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六氟化硫绝缘装备状态监测与气体处置关键技术及应用
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  • 公布年份:
    2018
  • 中图分类:
    TM506
  • 关键词:
  • 成果简介:
    项目属电气工程领域。六氟化硫(SF6)绝缘装备是电网的关键枢纽设备,占主要变电设备的70%以上,其绝缘介质SF6温室效应最强且分解物剧毒,实现装备早期故障预警和SF6循环利用对保障大电网安全和保护生态环境至关重要。由 于采用金属全封闭结构,SF6分解物和局部放电(PD)等状态表征微弱纷杂、存续短暂,此前检测技术灵敏度低、漏误诊率高,无法及时准确感知装备早期缺陷;缺陷处理时回收的SF6浓度迥异、成分复杂,已有再生技术不能满足装备对气体品质的要求,导致气体大量闲置或无序排放。因此发展SF6绝缘装备状态监测和气体处置技术是该领域面临的前沿和挑战性课题。项目依托国家973、863计划,历经十二年攻关,形成了集理论、技术和装置于一体的系列成果。主要创新如下: 发明了SF6分解物高灵敏化学监测技术:针对分解物检测灵敏度低的难题,发明了基于高分离单柱氦离子色谱和单线特征光谱的SF6分解物高灵敏在线监测技术,发现了绝缘表面缺陷的新特征分解物,破解了该类高危缺陷表征的难题。 检测种类扩展为18种,灵敏度提高12倍,提升了缺陷化学信息的感知能力。发明了PD超宽带射频高灵敏电磁监测技术:针对特高频(0.3~3GHz)难以实现早期缺陷有效检测的瓶颈,发现3~6GHz PD电磁波仍有较高的能量分布,提出了基于频带扩展的PD高灵敏传感技术及不停电校核技术,发明了介质窗口式超宽带射频传感器。频带扩展为0.3~6GHz,灵敏度提高18倍,提升了缺陷物理信息的感知能力。创新了缺陷多参量综合智能诊断技术:针对过热缺陷和绝缘表面缺陷无法有效诊断的难题,揭示了SF6分解物与PD的内涵关系及演化规律,提出了基于SO<,2>/SOF<,2>比值等参量的过热缺陷诊断方法,创新了化学与物理信息深度融合的缺陷多参量综合智能诊断技术,首创了规模化远程在线诊断平台。准确率由59%提高至94%,攻克了装备故障早期准确预警的难题。创建了SF6气体高品质再生技术:针对回收气体不能再利用的挑战,提出了基于中空纤维膜的大体量SF6泄漏气体紧急分离技术,发明了基于高选择吸附、梯度相变精制的SF6高品质再生技术,创立了全场景分级再利用技术体系并研制了全套装置。再生SF6纯度提升到99.99%,循环利用率达99.36%,实现了SF6大规模循环利用和近零排放。 成果广泛应用于全国30个省区市的电力、交通、石化、冶金等行业,涵盖云广特高压直流、三峡水电、秦山核电、京广高铁等重大工程。成功预警装备早期故障329起,其中使广东省用户停电时间降低17%;循环利用SF6气体2000余吨,等效减少1800多万辆汽车的年碳排放,社会效益和环境效益巨大。累计销售产值27.44亿元,利润8.94亿元,节支和碳交易增收等间接效益86亿元,经济效益显著。产品出口韩国、俄罗斯等24个国家,其中SF6回收再生装置国内市场占有率85%。 制/修订国家及行业标准14项,居行业首位。授权发明专利38件,实用新型65件,软件著作权14项。发表论文106篇(SCI/EI收录58篇),出版专著2部。项目有力推动了电网重大装备运维技术的发展和产业升级,奠定了中国在该领域的世界领先地位,获省科技进步一等奖2项,经院士专家鉴定为国际领先水平。
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