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[成果] 1700520237 北京
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领域,涉及高电压工程、输配电工程等学科。高压开关是控制电网运行、保障电网安全的核心设备。常规高压开关为传统机电设备,精准控制能力弱、状态感知水平低,存在拒动与误动风险大、倒闸依赖人工现场监控、操作过电压及涌流幅值高等问题。近十年来,约30%的大面积停电、75%的非计划停运都由高压开关故障引起,成为影响电网安全的主要因素。实现高压开关智能化是解决上述问题的关键,也是变电站乃至整个输变电系统智能化的核心。研制工作的难点在于:(1)用于感知与控制的电子设备与高压开关缺乏融合方法,可靠性与稳定性问题突出;(2)制约智能控制的因素多,触头全行程精确辨识等关键技术尚待突破;(3)触头电寿命等关键状态量的感知长期未找到解决方案,多元传感信息实时转化为控制决策信息缺乏有效方法;(4)创建检测平台无先例可借鉴,机械与电气特性的物理仿真实现困难。该项目在国家863计划、河南省重大科技专项等支持下,经7家单位联合攻关,在国际上率先成功研制了智能高压开关设备,取得以下创新成果:(1)在物理实现方面,提出了高压开关与电子设备的融合方法,创建了智能组件,建立了逻辑节点与信息流模型,解决了智能控制和状态感知所必需的设备及信息融合问题;提出了定量分析电磁干扰的集总等效源法,确立了有效的干扰抑制措施,解决了高压开关操作时电子设备可靠性低、稳定性差的难题。(2)在智能控制方面,提出了传动链路耦合的光编码传感方法,解决了触头全行程精确辨识的难题,实现了不依赖人工现场监控的顺序控制,倒闸操作时间缩短了70%;提出了高压开关组群联锁控制的软逻辑方法,实现了智能联锁,解决了电气联锁易引发误动及拒动的问题;提出了考虑超长期静置影响及具有自学习能力的选相位控制方法,准确率提升约20%,抑制了操作过电压及涌流。(3)在状态感知方面,提出了动态回路电阻与行程曲线聚合的燃弧时间在线计算方法,解决了电寿命这一关键状态量在线评估的难题;提出了支持在线评估可靠性水平的概率合成法,解决了将多元传感信息就地转化为控制决策信息的问题,提升了电网主动应对故障风险的能力。(4)在检测平台方面,提出了机械与电气特性的物理仿真方法,研制了国际首套高压开关物理仿真平台,解决了智能化功能试验检测缺少平台支撑的问题。该项目获授权专利31项(发明专利15项),发表论文73篇(SCI/EI45篇)、专著1部,从2013年10月至2016年11月已累计出产5710个间隔,推广到28个省市的605座变电站,运行达9015间隔•年,未发生一起拒动及误动故障,非计划停运次数下降约50%。近三年,该项目参与企业的智能高压开关销售合同额达51亿元,利润6.8亿元,减少供电中断等效增加收益约18.5亿元,经济和社会效益显著。该项目成果形成国家、行业及企业标准21项,引领了中国高压开关行业的技术进步,大幅提升了电网安全水平及智能化水平,为保障智能电网建设、促进社会经济发展发挥了重大作用。
[成果] 1700520110 辽宁
TM5 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2017
成果简介:高压开关设备是电力系统中最重要的保护和控制装置。近年来,中国电力系统电压等级和输电容量不断增加,超、特高压开关设备中额定短路开断电流大、瞬态恢复电压幅值高、易发生弧后重击穿等问题导致开断失败和绝缘故障的现象日益突出,直接影响电力系统的安全和稳定运行。电弧的成功开断是高压开关设备领域中最复杂、最核心的关键技术,该项目自2005年以来,针对高压开关设备开断过程中电弧熄灭机理、弧后介质恢复特性以及过电压抑制等问题开展了一系列研究,主要技术内容如下:1、率先对SF6高压断路器开断电弧熄灭过程进行理论和试验研究,提出提高断路器开断性能的操作控制策略,形成超特高压开关设备开断特性关键技术研究理论体系。提出大电流开断过程气流场、电场及瞬态电弧多物理场耦合数学模型,实现电弧等离子体控制,解决超特高压大容量断路器灭弧室优化设计问题;突破以往稳态大电流平衡态电弧理论,研究非平衡态下电弧产生和熄灭机理,提出电弧等离子体控制与智能操作相结合的高压开关设备开断理论,解决超特高压断路器开断弧后恢复电压高、弧后重击穿问题。研究成果应用到超高压550kV、额定电流6300A、额定短路开断电流63kA罐式SF6气体断路器和特高压1100kV、额定电流6300A、额定短路开断电流50kA气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)设计研发中。2、创新性的从场和路的观念入手,提出电弧熄灭瞬间双温度电弧数学模型,准确计算熄弧后触头间瞬态恢复电压,形成一整套高压开关设备绝缘结构设计及操作过电压抑制关键技术。在短路开断大电流平衡态电弧和熄弧瞬间小电流非平衡态电弧全过程准确计算基础上,获得灭弧室结构参数和速度特性的优化配合,有效提高介质恢复强度,研发了新型电机操动机构,实现开关设备的智能操作和瞬态过电压的抑制。可减少断路器燃弧时间1.2ms,增大弧后介质击穿电压23.6%;降低隔离开关暂态过电压幅值12%、过电压上升陡度11%。3、首次将高压开关设备开断特性研究关键技术应用于超特高压开关设备稳定运行中,有效提高了高压开关的运维与反措水平。通过与国网辽宁省电力有限公司、国网山西省电力公司、国网内蒙古东部电力有限公司合作,有效预防开关设备绝缘闪络、运行操作故障、误动故障等。提高了超、特高压输变电工程建设、电力系统安全和稳定运行水平。项目成果获省部级科技奖励一等奖2项、二等奖4项。获授权发明专利22项,完成工程技术报告280篇,发表与该项目相关学术论文303篇,其中被SCI、EI收录124篇,培养博士11人、硕士37人,为企业培养专业技术人员62人。与平高集团有限公司合作研发的ZF27-1100(L)Y6300-50型气体绝缘金属封闭开关设备、LW55B-550Y6300-63型罐式SF6气体断路器等开关设备在中国多个地区的超、特高压工程中得到应用。2014~2016年,新增销售额8.647174亿元,新增利润0.540762亿元,节支6.345126亿元。
[成果] 1800120200 广东
TM5 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2017
成果简介:“十二五”国家863计划先进能源技术领域设立了“柔性直流输电装置关键技术与应用”主题项目“直流断路器关键技术研究”。南方电网科学研究院有限责任公司联合西安高压电器研究院和西安交通大学组成了基于人工过零直流开断技术的攻关团队,承担了系统研究、仿真研究、样机研制和试验研究,通过3年技术攻关,研制出具有自主技术的110千伏高压直流断路器样机。主要技术内容和创新点:①分析柔性直流输电系统直流侧短路故障的机理,建立了多端直流系统和直流断路器的仿真模型。②提出了一种基于人工过零的模块化的高压真空直流断路器设计方案,研究并掌握了真空断路器串联技术、快速开断技术、能量转移和吸收技术、换流开关技术、换流电容充电方式、电弧特性及其控制等关键技术;③建立了直流断路器模型,并对其直流开断过程进行了仿真分析;④提出了55千伏单元样机的双断口拓扑结构及110千伏样机的三断口拓扑结构。;⑤建立了基于人工过零的直流断路器和试验回路模型。⑥制定了《高压直流断路器》能源行业标准。主要技术经济指标:该项目研发的110千伏高压直流断路器最大开断电流12千安培,开断时间4.5毫秒,具有通态损耗小、高速开断、成本低等特点,综合技术性能达到国际领先水平。
[成果] 1800120405 北京
TM7 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2017
成果简介:以直流输电装备的技术需求为导向,以解决超大功率IGBT器件带来的电压电流应力大幅提升导致的可靠性问题为核心,开展协同优化设计、并联均流与多物理场分析、驱动保护与封装一体化以及测试与可靠性评估等关键技术的研究,研制出压接型定制化超大功率IGBT器件,并实现应用验证。采用芯片-器件-装置协同优化设计的技术路线,通过建立芯片-器件-装置联合仿真模型,根据不同柔性直流输电装置的需求,开展多层级协同优化设计,制订定制化IGBT器件技术规范;研制定制化IGBT和FRD芯片,研究大规模芯片并联封装技术和驱动保护与封装一体化技术,提出器件特性测试与可靠性评估技术以及应用验证试验方案;结合柔性直流输电装备不同应用需求,研制出满足柔性直流换流阀用低通态压降4500V/3000A压接型IGBT器件和直流断路器用高关断能力3300V/3000A压接型IGBT器件,实现在柔直装备上应用验证,为柔性直流输电工程提供技术支撑。突破压接型定制化超大功率IGBT器件研发的核心技术,掌握超大功率IGBT的芯片-器件-装置全技术链条理论体系、设计方法和关键工艺。预期目标及效益:将提出针对不同柔性直流输电装备的定制化IGBT器件参数规范2份和可靠性试验规范2份,起草企业标准1项,发表SCI或EI论文44篇,培养研究生15名;研制出满足我国柔性直流输电装备需求的4500V/3000A低通态压降和3300V/3000A高关断能力IGBT器件,器件技术水平达到国际先进水平;研制基于定制化IGBT的柔性直流换流阀阀段及直流断路器阀段样机2台。项目成功实施后,将攻克我国柔性直流装备用压接型超大功率IGBT研发与应用关键技术,解决柔性直流输电装备技术发展的关键难题,加速我国高压大功率IGBT器件和柔性直流输电装备产业的发展,从而突破我国可再生能源接入和大型城市供电的技术瓶颈,促进电力能源向绿色化、清洁化、智能化的快速转变,实现对生态环境的保护,并为构建全球能源互联网,树立全球能源观奠定深厚的基础。IGBT器件及其高端系统应用装备技术是国家“战略性新兴产业”的基础性关键技术。项目将有助于推进国产高端IGBT器件的产业化发展进程,实现我国高压大功率IGBT材料、设计、工艺技术的自主创新,进一步缩小我国高压大功率半导体器件与世界先进水平的差距,从而打破国外技术与市场的垄断。同时,增强我国高端电力装备的国际竞争力,实现从技术超越到技术引领的重大战略转型。
[成果] 1700510181 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:高压开关设备的安全运行是涉及坚强智能电网的关键,六氟化硫(SF6)气体以其优良的绝缘灭弧性能被广泛用于高压开关设备。但SF6中的杂质及分解物会降低设备的绝缘灭弧能力及密封性,威胁其安全运行;SF6的温室效应是CO2的23900倍,是联合国气候变化框架公约重点控制对象之一。因此研究高压开关SF6气体回收再生智能化装备对电力系统安全可靠运行和环境保护具有重大意义。该成果依托国家863计划、国家重点创新基金、河南省重大科技专项等项目,在高压开关SF6分解物辨识、特征组分综合检测、全浓度范围净化再生、智能再生控制等关键技术领域,取得了多项技术发明和创新成果:1、研究了多故障类型下SF6的分解反应机理,构建了复杂分解物体系下各组分值和相对比例与设备故障之间的数量关系,发现了两种新分解物CS2和COS,给出了故障气体特征组分,奠定了故障气体净化再生理论基础。2、提出了基于孔筛亲属选择性分离的色谱检测技术,解决了SF6分解物高区分度、宽检出类型、高灵敏检测技术难题;首次基于TDLAS和NDIR红外光谱技术设计了特征组分智能分析装置,实现了现场快速检测,技术指标超过了国际同类产品。3、发明了自动升降式双塔精馏柱净化提纯系统,提出了“碱液洗涤-选择吸附-相变精制-深度固化”高效SF6分级纯化再生工艺,解决了大体量高浓度SF6的无污染再生技术难题。在国际上首次设计了SF6中空纤维膜分离工艺,提出了突发大体量SF6泄漏气体及SF6/N2(Air)分离最佳方案,解决了低浓度大容量气体快速分离的行业难题。4、研制了模块化SF6净化再生工艺和设备,建立了SF6特征组分属性和净化再生工艺的样本集,设计了基于机器学习分类器算法的SF6智能化净化再生控制系统,解决了不同工况下SF6气体处理模式的智能选择和净化过程的自适应难题,实现了SF6的节能、高效净化再生和循环利用。该成果攻克了高压开关SF6气体的分析、检测、净化再生、循环利用等关键技术难题,取得了国内外同行公认的技术突破与应用成果,为SF6气体循环利用高端装备国产化作出了重大贡献,整体被鉴定为国际领先水平。取得发明专利22项、实用新型专利38项、软件著作权11项,制定国家标准1项、行业标准4项,发表论文53篇(SCI/EI收录12篇),出版专著1部,获国家重点新产品荣誉2项。创造直接经济收入6亿多元,节省SF6购置资金3亿多元,可参与碳交易获利38亿多元,经济社会效益显著。
[成果] 1700510231 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:1、主要技术内容:项目的研究内容属于交流输变电设备技术领域,关键技术以及研究成果主要被应用于500kV变电站低压侧(40.5kV)投切大容量无功补偿、大容量线路保护以及需要实现智能选相分合闸的电气主回路中。以实现大容量电容器组的投切,大容量的出线线路的保护和智能选相分合闸等功能。主要技术内容如下:(1)基于多场耦合仿真技术,实现了断路器灭弧室的大容量开断。基于多场耦合仿真技术,建立了以气流场、电磁场、动力学相互作用的仿真计算模型;求得大容量开断过程中的气流场、电场分布及最优运动特性,指导设计出了额定短路开断电流达到40kA,额定通流达4000A的SF6开关设备;(2)提出了降低开断容性电流时发生重击穿概率的方法,提升了开关设备开断容性电流的可靠性。基于数值仿真计算方法,对开断容性小电流过程中的介质恢复强度进行模拟仿真计算,验证技术的可行性,采取提高分闸速度、合理设计气流通道等技术措施,提高灭弧室开断容性小电流能力,防止重击穿及重燃的产生;(3)首次提出并研制出了适用于大行程开关设备、速度可控且特性稳定的磁力操动机构;(4)基于实时闭环调速提出了一种位移拟合同步控制技术,并研制出了精度为±0.5ms的相控开关。2、知识产权情况项目取得的技术成果有:发明专利3项,实用新型2项,软件著作权2项,发表论文5篇。3、技术经济指标:(1)技术指标:开关设备的额定电压为40.5kV,额定频率为50Hz,额定电流为4000A,额定短路开断电流为40kA,额度短路关合电流为100kA,开合背对背电容器组电流为1500A,重击穿性能为C2级,机械寿命为20000次,相控精度为±0.5ms。(2)经济指标:依据“十三五”规划,到2020年,全国将新增500kV以及上交流线路9.2万公里,变电容量9.2亿千伏安,按照目前市场份额预计,投切电容器组专用开关设备关键技术的应用将为公司带来8亿左右产值。4、应用推广及效益情况:项目研究的技术成果应用,填补了40.5kV大容量电容器组投切专用开关设备的技术空白,解决了目前40.5kV电容器组投切开关设备普遍采用72.5kV或126kV代替40.5kV的问题,提高了系统正常运行的安全可靠性;研究的同步控制技术能够有效地减小投切电容器组时产生的过电压和涌流,提高了开关设备投切容性电流和感性电流的电气寿命,可满足电寿命3000次使用需求,延长了开关设备检修周期。项目研究的技术成果已经累计为公司增加销售额56035.34万元,新增利润5155.26万元。广泛应用于电力系统电容器组投切、选相合闸及大容量出线线路保护回路当中,已成功应用于河南、安徽、湖南、山西等全国20多个省、市、自治区。
[成果] 1700510234 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:1、主要技术内容:随着中国城市配电网的建设及供电可靠性要求提高,对环网供电设备的需求量进一步的增大。因城市土地资源稀缺,设备的小型化制造将成为未来的技术发展方向,充气式环网柜能很好地适应这种趋势。主要技术内容如下:(1)设计并优化了一种新型磁旋弧加气体膨胀灭弧室,大大提高了负荷开关开断有功负载电流的能力,解决了负荷开关开断过程中触头烧蚀严重,开断寿命不高,无法满足长寿命要求的问题,有功负载电流开断次数由50次提高到200次,短路关合由原来3次提高到5次;磁旋消弧加气体膨胀组合式灭弧方式具有开断能力强,使用寿命长的优点,可以作为长寿命充气式环网柜开发的核心技术。(2)基于多物理耦合仿真技术,实现了各个功能模块。通过对断路器柜的气流场和温度场进行仿真分析,找出影响断路器柜温升的影响因素,并对其进行优化,优化以后的结构各处温升优于国家标准要求,且有较大的优化空间,可以成为节约成本的途径之一。(3)研究不同功能单元的小型化、系列化设计技术,使各功能单元安装尺寸及接口统一、零部件实现系列化,解决了断路器柜与负荷开关柜的结构差别大、单柜尺寸较大、各柜之间通用化程度低的问题;各功能单元模块采用整体组装的方法装入共箱式结构环网柜,实现了多单元、不同柜型环网柜核心功能模块的快速组合、扩展和装配,简化工程设计时气箱设计的程序,有效减少工程设计周期,为环网柜高效率生产奠定基础。2、知识产权情况:项目自研究过程以来形成发明专利2项,实用新型专利8项,核心期刊论文1篇。3、技术经济指标:项目在2015年9月通过河南省科学技术厅组织的科学技术成果鉴定,评审专家一致认为项目思路新颖、设计合理,在12kV SF6环网柜旋弧灭弧室机构设计方面有创新,达到国际先进水平。该项目应用于研制的新产品XGN105-12系列SF6环网柜顺利通过了机械工业高压电器设备质量检测中心等第三方检测机构的型试试验,(1)技术指标:开关设备的额定电压为12kV,额定频率为50Hz,额定电流为630A,额定短路电流20kA,开断额度有功负载200次,关合额定短路电流5次,开断转移电流1700A。(2)经济指标:随着中国城市配电网建设逐年递增,按照目前市场份额预计,基于长寿命旋弧灭弧室的12kV SF6环网柜设计关键技术预计将为公司带来每年2亿元左右产值。4、应用推广及效益情况:项目研究技术成果的应用,标志着该公司掌握了该类产品的核心技术、完善的设计手段、工艺装备、先进的生产加工技术,增强公司在电力领域的自主创新能力和核心竞争力。自2014年初进行技术推广以来,目前产品已广泛应用于湖北、河北、河南、江苏等全国二十多个省、市,累计销售7804余台,新增利润2512.8万元。
[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] 1700510493 河南
TM4 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2017
成果简介:该项目依托国家电网公司新一代智能变电站示范工程推广建设,以提高电子式互感器可靠性及稳定性为核心,电流传感器基于罗氏线圈实现一次电流传变,电压传感器基于同轴分压器实现一次电压传变。传感器输出的模拟小信号经采集处理及数模转换后,为智能变电站中的智能装置提供数字信号。通过新型传感器高精度制造技术、传感器多重屏蔽技术、快速暂态过电压耐受技术及采集单元精度无损互换技术研究,解决了变电站现场电子互感器精度漂移、易受电磁场干扰影响、快速暂态过电压干扰条件下输出异常及现场维护需要重复标定等技术难题,保证作为电力系统量测设备的电子式互感器运行稳定可靠。该项目研制的电子式互感器电压等级覆盖35kV~220kV,工程应用范围包括开关柜、环网柜及变电站敞开式、GIS罐体式安装环境等,累计生产及工程配套5000余台,取得经济效益5000余万元。参与国网新一代智能变电站示范工程建设32项,具体包括武汉东扩变、重庆大石变、上海叶塘变、天津高新园变、北京海鶄落、浙江勤丰变、江西接渡变、江西双龙及株洲七区等变电站示范工程。该项目研究成果获得实用新型授权专利6项;发表核心论文4篇;完成研制8种型号电子互感器产品,均取得型式试验检测报告,其中“ECT800-110/BG 110kV用GIS穿心式电流互感器”、ECT800-220/BG 220kV用GIS穿心式电流互感器”、ECVT800-35电子式互感器”3种型号产品完成河南省科技成果鉴定,并获得电力科技成果查新。
[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。
[成果] 1700241228 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:超级电容器又称电化学电容器,是一种介于传统电容器和电池之间的新型储能元件,在移动通讯、消费电子、电动汽车等方面具有极其重要和广阔的应用前景。在使用或研发的诸多电极材料,如碳、金属氧化物、导电聚合物中,二氧化锰以其资源广泛、价格低廉、环境友善、以及它在中性电解液中表现出良好的电容特性被认为是极具发展潜力的一种电极材料。但其也存在比容量偏低的缺陷。广西有色金属资源丰富,仅锰矿保有含量就达21150万吨,占全国保有储量的38.6%,居全国之首。因此,大力发展广西锰业经济,对于加快广西北部湾经济区建设,推进广西小康建设步伐,促进经济社会和谐健康较快发展都有着十分重要的意义。该项目制备了一种立体双三维结构的高能量密度及高功率密度的层状MnO<,2>薄膜电极,同时阐明了层状MnO<,2>薄膜电极的储能机理,获得表面赝电容与隧道赝电容所占比例对其电化学性能的影响规律,可为今后层状MnO<,2>电极材料的制备提供指导。项目还对水热条件下双三维结构层状MnO<,2>薄膜形成、影响因素及其规律、最优参数进行研究;深入探索外来阳离子对层状MnO<,2>层间距及其电化学性能的影响规律及其原理;并采用Ardizzone模型,分析表面吸附储能与隧道嵌脱储能对薄膜电极电化学性能的综合影响。该项目利用广西的优势锰矿资源,发展高性能超级电容器材料,为该区的经济发展提供支持。
[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] 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] 1700240006 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:随着电力工业和应用技术的发展,现代电力应用对电能质量和供电可靠性水平提出了更高的要求。以往电力系统无功功率调节和电压水平稳定控制主要采用同步调相机和并联电容器组,二者在应用上各有优缺点。同步调相机无功功率可以连续调节,其不但可以发出无功功率也可以在一定范围内吸收无功功率,功率和电压调整效果较好;同步调相机属于旋转电气设备,结构较复杂、运行维护工作量大、投资大。电力电容器结构简单,投资费用低,但是其不能连续调节所发出的无功功率值,而且其无功补偿容量与安装位置电压平方成比例,当无功不足电压下降时由电容器组起到的无功和电压调节作用受限,更主要的缺点是在电容器投切过程中容易产生过电压和合闸涌流,产生的过电压和涌流对补偿电容器本身以及系统中邻近的其它电气设备将产生冲击,影响设备的使用寿命,甚至造成电容器组的烧损和其它电气设备的损坏,进而造成系统故障,影响正常的生产和生活。近年来出现的静止无功补偿器(SVC)、静止无功发生器(SVG)和静止无功补偿装置(STACOM)虽让能够较好的满足无功功率补偿的应用需要,但是其控制系统复杂、运行维护条件较高,采用的控制开关为电力电子器件,在电压等级较高、工作电流较大的场合需要对各电力电子开关串并联组合作为控制开关,这种情况下将大大增加投资成本和控制系统的复杂程度,对装置的过压、过流和过温保护提出十分苛刻的要求。基于以上论述,该研究成果提出一种兼具电力电子开关控制精确和机械开关耐压、通流能力大优点的高性能、低成本高可靠性的组合开关装置和电力无功补偿应用方法。技术原理及性能指标:该成果涉及一种新型10kV开关装置及其控制方法,开关装置本体主要由组合开关模块单元、三相电流互感器、三相电压互感器和开关操作智能控制器组成。组合开关模块单元包括高压真空断路器、真空隔离开关和电力电子开关。高压真空断路器用于承载关合和分断操作时的动态电流以及正常工作时的负荷电流;电力电子开关用于精确控制待控主电路关合和分断时刻、短时承载待控主电路电流;真空隔离开关用于配合高压真空断路器和电力电子开关工作。三相电压互感器和三相电流互感器分别将其实时检测的待控主电路的工作电压和工作电流。开关操作智能控制器实时跟踪待控主电路的工作电压相位和工作电流相位,并根据组合开关模块单元的拓扑结构和控制策略实现组合开关模块单元中的高压真空断路器和真空隔离开关分、合闸控制、及电力电子开关导通截止控制。技术的创造性与先进性:该成果的技术特设就是提供一种新型10kV开关装置及其控制方法,其可以实现高压、大电流的低成本高精度应用。利用机械式触电开关与电力电子器件特殊结构组合,提高纯电力电子器件需要大量串并联的形式才能达到所需的额定电压和通流需要,同时降低了系统的控制复杂性,简单的电力电子开关主要任务是提高系统动作精度。由机械开关承载主要的工作电压和电流,大幅降低了设备的成本和运行维护成本。技术的成熟程度,适用范围和安全性:鉴于该成果涉及技术的先进性,降低了装置本题即控制的复杂性,研究成果具有电力电子操作的快速性和准确性,又具有机械式高压开关装置强大的耐压和通流能力。避免了大量电力电子开关控制所需的复杂电路、附加的限压和过流保护装置及散热装置。工作性能可靠,安全性强。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,历经改进和实际应用,得到了较好的性能。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] 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] 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。
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