行,国内企业逐步掌握了±500kV级直流输电工程用换流变压器的设计、制造、试验技术,总体技术水平得到全面的提升。但阀侧直流电压±800kV级换流变压器仍采用同国外厂家合作生产方式,为了摆脱对国外厂家的依赖,西电西变开展了特高压直流输电工程用±800kV换流变压器关键技术研究和技术开发,实现国产化设计和制造。 2010年西电西变开始±1000kV输电技术中的中端800kV换流变压器科研攻关,2013年依托国家电网公司溪洛渡—浙西±800kV特高压直流输电工程受端武义站研制了首台具有自主知识产权的±800kV级换流变压器国产化ZZDFPZ-382000/500-800样机,该样机采用单相双绕组形式,三台组成一个三相换流变压器组,阀侧为Y接。通过科研攻关及产品试制掌握了关键技术,解决了±800kV级特高压大容量换流变压器绝缘结构、漏磁控制、温升、噪声等关键难题,完成了国产±800kV级阀侧出线装置研制、全新工艺质量控制及国产绝缘材料应用等技术内容,实现了±800kV级特高压高端换流变压器国产化的突破。产品具有绝缘结构合理、工艺先进、阻抗偏差小、损耗低、局放小、温升低及噪声低等特点。主要技术性能指标达到同类产品的国际领先水平。同时获得授权一项发明专利和一项实用新型专利。 通过此次换流变压器国产化关键技术研究和样机的试制成功,证明了西电西变已掌握了特高压直流输电重大装备的设计、制造、试验以及质量控制的核心技术,打破了国外企业对特高压换流变压器的技术垄断,为±800kV直流工程用大容量换流变压器研制和±1100kV直流输电工程用换流变压器的自主发展和全国产化研究及制造奠定了坚实的基础,使特高压换流变压器国产化技术再上新台阶,极大的促进了国内直流设备制造的技术升级和跨越式发展。进一步确立了中国在国际直流输电设备设计制造技术领域的领先地位,实现了特高压大容量直流输电用换流变压器的国产化目标,为中国特高压直流输电设备全国产化奠定了坚实的基础,为西电西变赢得国际直流工程市场竞争提供了强有力的技术支撑,给企业和用户带来非常可观的经济效益和社会效益。
[成果] 1700600058 天津
TM5 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2017
成果简介:该项目由天津电气科学研究院有限公司联合配电行业多家骨干厂家,为了提高中国现有固定柜类配电产品的生命力,做好产品的升级换代,而组成联合设计组,共同创新研发的低压成套类新产品,目的为全面完善提升固定式低压成套设备的产品水平,更好的满足行业快速发展的需求。该产品是第一个全面符合最新国家标准GB7251.1-2013《低压成套开关设备和控制设备第1部分:总则》和GB7251.12-2013《低压成套开关设备和控制设备第2部分:成套电力开关和控制设备》各项要求的新型低压成套设备。 该产品属于低压配电控制领域,可广泛应用于发电厂、变配电所、石油化工、制造业、市政设施等建筑及高层民用住宅的低压配电场所。主要性能指标参数:主母线额定电流可达6300A,达到同级别配电产品最高等级,额定工作电压为380(400)V、660(690)V,额定短时耐受电流:水平母线100kA;垂直母线80kA。 该产品在结构方面,设计了组装式基本骨架,主体骨架型材采用已获专利的开口方型材,通过铝合金制三通或两通件进行可靠连接,仅采用十种零件就可组装完毕;侧板的采用则大大提高了结构的机械强度,安装布置灵活方便,使整机的综合指标大大提高;主母线采用异型铜母线方案提高母线载流量的同时,降低成本25%以上,极大的降低了制造成本。 自产品推出以来,受到了用户、专家的一致认可,不断通过行业协会在全国范围内进行推广,技术辐射范围广,应用前景广阔。在众多工程项目中有所应用,尤其是异型铜排及新型结构型材的使用不仅节约了铜资源,降低了制造成本,还提高了企业在市场的综合竞争力,更好的满足国家环保节能的政策要求,创造了显著地经济效益和社会效益。
[成果] 1700600061 河南
TM5 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2017
成果简介:平芝公司原有采用双断口断路器的550kV GIS具有着良好的使用和运行业绩,但由于技术开发时间早,存在设备尺寸较大、结构繁杂、成本较高等问题,市场竞争力不足。为提高产品市场竞争力、满足客户要求,该公司决定在原有550kV GIS的基础上研发新型采用单断口断路器的ZFW52-550(L)/Y6300-63型气体绝缘金属封闭开关设备(以下简称ZFW52)。该项目于2011年3月启动,2013年5月完成全部型式试验,2014年1月通过中国机械工业联合会技术鉴定,产品评价为“达到国际领先水平”。2014年8月通过河南省科技厅组织科技成果鉴定,所用技术被评价为“达到国际领先水平”。该产品属于交流输变电设备,主要应用于550kV电网中,通过开断、关合及承载线路的额定及短路电流,进行供电线路的联络、切换,从而实现对供电线路的保护和线路检修时的防护。ZFW52以断路器为主体,与其它隔离/接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、出线套管等电气设备组合在一起,封闭在金属外壳内,充以SF6气体绝缘。其设备整体具备一下显著特点: 断路器采用卧式结构,重心低,抗震性能好;采用单断口结构、无并联电容,结构简单,操作功小、噪音低,开断性能优良,可实现63kA故障电流的开断,触头寿命长;操作机构采用小型化、集成式液压机构,可靠性高、外部无漏油、使用寿命长。隔离/接地开关采用集成化、紧凑型设计,实现三相机械联动。 技术参数高,额定电流6300A,断路器额定短路开断电流63kA,断路器、隔离开关、接地开关机械寿命10000次,绝缘设计及试验满足DL/T593高档参数要求。 将断路器、隔离\接地开关、电流互感器作为一个单元,进行整体试验,以正压运输方式运到现场,整体安装,现场气体处理工作量小、施工便利、安装工期短。 该项目产品一经投入市场,便得到了客户的认同,2015年在同类产品中占据38%的市场份额,市场占有率稳居第一,给公司带来了良好的经济和社会效益。
[成果] 1700510364 北京
TM8 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2017
成果简介:随着移动通信技术的发展,4G系统与传统的宏基站设备相比明显小型化。4G系统一般处于非电信环境和非暴露环境,应用环境恶劣,安装随意性强。虽然传统宏基站防雷接地技术理念可应用到4G系统,但4G系统在许多场景下无法按照传统的方式接地,如果不考虑两者差异,不仅会产生巨大的投资浪费,而且会在雷击时损坏设备。4G小型系统防雷接地面临技术的转折点,国内外尚无相关研究报告和标准可依,直接影响三大运营商4G工程建设及设备和人身安全。4G系统防雷接地也引起了ITU的高度关注。该研究在小型无线系统防雷领域获得了一系列关键技术突破及理论创新,取得了处于业界前沿的研究成果,提出了一系列小型移动通信系统防雷接地解决方案,拥有独享的系列国内外发明专利,并在此基础上主导编写了一系列国际国内标准。研究成果理论创新与国内外技术对比全面领先:1)发明了在非暴露环境下,采用非常规的半浮、全浮和隔离浮地的接地技术,解决了小型移动通信系统因环境恶劣等因素带来的安装和接地困难问题,形成了防雷接地技术领域的重大突破;2)针对不同雷击区域和环境条件,提出了差异化的优化接地设计方法,节省了数以亿计的建设费用;3)划分了不同的雷电保护区域,对不同环境下的小型移动通信系统建立了最佳的直击雷保护方法,降低直击雷形成的诱因,减少直击雷概率,确保系统在直击雷情况下的安全;4)在不同雷电强度下,创建了不同的雷电过电压保护模式;研发了一系列防雷器件、发明了自恢复性开关及后备保护器,引起了国内外轰动效应,形成多项基础核心发明专利。主导系列国际国内标准,取得在该领域的国际话语权,享有国内外4G建设的强大竞争力:项目组主编了YD/T3007《小型无线系统的防雷接地技术要求》,并将核心内容写入了国家标准GB1514-T-339《通信局站防雷装置检测方法》、GB50689《通信局(站)防雷与接地工程设计规范》。鉴于以上标准成果技术内容的原创性和广泛实用性,在ITU主导编制了K.97 Lightning protection of distributed base stations、K.112 Lightning protection, earthing and bonding: Practical procedures for radio base stations、K.120 Lightning Protection and Earthing of Miniature Base Station 3个国际标准,彰显了“中国防雷在世界范围的影响力,在国际标准唱响中国好声音”。核心发明专利直接推动了防雷接地技术的发展:研究成果形成独享的国内外专利28项,其中发明专利17项(含美国、欧洲、法国三项国际专利),实用新型专利11项。项目组于ITU标准提交日期前将核心发明专利提交给专利局,还有8个发明专利的核心内容写入了通信行业标准,实现了核心发明专利在国际国内标准中的必然应用,使中国企业在4G系统国内外建设中具有强大的竞争力,直接推动了国内外防雷接地技术的发展,且发表论文SCI3篇、EI12篇。成果在中国联通、移动、电信的4G基站及华为、中兴等公司承接的国内外工程中广泛应用,根据应用证明统计,直接经济效益近18亿。以刘尚合院士、张元校长等11位教授/博导/专家的河南省科技成果鉴定结论为:该成果技术先进,实用性强,在小型移动通信系统防雷与接地关键技术研究方面有重大创新,在ITU国际标准制定方面达到国际领先水平。
[成果] 1700510460 河南
TM5 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2017
成果简介:项目来源于平高集团有限公司自选课题,2013年2月平高集团有限公司与郑州大学、国网内蒙古东部电力有限公司呼伦贝尔供电公司签订合作研发协议共同开展40.5kV环保型气体绝缘金属封闭开关设备关键技术研究。项目旨在研制可在中压领域减少SF6气体使用量的气体绝缘金属封闭开关设备(C-GIS),属于国家亟需发展的环保型电力装备领域。项目研制的40.5kV环保型气体绝缘开关柜尺寸与现有SF6气体绝缘金属封闭开关柜相同、主要零部件90%以上通用、相比同类产品减少约70%SF6使用量,极大迎合了国家研制绿色环保电力装备、减少温室气体排放的政策要求。项目自2012年12月开始实施,2014年9月底完成开关柜样机型式试验,2014年10月起开始生产和现场应用。生产单位包括平高集团有限公司、平顶山平高安川开关电器有限公司,项目应用3年来累计新增经济效益18240万元,创造利润约4115.4万元。开关柜自2014年10月至2017年4月在相关应用单位运行2年多来设备状态良好,现场运维人员给予高度评价。基于研究成果共获得发明专利授权2项,实用新型专利授权4项;发表论文8篇,其中中文EI期刊论文2篇、EI检索或CPCI检索论文2篇、中文核心期刊论文5篇;项目成果获2017年河南省教育厅科技成果奖1项、获EI期刊《高电压技术》2016年度优秀论文奖1次。项目基于理论计算、电场仿真、结构优化、样机研制、试验验证等方法开展40.5kV环保型气体绝缘金属封闭开关的气体绝缘特性研究及其开关柜结构设计和研制。通过开展开关柜气室的工装建模和仿真计算,得出拟替代气体所需达到的最低绝缘强度;进行大量计算理论筛选出十余种潜在可替代气体并重点计算了N2、CO2、干燥空气及其与SF6在不同气压下按不同含量混合的绝缘强度,在留有一定绝缘裕度情况下分析确定了拟替代气体的初步配比方案;搭建气体绝缘金属封闭开关设备简易工装装置,测试不同气体绝缘介质在工装装置中的绝缘特性、击穿弱点,将试验与计算结果对比验证替代气体方案的可行性;建立40.5kV气体绝缘金属封闭开关柜三维模型,计算开关柜电场强度分布,重新设计、优化开关柜气室中电场强度集中部位的结构,进而基于优化设计后的开关柜模型进行样机研制;最后进行样机型式试验测试和复杂环境长时间工况运行的现场试验验证。测试结果证明:40.5kV环保型气体绝缘金属封闭开关柜在气室内部绝缘介质为SF6/N2混合气体(SF6含量为30%),气压0.15Mpa情况下顺利通过工频电压118/95kV、雷电冲击电压215/185kV的型式试验测试,开关柜样机绝缘和散热性能均满足设计要求;开关柜在自然环境条件较为严酷的蒙东呼伦贝尔地区的现场试验和运行可靠性测试结果证明开关柜运行状态稳定、工作可靠。
[成果] 1700510497 河南
TM5 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2017
成果简介:该项目属于电气工程学科,涉及电力系统、高电压技术、电力电子技术、控制技术、工程力学等多个专业。中国已经将实施节能减排作为可持续发展的国策,SF6气体的削减和替代是电力开关行业需要急迫解决的问题,许继依托国家产业政策支持,在相关领导的高度支持和关怀下,紧紧抓住国家对环保产业的大力扶持,落实国家对电网节能环保的要求,积极促进《国家电网公司新技术目录(2014)版》中针对环保气体绝缘金属封闭开关设备的推广应用。并在创新能力建设、关键技术攻关,创新人才培养和队伍建设、重大工程承接等方面积极开展专项的组织实施工作,取得了重大技术和工程突破。该项目研究攻克了N2在不同状况下的绝缘击穿特性、N2绝缘情况下的气箱结构技术、三工位开关精准控制技术以及N2气体绝缘介质下的开关柜温升等一系列难题。首次设计了具有自调节距离误差的母线插接技术,减小了装配和现场拼柜的难度;设计的双凸轮结构的三工位开关控制技术,三工位的行程采集双信号进行控制,误差小,可靠性高;设计的母线套管的外侧固定技术,通过改进母线套管的结构方式,增大套管的爬电距离,优化套管的电场分布,使得其绝缘性能更好,满足N2气体介质下的绝缘要求;设计的四段圆弧构造的开关电极技术,大大提高电极的绝缘性能,在较低压力的N2绝缘介质下也不会击穿。该项目共授权发明专利2项,授权实用新型专利8项,发表学术论文1篇。2015年通过了河南省科技厅组织的科技成果鉴定,以林莘教授为主任委员的专家组一致认为该成果设计新颖、结构合理、技术先进、实用性强,主要指标达到国际先进水平,其中氮气绝缘介质压力值低、零表压下绝缘水平高两项指标达到国际领先水平。2016年3月,该项目产品获得了许昌市科学技术进步奖一等奖。该项目技术成果转化运用于多个国家重点项目,先后应用于郑州地铁一号线、武汉地铁四号线、武汉地铁三号线、武汉地铁机场线、四川无电区35kV变电站新建工程、新建铁路北京至石家庄客运专线工程、新建沈阳至丹东客运专线铁路工程等等。累计完成订货额3.36亿元,创造了较好的经济效益。该项目的成功实施,减轻了操作及维护人员的劳动强度,不仅能够全面替代传统开关设备,还可以取代进口设备成为高端客户的首选,节约大量外汇,为国家电力系统的安全稳定运行提供产品保障。同时也加快了中国气体绝缘开关设备领域步入国际先进水平的步伐,促进建立环保气体绝缘开关设备技术标准体系,推动中国开关行业的健康良好发展。
[成果] 1700510502 河南
TM5 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2017
成果简介:SF6由于其优异的灭弧及绝缘性能已被广泛应用于电力开关设备中。但SF6却是温室效应气体,其温室效应是CO2的23900倍;且在电弧作用下易分解出有毒物质。减少甚至杜绝SF6的使用和排放成为输变电设备行业的目标。为符合经济社会发展要求,建设更加节能、环保的智能电网系统,行业内已开始逐渐研制采用环保气体的环网开关设备;随着真空开断技术的不断进步,在中压领域使用真空开断技术,并已为用户所接受。与SF6介质开断相比,真空开断时由于电弧能量小,触头磨损小,从而具有非常高的电寿命。因此研制环保型气体绝缘环网柜是大势所趋,干燥空气绝缘开关设备是免维护产品,并具有更长的生命周期、更高的操作安全性和可靠性。该项目产品以干燥空气作为绝缘并以真空作为开断介质,并针对该产品结构特点,对其接触电阻、密封箱体气体压力和水分含量、触头压力等几种技术参数进行计算,为产品的开发提供了理论基础。该产品采用模块化、组合化、零部件通用化的结构技术方案,在断路器开断技术、密封技术、绝缘技术、三工位开关控制技术、零部件通用性技术等方面,解决了一系列技术难题,主要研究内容如下:(1)在充气柜绝缘介质技术方面,首创了以干燥空气作为绝缘并以真空作为开断介质技术,真空断路器固封极柱、传动主轴操动机构及一种柜体的泄压技术,以解决断路器的温升、机械特性监测不便、绝缘距离不够和柜体不安全的问题,提高断路器的机械寿命、绝缘性能及柜体安全性;(2)在密封技术方面,首创母线套管双向密封技术,以解决绝缘套管及母线损坏后需要更换时,需要打开密封箱体及安装不便的问题,实现密封箱体气密性的完整性和安装的便捷性;(3)在绝缘技术方面,首创一种连接母线的加工方法及使用该连接母线进行绝缘材料注塑技术,以解决绝缘距离增大、柜体体积大的问题,提高绝缘强度、减小柜体体积;(4)在三工位开关控制技术方面,研究单相动触刀及其绝缘拐臂、三相动触刀组件、动触头组件、静触头组件及静触头固定座等技术,以解决动触头接触电阻大、使用过程温升大、软连接铜带出现断裂的问题,提升开关单元的绝缘性和稳定性能;(5)在柜体技术方面,通过对柜体泄压、防爆装置、电缆封板安装等技术研究,实现了柜体的整体结构强度及安全性。2014年,该项目通过了河南省科技厅科技成果鉴定,2016年,通过了中国机械工业联合会组织的科技成果鉴定,与会专家对产品给予了高度评价,认为该成果综合性能指标达到国际先进水平。该项目成果共申请专利20项,已经获得18项授权专利,其中发明专利4项。该项目产品推广后,累计产生经济效益达28842万元,受到用户高度评价。设备绿色环保、性能稳定、运行可靠、免维护、小型化,促进了电力行业的技术进步,为构建健康、环保的社会环境做出了贡献。
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