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[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] 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] 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] 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] 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] 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] 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] 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] 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] 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] 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] 1700240331 广西
TM5 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2017
成果简介:射频开关是众多无线通信系统中非常重要的元件。主要有PIN二极管、微电子机械系统(MEMS)技术、CMOS射频开关以及GaAs PHEMT分立元件技术等几种RF收/发开关的技术。由于PIN二极管开关技术需要较大的偏置电流,并且开关速度较低,因此在移动通信设备中应用较少。MEMS融合了微电子与精密机械制作技术,虽然拥有插入损耗低,易于与IC兼容等特点,但是存在开关时间过长,速度慢,驱动电压高,功率容量小,价格昂贵且MEMS开关的使用寿命较短等缺点。传统的CMOS技术虽然成本较低易于CMOS工艺集成,但是插入损耗较高,尤其当开关数较多时不容易满足指标。而基于GaAs PHEMT技术的开关电路在控制电路中工作于无源状态,没有直流功耗,由栅级和源级的相对电位决定其导通和关断,相比传统的微波PIN二极管开关电路具有较低的功耗,同时与标准CMOS开关电路相比具有较低的插入损耗,因此在射频开关应用开发上具有明显的优势。然而,传统的GaAs pHEMT都是以肖特基接触作为栅电极,而肖特基接触容易引起较大的栅漏电流,使器件工作的动态范围减小,限制了GaAs pHEMT器件在大功率条件下的开关应用。该发明所要解决的技术问题是提供一种金属氧化物半导体场效应晶体管射频开关器件及制备方法,其具有隔离度高、功率容量大、插入损耗低和易于实现的特点。一种金属氧化物半导体场效应晶体管射频开关器件,所述射频开关器件由金属氧化物半导体场效应晶体管构成。上述金属氧化物半导体场效应晶体管包括GaAs衬底层、AlGaAs缓冲层、InGaAs导电沟道层、InGaP势垒层、GaAs帽层、InGaAs帽层、Al<,2>O<,3>介质、栅极、漏极和源极;其中GaAs衬底层、AlGaAs缓冲层、InGaAs导电沟道层、InGaP势垒层、GaAs帽层、InGaAs帽层自下而上依次设置;漏极和源极设置在InGaAs帽层的上方;位于顶部的GaAs帽层和InGaAs帽层内开设有栅槽,栅极嵌设在该栅槽内;Al<,2>O<,3>介质填充在栅槽内,并作为栅介质与InGaP势垒层接触。上述金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极接入一薄膜电阻后,作为射频开关器件的控制端;金属氧化物半导体场效应晶体管的源极和漏极中的一个作为射频开关器件的发射端,另一个作为射频开关器件的接收端。与现有技术相比,该发明在传统pHEMT材料结构基础上,采用Al<,2>O<,3>高K介质作为栅介质来降低漏电。由于GaAs MOSFET具有非常低的栅漏电,比GaAs pHEMT具有更大的跨导、电流密度和击穿电压等特点,因此该发明采用GaAs MOSFET 设计的射频开关拥有比同等条件下的采用GaAs pHEMT设计的射频开关而言,具有更低的漏电和插入损耗,更高的电流密度、跨导、功率容量和隔离度。此外,该发明易于与GaAs HEMT工艺集成,并且具有工艺简单、易于实现的特点。
[成果] 1700240336 广西
TM5 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2017
成果简介:技术领域:该发明属于电力系统领域,具体涉及一种电力电容器在线检测方法及装置。背景技术:随着社会经济的发展,社会用电量迅速增长,电力系统的规模和输送容量也迅速增长,对电力系统可靠运行的要求也越来越高。电力电容器在电力系统中的作用主要是补偿电力系统感性负荷的无功功率,高功率因数,改善电压质量,降低线路损耗,其运行的可靠性直接关系电力系统的安全和稳定运行。但是由于运行中受到过电压、过电流、温度、谐波等影响,因此绝缘介质的强度会逐渐下降,明显表现为局部放电的起始电压降低,导致绝缘击穿。实际故障的统计分析表明,绝缘故障是影响电力电容器正常运行的主要原因,而局部放电是造成绝缘故障的根本原因和初始征兆。因此,对电力电容器局部放电进行有效在线检测,对电力电容器的安全稳定运行具有重要意义。伴随着电力电容器绝缘局部放电的发生,放电电荷的转移将在放电回路中形成脉冲电流信号,并产生宽频电磁辐射信号,以及光和热辐射,针对这些现象对应产生了以脉冲电流法、超高频检测法等为代表的电测法和以超声波检测法、光检测法等为代表的非电测量法。常用的检测高压电力电容器内部局部放电信号的方法主要是超声检测法和脉冲电流法。超声波检测法由于电力电容器内部是非常紧密的油浸纸、浸渍薄膜、以及浸渍纸和薄膜的组合结构,使局部放电产生的声波传播受到影响,而且在安装使用以及定量上也存在困难,因此在线检测电力电容器局部放电信号仍然以脉冲电流法为主。传统脉冲电流法检测电力电容器局部放电信号时,由于试品的电容量大,现场干扰信号复杂多变,灵敏度大大降低,因此脉冲电流法的关键问题在于传感器的选择以及消噪方法的选择。传统的脉冲电流法检测局部放电信号时基本上采用基于傅里叶变换的数字滤波法或者硬件滤波法来滤波。这些方法在一定程度上虽然能抑制干扰信号,但是原始的局部放电信号的能量损失比较大,且当出现新干扰或者干扰的中心频率发生变化时,原有的参数设置就会失效。小波变换虽然可以较好地提取局部放电信号,但该方法会使消噪后的信号损失部分能量,会使信号有所失真。发明内容:该发明所要解决的技术问题是提供一种安装方便、抗干扰能力强、灵敏度高的电力电容器在线检测方法及装置。
[成果] 1700240337 广西
TM5 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2017
成果简介:技术领域:该实用新型涉及电力电缆输配电网,具体涉及高压电缆接头故障处理,更具体是高压电缆分接箱内部环境实时预警系统。背景技术:电力工业是国家经济建设的基础和先行工业,在国民经济建设中具有举足轻重的地位。电力系统的根本任务是“安全、可靠、优质”地供应电能。伴随中国国民经济的迅猛发展,城市建设和工业现代化程度的提高,作为国民经济命脉的电力工业遇到了前所未有的挑战。在城市和大中型企业的供电系统中,越来越多地采用电力电缆输配电。当供电距离较长时通常在线路上要出现电缆接头,实际中,城市中高压供电电缆大约每300米就存在一处电缆接头,很多情况下为了降低技术与施工的难度,将电缆接头安装在供电电缆分接箱中。电缆分接箱是一种户内或户外装置,通常安装于街边、路旁或者小区等地,用于电缆线路进行分接、分支、接续或转换。电缆分接箱以其经济、可靠、维护方便等特点得到广泛应用,它的全绝缘、全密封的结构特性使线路故障大为降低。分接箱作为电能汇集和分配的枢纽,在城市电网安全运行中起到重要作用,但是,很多情况下为了降低技术与施工的难度,将电缆接头安装在供电电缆分接箱中。电缆接头在长时间、大电流(过负荷)运行条件下容易发生过热,导致事故。小则造成对用户长时间停电,严重时可能引起电缆线路外围设备的连锁反应而发生故障,甚至可能导致配电系统部分或大部分瘫痪,严重影响了电力系统的安全可靠运行,造成了巨大的经济损失。电缆接头已成为供电电缆网安全运行中的薄弱环节之一,电缆分接箱事故绝大多数是由于分接箱中的电缆接头故障引起的。据统计,电缆接头事故率占电缆事故的90%。主要是通过对电缆接头温度的检测来判断其是否发生故障,这种方式主要存在以下缺点:成本高:由于分接箱内部电缆接头数量较多,分接箱里的电缆一般有6根以上,每根电缆需要安装一个传感器,因而传感器数量较多,设备花费大。不易实现:分接箱内部电缆接头结构并没有为加装温度传感器预留出空间。安装困难:温度传感器需要直接接触高压线缆导体线芯,安装位置绝缘处理较难。该实用新型的优点在于:每个分接箱只需要一个气味传感器和烟雾传感器,传感器的数量大大减少了,成本降低了。分接箱内部有足够的空间加装气味传感器和烟雾传感器,易于实现对分接箱内部环境状况的检测。由于电缆接头故障是一个渐变过程,在这个过程中,分接箱内部电缆绝缘的老化,使分接箱内的气味和烟雾的浓度会有明显的变化,因此通过对气味和烟雾的检测,可以准确地对电缆接头进行故障预警。通过气味和烟雾双重监测,双重报警,在上位机或监控人员手机上区别显示,从而可使得监控人员可以分析判别出故障类型、故障发生的可能性以及故障程度。当有气味警报而没有烟雾警报时,说明故障正在形成,但不是很严重,这时进行及时检修就可以预防故障的发生。当有烟雾警报而没有气味警报时,有可能烟雾不是来自高压线缆,而是外界影响(如分接箱周围其它物质燃烧产生的烟雾进入分接箱内)所致,这时就不需要断电维修。如果既有气味警报又有烟雾警报,则基本可以断定分接箱发生了故障,或者发生的虽然是外部危急情况但已经危及到了分接箱,使得分接箱有可能会立即发生故障。该实用新型的高压电缆分接箱内部环境实时预警系统,采用气味传感器和烟雾传感器对高压电缆分接箱内部环境状态进行实时监测,将气味和烟雾的浓度作为分接箱内部电缆接头故障预警的判据,设备成本低,安装、使用方便,可以根据实际情况调整闽值,气味和烟雾双重监测可以避免误报和漏报,可适合于大中城市供配电网,特别适宜于处于复杂环境中(如外部烟雾较大,或外部气味很杂,或雾霆等)的高压电缆分接箱的实时预警。
[成果] 1700240008 广西
TM5 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2017
成果简介:课题来源与背景:随着智能电网技术的规划和应用发展,智能配电网智能设备和相关技术需求不断增加。断路器在电力系统中是保证系统正常稳定运行的安全卫士,其在系统中起到控制和保护的双重作用。随着技术和应用需求的发展,对电力高压开关的智能化研究与应用技术得到了系统运行人员和科研工作者较高的重视。智能化开关的研制和应用成为研究热点,以往针对真空断路器触头系统电磨损的检测和故障诊断主要基于开断电流加权累计及其改进算法,该方法一般基于断路器的电寿命曲线,采用开断电流等价折算的思想来评估单次操作的磨损量并进行累计,与理论的磨损总量进行对比得出断路器触头系统的剩余磨损量,并根据设定预警限值给出检修和更换建议。上述方法在计算算式上存在以下不足:计算单次磨损量算式中积分系数K、开断电流指数依据经验公式,参数选择范围较大,对单次累计磨损量计算误差较大,缺乏系统的理论依据;理论磨损总量根据电寿命曲线估算得出,没有确切的理论和计算依据。基于以上分析,采用以上方法组建的电磨损在线检测与诊断系统的监测精度和准确度不高,因此探寻一种较为精确的电磨损评估方法和实现手段是实现电磨损在线检测与状态维修的前提。技术原理及性能指标:该研究成果主要涉及高压真空断路器状态检测和故障诊断领域,特别涉及到真空断路器触头系统的电寿命(电磨损)在线检测与故障诊断机理和应用技术。提供一种真空断路器电磨损在线检测方法,其通过改进开断电流加权累计方法中电寿命在线检测实际参数的预测和选择,克服依靠经验数据进行评估计算时由于参数选择范围较宽,特别是开断电流指数对单次磨损量累计引起较大结果偏差的影响。成果针对真空断路器电寿命曲线和试验数据、检测、评估和故障诊断方法,对触头电寿命评判机理、分析模型、监测手段和实用化等问题展开深入研究,提供真空断路器电寿命状态评判理论和实用故障诊断方法。系统研究电寿命在线监测涉及的等价折算、限值设定等问题;研究分断电流起始燃弧时刻、燃弧时间3相独立检测的智能传感模块,电流快速采集处理单元,解决三相操作不同期、现场电磁干扰等因素的影响;研发真空断路器触头电寿命实用在线状态评估系统样机和电寿命评估与诊断软件。技术的创造性与先进性:成果深入研究真空断路器电寿命试验数据和电磨损特征,提取表征电寿命烧蚀的特征信息;建立电寿命数学物理模型,分析系统负荷情况(短路类型、短路点位置、操作电流大小等)对电寿命的影响;仿真分析电寿命评估模型,优化电寿命等价折算、参数范围选择、电寿命限值设定方法,研究和提供电寿命在线状态评估和诊断的基本原则。研究真空断路器电寿命状态在线评估和诊断关键技术,包括:特征变量的提取、检测传感装置研发、可靠度和精确性分析以及电磁兼容性能研究等。技术的成熟程度,适用范围和安全性:该研究成果基于改进的开断电流加权累计算法,利用先进的数值分析和神经网络算法对检测所需的理论算式中的关键参数的选取和确定进行优化,得到了较好的精度和检测稳定性。该研究成果适用于高压真空断路器触头系统电寿命的可靠在线检侧与状态评估,应用安全,可靠性高。应用情况及存在的问题:该研究成果所涉及到的机理和应用技术,历经十余年的研究、改进和实际应用,得到了较好的检测效果和社会经济效益。先后在内蒙古元宝山发电厂、辽宁抚顺电业局以及大连湾发电厂进行安装运行。经过积累,取得了良好的使用和运行经验,获得了相关国家知识产权保护,正处在产业化和积极推广阶段。
[成果] 1700240018 广西
TM5 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2017
成果简介:课题来源与背景:电触头是广泛应用于继电器、接触器、负荷开关、中低压断路器以及家用电器、汽车电器(喇叭、车灯、点火)等开关电器的主导电接触材料。要求具有良好的耐电磨损,抗熔焊,导电导热性,接触电阻小。铜铬触头一般采用冶金方法制备。但是由于Cr与Cu元素熔点相差较大,在冶金方法制备的铜铬触头材料冶炼中Cr几乎不熔化,不产生结晶过程,故在铜基体上分布极不均匀,并存在着较多超过100μm的大颗粒铬粉。使导电性能受到影响。并且存在大量的缺陷, 如高的气体含量、低的材料致密度以及Cr 的宏观偏析等,这些缺陷的存在降低了真空开关运行的可靠性。技术原理及性能指标:利用激光束快速扫描铜-铬合金表面,进行表面重熔,制备出晶粒细小,均匀弥散的呈颗粒状铬合金的新型触头材料。经过激光表面处理以后,电导率基本保持不变,其晶粒大小比未处理之前小两个数量级,由100多μm减小到4~7μm,激光重熔层厚度为1002μm,硬度值109.2HV,较未处理之前提高了85.2%,耐磨损性提高了155%,耐腐蚀性提高了138%。技术的创造性与先进性:采用该方法制作的铜铬系触头致密度高,均匀性好,结合强度高,杂质含量低,能有效地提高真空开关的可靠性。技术的成熟程度,适用范围和安全性:该技术已基本成熟,适用于铜铬、铜钨系列触头材料。应用情况及存在的问题:因资金问题造成应用方面的研究不足,主要存在针对复杂零件的处理不均匀。历年获奖情况:无。
[成果] 1700240376 广西
TM5 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2017
成果简介:课题来源与背景:实现电气设备的在线监测技术,乃至状态检修,要解决基本状态评估机理的合理性、检测手段的先进性、监测装置的实用性和电磁兼容等一系列问题。针对真空断路器电寿命和灭弧室内真空度的在线监测,急切需要解决的问题是:完善电寿命折算的计算依据、进行机理研究,进一步研究电寿命理论分析的精度和准确度;解决VCB真空度现场状态评估原理、现场适应性、准确度、抗干扰等系列问题,给出不同灭弧室型号、不同生产厂家真空度在线状态评估的共性问题;以理论和试验研究为指导,结合电网智能化和开关智能化需求以及IEC61850变电站通信网络系统的推广应用,研究实用的电寿命和真空度在线状态评估装置,推进断路器智能化和状态检修进程。该研究成果可提供中国真空高压开关设备在线状态监测技术和理论研究基础,提高设备的智能化水平、减少设备停运时间、提高设备可靠性、延长使用寿命、降低检修费用、改善运行性能,将对实现开关电器智能化和状态检修做出一份贡献。研究目的与意义:真空断路器是电力系统中主要的和高性能参数的开关设备之一,可靠地分断短路电流的能力是对它的基本要求,也是最苛刻的考验。触头的电寿命直接影响断路器的使用寿命,触头的健康状况直接关系到断路器分断短路电流、熄灭电弧能力。随着数字化变电站乃至数字化电网的建成和应用,对断路器也提出了相应的智能化需求。因此,对断路器触头的电寿命进行在线监测机理和实用化研究,是实现断路器的智能化和状态检修的必然要求之一。早期投入运行的真空断路器将临近其设计使用寿命年限,此时随时掌握处头系统的磨损程度和灭弧室内的真空度对于电力系统安全稳定运行极其重要。因此,对真空灭弧室真空度实施连续状态监测,是保证电力系统安全稳定运行的必要条件,也是实现真空断路器智能化和状态检修的基本要求和迫切任务。 主要论点与论据: 真空断路器触头系统电寿命状态评估与诊断机理 深入研究真空断路器电寿命试验数据和电磨损特征,提取表征电寿命烧蚀的特征信息;建立电寿命数学物理模型,分析系统负荷情况(短路类型、短路点位置、操作电流大小等)对电寿命的影响;仿真分析电寿命评估模型,优化电寿命等价折算、参数范围选择、电寿命限值设定方法,研究和提供电寿命在线状态评估和诊断的基本原则。 真空灭弧室真空度在线状态评估和诊断机理 提取真空灭弧室附近电磁变量和屏蔽罩电位的动态变化与稳态运行特征,深入研究屏蔽罩电位和灭弧室附近电磁场形成、发展变化过程,提供和建立在线状态评估特征变量并对该特征变量与真空度的内在联系进行全面描述和建模,得到较为完善的、共性的真空灭弧室真空度测试和分析模型。 电寿命、真空度状态在线评估和诊断实用技术 以工程实用为出发点,研究真空断路器电寿命、真空度状态在线评估和诊断关键技术,包括:特征变量的提取、检测传感装置研发、可靠度和精确性分析以及电磁兼容性能研究等。创见与创新: 该成果在多学科综合与交叉的基础上,研究高压真空断路器电寿命、真空灭弧室真空度综合评判机理,为实现电寿命和真空度智能评判和诊断提供理论支持,促进高压断路器智能化和状态检修体制的发展。 建立和提供高压真空断路器电寿命状态综合评估和智能诊断的精确化、实用化的理论分析模型。建立和提供真空度状态在线评估特征量与真空度之间内在联系的机理模型和数学表达。提供可用于3相开断电流起始燃弧时刻和燃弧时间独立检测的智能传感装置,并研究其在电寿命状态在线评估系统中的应用技术。建立和提供电寿命、真空度状态评估机理的全面描述和诊断方法,结合IEC61850国际标准提出电寿命和真空度智能评判和实用诊断新方法。社会经济效益:该研究成果基于耦合电容法和改进的开断电流加权累计算法,利用先进的数值分析和神经网络算法对检测所需的理论算式中的关键参数的选取和确定进行优化,得到了较好的精度和检测稳定性。该研究成果适用于高压真空断路器触头系统电寿命的可靠在线检侧与状态评估,应用安全,可靠性高。
[成果] 1700240809 广西
TM6 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2017
成果简介:项目背景和技术原理:在电网中,变压器是电能转换的最基本的元件,但常规变压器难以对供电可靠性的提高和电能质量的改善做出贡献。该项目研制开发了一种把电压变换、频率变换、动态无功补偿和电能质量控制等功能集于一身的智能配电设备,称为电力电子变压器(也称固态变压器),其包括前级整流级(高压侧)、中间隔离级、后级逆变级(低压侧)。前级整流级并入电网时,级联H桥变流器将输入的交流电变换为直流,并保持其直流侧电压稳定;中间隔离级将前级直流侧直流电调制为高频方波并通过高频变压器耦合至其副边,并解调还原为直流;通过后级逆变级对直流电进行逆变,最终获得用户所需要的交流电。硬件电路上基于AC/DC/AC变换的结构,利用IPM功率模块来构造变流器,并且采用高压级串联低压级并联的模块化串并联技术。控制器基于DSP与FPGA协同控制,通过DSP计算占空比数据,FPGA进行载波移相调制。主要技术功能:额定功率10kVA以上。具有并网功能。具有无功补偿功能。具有逆变功能。逆变输出电压和频率可调。与国内外同类技术比较:配电网智能电力变压器是一种新型的电力设备,国内外相关标准较少,如相关电压等级、主电路结构、技术参数、测试要求等都没有明确,缺乏可操作性。仅提级相关功能,如具备电能变换和电能质量控制,可以实现能源流和信息流的双向流动,国外有文献称之为智能电力路由器(smart power router)。成果的创造性、先进性:采用载波移相PWM调制技术,不仅具有传统变压器变压、隔离和能量传递的功能,同时也实现了能量双向流动,无功补偿,电能质量控制、可再生能源和能量储存设备接入等期望功能,同时提高了前级整流级的电压等级和低压级的电流等级以适应高压大功率从场合。该项目在解决PWM变流器换流模式优化、大功率电力电子电路逆变、驱动及保护技术的基础上,基于级联H桥变流器结构的配电网智能电力变压器系统设计,同时实现电能转换和解决电能质量问题;基于DSP/FPGA协同控制的级联型多电平智能电力变压器,实现控制电路集成化。作用意义:配电网智能电力变压器作为一种新型的电力设备,是未来配电网配电用电的发展方向,用于智能配电网可实现逆变器接口即插即可(热插拔),在新能源接入、用户电力定制等方面有技术优势明显,市场需求巨大,具有市场推广价值。
[成果] 1700240929 广西
TM5 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2017
成果简介:任务来源:《雾化合金粉末高压内氧化工艺制备高延性银氧化锡触头材料研究》(合同编号:桂科攻14122007-29)为桂科技字【2014】122号文件下达的广西科学与技术开发项目。承担单位:桂林电器科学研究院有限公司,桂林电子科技大学。应用领域和技术原理:该项目通过对银氧化锡材料的氧化机理等方面研究,开发出“雾化合金粉末高压内氧化工艺”新技术,制备出通用性较强的新型高延性银氧化锡(AgSnO<,2>)材料,以满足低压电器的对高性能AgSnO<,2>材料的需求,最终达到产业化的目的。与国内外同类技术比较:雾化合金粉末预氧化法冶金方法工艺简单,无环境污染,适宜低成本大规模工业生产。通过项目的系统研究,使材料烧结完善,并配合合理的加工形变热处理制度,突破了材料加工性能差、延性低这个制约AgSnO<,2>应用的瓶颈,制备出新型高延性AgSnO<,2>材料。该项目的成功实施不仅可以提高AgSnO<,2>触头材料的制备工艺水平,增强企业市场竞争力,促进企业和地方经济发展,又可以突破国外公司的技术壁垒,解决国内低压电器用中高端触头材料的更新换代问题,同时也对于中国的各类电器和机械产品的出口创汇和人们赖以生存的自然环境保护具有极其重要的意义。成果的创造性、先进性:该工艺的特点是可以保证粉末的完全氧化。跟丝材氧化及粉末氧化相比,细小粉末氧化比致密丝材氧化更迅速、更完全,氧化物的尺寸和分布更易于控制,这不但大大简化了生产工艺,缩短生产周期,而且可以制备出组织更为均匀、电性能更为优异、稳定的电器用环保型触头材料。作用意义:项目自2014年1月正式开展研究工作以来,项目组所开发的雾化合金粉末高压内氧化工艺已批量应用于生产中,公司采用项目组研发的工艺制备出的具有高延性AgSnO<,2>(12)触头材料,该类材料已应用于大功率继电器中,并通过电性能试验验证。该项目的实施,不仅能解决国内低压电器用触头材料的更新换代问题,促进中国低压电器用触头材料整体向环保材料过渡,也符合整个社会生态、环保、可持续发展的要求。从更高的层次来看,抓住了低压触头材料升级换代这一市场机遇,对于保持该公司的长期稳定发展,提升该公司甚至中国触头材料的制造水平,突破国外公司的技术壁垒具有重要的意义。通过校企合作的科研模式,培养了2名优秀的硕士人才。推广应用前景:该项目开发的制备技术可应用于公司量产中,其制备的材料能应用于中高端继电器中,具有良好的市场前景。
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