测量方法

本参评专利ZL201010591198.7属于磁测量领域的创新技术——基于庞磁电阻效应的磁感应强度测量技术，其技术要点主要为基于庞磁电阻效应的磁感应强度测量装置和方法。基于本专利技术研制的磁阻式角度传感器应用于电站船闸输水廊道反弧门开度测量。反弧门井深达60米，现场空间狭小，环境潮湿，难以安装直线行程式角度测量装置。通过在反弧门井使用磁阻式角度传感器，实现反弧门开度的连续测量，传感器体积小，测量精度高。本专利技术，致力于新型磁敏感材料、器件及传感器设计、制造和应用，自主研发高性能、高可靠性、高安全、低功耗、低成本的新型磁敏感传感器，建设具有自主知识产权的标准和专利池，抢占智能传感材料、器件、系统及应用的战略制高点，符合国家战略需求，属于国家政策重点鼓励、支持的技术。

以电力微型智能传感器的研究和发展背景为切入点，分享了微型敏感元件、非侵入测量方法、传感取能与通信方法、高可靠集成应用技术等电力微型智能传感核心创新技术，介绍了微型智能传感器在电力输变配领域的工程应用情况，并对其未来的发展趋势进行了展望。

高速旋转的电机设备转子轴在正常运行时会产生一定的轴电压，如果轴电压的抑制和防护措施不得当，一旦形成回路，就会产生轴电流。较强的轴电流会产生电弧，使润滑状况迅速劣化并引起轴颈和轴瓦合金的电腐蚀，同时较强的轴电流还会带来严重的设备磁化，引起振动等故障，导致停机事故。 预防轴电压危害的重点在于防止轴电流形成通路，只要能形成有效的回路阻断，即可防止该问题的发生。因此电动机及发电机励端轴承与底板、轴承与油管间必须采用绝缘来阻断通路，由于轴电压通常很小(不高于10V),仅需要很低的绝緣即可防止产生电流。实际应用中，由于转子轴的另一端是接地状态，因此在不接地的一端通常采用双层绝缘( 见图1和图2)，即轴承绝缘分成上下两层，中间夹一层金属板，金属板上面引出一-根导线连接到机外，便于测试绝缘电阻。 由于传统方法所测绝缘电阻实际上是轴承中间金属的绝缘电阻，只能间接反应转子轴的绝缘状况。由于转子轴端结构复杂，通常还有其他会与大轴接触的部件，如密封瓦、传感器等，该方法作为-一种间接测量方法，并不能完全反应实际情况，目前也并没有判断励端是否接地的直接测量方法。

新能源并网将不断挤占常规机组开机容量，降低系统转动惯量和调频能力，导致频率变化加快、波动幅度增大，因此需要新能源机组提供主动惯性支撑。但是新能源机组动态特性完全不同于同步发电机，传统摇摆方程已难以全面刻画新型电力系统频率受扰后的动态过程。为此，建立新型电力系统的惯量模型，可以准确刻画同步发电机、跟网型和构网型逆变器的惯量响应过程。提出惯量的实时测量方法，采用改进多项式曲线拟合法和系统辨识法，实现了对系统转动惯量和区域内惯量的准确感知。最后通过仿真，对新型电力系统等效惯量进行了量化评估，验证了所提的测量方法和数学模型的有效性。 Integration of new energy sources will continuously encroach upon the startup capacity of conventional units, reducing system's rotational inertia and frequency regulation capabilities. This leads to accelerated frequency changes and increased fluctuation amplitudes. Therefore, it is imperative for new energy units to provide active inertia support. However, the dynamic characteristics of new energy units differ significantly from synchronous generators, making traditional swing equations inadequate to fully reflect the dynamic process of frequency response in new-type power systems after disturbances. Therefore, an inertia model for new-type power systems is established to accurately characterize the inertia response process of synchronous generators, grid-following inverters, and gridforming inverters. A real-time inertia measurement method is proposed, which employs an improved polynomial curve fitting method(PCFM) and system identification method to accurately identify the system's rotational inertia and regional inertia. Finally, through simulation, a quantitative assessment of the equivalent inertia of new-type power systems is conducted, and the effectiveness of the proposed measurement method and mathematic

随着柔性直流输电技术的日臻成熟，高压直流挤包绝缘电缆系统作为其中的关键设备在海上风电接入、孤岛平台供电和城市中心供电增容等领域应用日益增多，其绝缘性能及长期可靠性已成为世界性难题和研究热点。我国高压直流电缆研究、制造与应用工作起步较晚，在本项目之前，国内尚无系统研究高压直流挤包绝缘电缆系统关键技术的科研项目，更无具有自主知识产权的国产高压直流电缆和应用工程。针对我国柔性直流输电技术发展和工程应用需求，本项目在国内首次系统研究了高压直流挤包绝缘电缆绝缘材料选型、结构设计、关键生产工艺、试验与考核评价方法等，项目创新性强，技术难度大，取得一系列创新成果：掌握了高压直流挤包绝缘电缆设计与选型技术，提出了直流电缆绝缘材料评价方法及质量控制检测体系；研制了±200kV 纳米添加电导非线性增强绝缘直流电缆终端，并成功通过型式试验；研发了可重复利用、便于安装的直流电缆试验终端，解决了±320kV 以下电压等级直流电缆出厂试验难题；开发了高压直流挤包绝缘电缆系统全工况运行考核控制系统及全尺寸高压直流电缆脉冲电声法（PEA）空间电荷测量系统，解决了温度梯度条件下全尺寸高压直流电缆空间电荷测量与评价的世界性难题，带动了高压直流电缆系统专用检测技术进步，并实现了科技成果转化；推动了国内外高压直流挤包绝缘电缆系统标准体系建设，先后制定了高压直流挤包绝缘电缆使用技术规范、空间电荷测量方法技术规范及运行维护试验导则等一系列行业及国际技术标准。

变电

根据国家、水利部和国网公司相关法规规范要求，电网工程水土保持监测是电网工程水保竣工验收的必须工作和关键环节。水土保持监测最广泛的应用场景是土状堆积物形成的稳定坡面，而此场景的最常用的测量方法为测钎法。该方法具体操作为：向待测坡面有规律的插入若干细钎，常见的测钎布设为3×3的9根测钎方阵，在测钎上标记与土壤表层持平的位置，作为原始高度点，人工定期观测地表土层降低的厚度，计算土壤蚀侵量等水土流失量相关数据。该方法要求测量人员定期到达现场查看测钎的状态，人工测量每根测钎的地表降低厚度，这种方法耗时耗力且易破坏坡面稳定性。 本发明专利将水土保持专业与测试技术相结合，创造性的利用超声波在传播过程中方向性强、能量消耗缓慢、遇到物体表面产生反射波的特性，测量检测波发射与反射接收的时间间隔，计算出需要测量的距离，自动监测地表降低厚度，首次实现了水土侵蚀量的自动化测量，大大节省了人力物力，降低了人工监测破坏坡面的风险，并使水土保持监测的频率不再受限于人工巡查频率，真正实现了水土保持的全天候监测。由于自动测量所获得的数据量远远多于人工读取，且测量精度大幅提升，为建立更精准的不同环境下的水土侵蚀模型提供了数据基础。 本专利还设计了一种标准反射块和反射实时校准技术，创造性的解决了超声测距易受温度、湿度、压力等环境因素影响的问题，使测钎设备在多环境因子的干扰下依然可以有远高测量标准的测量精度，从而使基于超声测量的水土保持监测传感器走向实用。经调研，目前还没有类似技术或专利应用于水土保持监测，本专利为独创性专利。 本专利获2019年度国网陕西省电力公司专利奖一等奖，除此之外，以本专利为基础的“交流特高压工程环保监测与施工关键技术及应用”项目获得“2020年中国电力科学技术奖一等奖”，“特高压工程环境保护及水土保持专项技术研究”项目获得“2019年电力建设科学技术进步奖二等奖”，“电网工程天地一体化水土保持监测关键技术”项目获得“2019年度电力建设科学技术进步奖二等奖”，“输变电工程水土保持监测软件平台关键技术”项目获得“2019年国网陕西省电力公司科学技术进步奖一等奖”，以及“输变电工程水土保持在线监测系统”项目获得“2018年国网陕西省电力公司科学技术进步奖一等奖”。经鉴定，本专利研究成果在交直流特高压工程建设中得到成功应用，实时监测水土流失量及环境因子，为水土流失监测和治理提供技术支撑，取得了显著的经济效益、生态环境效益和社会效益，为电网建设和环境保护发挥了积极作用。同时，该研究成果在输变电工程建设生态环境监测方面达到国际领先水平。