电磁感应

通过高压熔盐电磁感应加热装置直连高压电网，利用电磁感应原理实现熔盐加热。通过熔盐管道绕制异型多层，增大换热面积，内置高效导磁材料，实现高压励磁线圈与异型熔盐管道的高效电磁耦合，降低励磁线圈损耗。采用纳米绝缘材料将异型熔盐管道一体化浇注成型，降低系统散热，实现大功率高效加热。

为研究多回电缆并联运行护套感应电压对电缆运行安全和人身安全的影响，提出了适用于并联电缆护套感应电压的计算方法。以电磁感应定律为基础，先建模计算负荷电流在各回电缆线路的具体分配，再据此推导不同护套接地方式的多回并联运行电缆护套开口感应电压和护套沿线最大值感应电压的计算。以双回电缆并联运行为算例，分别编程求解了该方法和现有文献方法在几种典型敷设方式下的护套感应电压。并以数字仿真结果为参考对比分析了误差大小，结果证明了该方法的正确性。通过分析几种因素对护套感应电压的影响发现：并联运行电缆护套感应电压相对于单回电缆可能增大很多，选择交叉互联接地和品字形相序排列能显著降低并联电缆护套感应电压。

通过高压熔盐电磁感应加热装置直连高压电网，利用电磁感应原理实现熔盐加热。通过熔盐管道绕制异型多层，增大换热面积，内置高效导磁材料，实现高压励磁线圈与异型熔盐管道的高效电磁耦合，降低励磁线圈损耗。采用纳米绝缘材料将异型熔盐管道一体化浇注成型，降低系统散热，实现大功率高效加热。

架空输出取电装置，采用铝合金外壳，为开启式结构，适用于35KV及以上电压 架空输电线路上面，通过电磁感应原理，获得低压，安全的工作电源，并以光伏板辅助 为监测装置提供电源。

架空配网取电装置，为开启式结构，通过绝缘杆安装在（6KV~35KV)架空配电线路上面，通过电磁感应原理，获得低压，安全的工作电源，并以光伏板辅助为监测装置提供电源。

随着智能电网的快速发展，智能变电站对设备要求越来越高。电流互感器作为广泛应用于电力系统中，起到测量和保护作用的仪器设备，向智能化、数字化、网络化、标准化发展成为方向。传统的电磁感应式电流互感器具有磁饱和、铁磁谐振、动态范围小以及易燃易爆等缺点，且输出为模拟量，不能与数字化二次设备直接接口，电子式电流互感器由于不含铁芯，能有效消除设备磁饱和、铁磁谐振，具有优良的绝缘性能、体积小没有易燃易爆等优点，能满足智能电网的要求，但在现场应用中会受到电磁兼容、温度影响、造价大等缺点，难以推广应用。该成果研究一种采用新型光纤材料的新型电子式互感器,具备信息数字化、通信网络化、共享标准化的固有特点，并且较传统电子式互感器计量准确度更高、经济性好、运行稳定可靠的纯光互感器，研制成果的设备实现了在宁夏地区的挂网试运行，解决传统电流互感器运行稳定性差、造价高昂等问题。

输电线路电磁环境是社会公众高度关注的问题，经常发生邻近居民阻止项目建设、投诉电磁环境伤害的纠纷事件。电磁环境已经成为电网建设及运营、电力供应的重大外部制约因素。电晕放电和电磁环境控制措施是在输电线路设计与建设阶段实施的，然而，输电线路投运后导线表面持续积污，表面状态粗糙度持续改变，引发电晕特性持续改变，电晕放电恶化，电磁环境劣化甚至超标，但目前不掌握定量性的变化规律，亟待解决；电磁环境预测是线路设计中极为重要的关键环节，目前工程上通用的平面镜像法缺乏对复杂状况的预测能力，需要补充提高；电磁环境纠纷往往起源于对电磁环境的过度忧虑，消除疑虑的人体电磁感应评估技术有待发展提高。 针对上述技术需求开展攻关，本项目提出了电网长期运行实际导线表面状态的定量测试方法，建立了长期运行导线表面特征图谱库，取得了以往未知的长期运行导线表面状态的变化规律和量化数据，发现了导线表面粗糙度随运行年限和污区等级变化的规律，提出了表面粗糙度 Ra 计算公式。实现了对运行中导线表面状态的量化评估，为电晕放电控制提供科学依据和指导。发现了长期运行输电导线电晕特性、电磁环境的变化规律及量化数据，提出了导线粗糙系数定量计算方法，指导输电线路设计实现电晕放电和电磁环境精准控制，避免长期运行后电晕放电恶化，确保输电线路全运行寿命期内电磁环境始终达标。建立了复杂地面情况下的输电线路工频电场模型，对斜坡地面首次采用几何变换处理方法，对一般复杂地面采用表面电荷模拟，实现了复杂情况下工频电场强度的预测评估，计算简化，效率提高，提高了复杂状况电磁环境预测能力。结合有限元法和模拟电荷法的各自优势，提出并建立了基于有限元法和模拟电荷法及表面电荷法的工频电场混合模型。建立了工频电磁场人体电磁感应模型，实现了人体电磁场分布计算，实现了人体电磁感应评估，提高了计算效率。 项目获授权发明专利 3 项，实用新型专利 1 项，软件著作权 2 项。发表论文 17 篇，SCI/EI收录 10 篇。项目成果自2015 年 1 月开始应用，目前已经在 170 条 110kV-500kV 输电线路设计中应用，在数百个环保技术服务、环评和安全卫生评价等项目中应用，效果良好。项目成果使输电线路全运行寿命期内电磁环境达标，避免超标影响电网建设运营、电力供应和人体健康，同时防止过度控制造成建设成本浪费，具有重大环境效益、经济效益和社会效益。具有很大的推广应用前景。项目通过科技成果鉴定，整体达到国际先进水平。

移相变压器能够有效调控潮流，为保障电力系统安全可靠运行，为移相变压器配置性能优良的保护不可或缺。以某示范工程的35 kV单芯对称型移相变压器为研究对象，提出相应的本体保护方案。首先，基于基尔霍夫电流定律和电磁感应定律分析其运行特性。然后，结合其拓扑结构，设计了保护用电流互感器的安装位置，构建了电平衡差动保护和磁平衡差动保护方案。此方案可覆盖单芯移相变压器内部各绕组和绕组引线相间故障以及各绕组匝间故障。最后，基于Matlab/Simulink平台搭建单芯移相变压器模型，通过设置本体内部典型故障，验证了提出的两种差动保护配置方案的有效性。

针对高压输电线路周边的强电磁环境，提出利用强工频磁场磁电转换向输电线路小功率在线设备提供能量来提 高线路监测控制电源供电可靠性的思想。使用CDEGS软件包搭建了常见杆塔与线路排列方式的仿真模型，对常用模拟电流 法进行优化，确定了最大磁感强度BTmax的理论求解方法，分析了无源设备在强场中产生感应电流的影响因素，建立异形 多匝线圈并分析其相对标准线圈的功率增量。

赵诗宇说，自2020年起，我们创新团队就开始对接地点快速定位开展研究，依据电磁感应原理，融入“北斗”授时等前沿技术应用，历时两年，我们研制出配电网便携式智能接地故障定位仪。