试验研究

随着数字化技术在各行业的纵深发展以及能源分散化趋势的进一步加强，配电企业正面临着更为复杂的配网环境和更彻底的业务变革需求。作为配电网数字化建造和升级的基础，配电设备在数字化配电网系统中扮演着信息收集和传递的桥梁效果，其稳定性、安全性和可靠性将直接影响未来配电网的数字化和智能化水平。部署数字化配电网设备，提高配电网的数字化水平，成为配电企业完成数字化转型和未来发展的当务之急。 在此背景下， 江苏省电力试验研究院有限公司组织电力行业的专家，编写了《配电网设备数字化技术》一书，针对配电网设备数字化技术开展系统性、专业性的深入研究，在数字化设备通信、建设、运行等方面进行了系统总结，为配网数字化建设提供理论支持和技术体系的支撑。 本书围绕配电网设备数字化的研究成果，在广泛调研的基础上，考虑配电网数字化人员能力现状和培训需求，详细集中阐述配电网设备数字化总体思路和框架、配电网设备数字化技术、配电网设备数字化建设、典型应用案例、发展趋势等内容，并以典型应用案例为拓展，指导配电网相关技术与管理岗位人员技术应用和实践创新，整体提升配电网数字化人员队伍的综合素质，最后通过配电网数字化发展趋势及展望，构画配电网数字化的未来发展方向。 联 系 人：张琴 张一飞 手 机：18771044475 18334793050

　　根据《110kV典设》和《220kV典设》确定的110kV和220kV变电站管母相间间隙距离，扣除作业人员占位0.5m后，无法满足《安规》要求。为解决此问题，提高带电作业安全性，本文提出了变电站管母相间加装绝缘板带电作业方式，进行了变电站管母加装绝缘板方式的模拟真型试验研究，确定绝缘板的安装位置、尺寸和遮蔽范围。试验研究和理论分析结果表明，110kV和220kV变电站管母相间采用加装绝缘板的作业方式，可显著提高作业间隙电气绝缘强度，满足带电作业安全要求;在110kV、220kV变电站管母相间进行带电作业时，绝缘板应安装在距邻侧边相管母分别为0.3m和0.5m处;绝缘板厚度应不小于5mm;110kV管母绝缘板高和宽分别不小于3.1m和1.9m，220kV管母绝缘板高和宽分别不小于3.7m和2.5m;搭接宽度不小于0.2m。研究成果为解决“110kV和220kV变电站管母相间带电作业中存在的安全距离不足”问题提供了系统的、切实可行的方案，对保证110kV和220kV变电站安全稳定运行具有重要的理论价值和实践意义。

针对现场气体绝缘组合电器(gas insulated substation，GIS)局部放电绝缘缺陷漏报、误报情况频发的问题，文中根据GIS实际运行温度范围对GIS内部常见固体绝缘缺陷开展不同温度下间歇性放电特性试验研究，搭建GIS电-热耦合间歇性放电模拟试验平台，采用脉冲电流法、特高频(ultra high frequency,UHF)法、超声波法和气体特征组分检测法获取不同温度下固体绝缘缺陷间歇性放电特征数据并进行分析。研究发现：UHF法和脉冲电流法在不同温度下均能有效检测到试验缺陷间歇性放电UHF信号，超声波法和气体特征组分检测法无法有效采集到有效放电数据；固体绝缘表面金属污秽缺陷和内部气隙缺陷间歇性放电电压与温度呈负相关，污秽缺陷间歇性放电电压呈较为明显的线性下降趋势，气隙缺陷间歇性放电电压呈先大幅下降后较平缓线性下降趋势；污秽缺陷间歇性放电的平均放电量和UHF信号幅值与温度的升高呈正相关；污秽缺陷放电间歇性在不同温度下随放电时间的增加会增强，而气隙缺陷放电时间间隔在26 ℃、40 ℃、50 ℃下能由秒级发展为毫秒级，存在演变成击穿放电的风险。文中研究成果进一步丰富了GIS间歇性放电理论体系，有助于提升现场GIS间歇性放电的有效诊断率。

矿物绝缘油中腐蚀活性较强的硫化物已被证实会诱发油浸式电力设备绝缘故障，在绝缘油精炼过程中会被去除。部分非活性硫因其高效抗氧化性保留于矿物绝缘油中以提高油品的氧化安定性。然而，非活性硫在油浸式电力设备运行条件下的活化问题及其对绝缘性能造成的影响并未得到关注。文中针对矿物绝缘油中的典型非活性硫(噻吩类硫化物)，聚焦油纸绝缘中非活性硫诱发绕组腐蚀的反应机理，采用材料物相分析方法探究噻吩类硫化物的热裂解产物，结合热裂解动力学分析方法，分析噻吩类硫化物在不同升温速率下的活化能变化规律，并开展噻吩类硫化物在油纸绝缘热老化作用下的试验研究。热裂解气相色谱、质谱以及热裂解傅里叶红外光谱结果表明，噻吩类硫化物(噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩)在热裂解过程中的主要活化产物为具有极强腐蚀性与挥发性的H2S。不同热裂解升温速率下，噻吩类硫化物的失重率规律基本一致，其中噻吩最容易发生热裂解，其次是苯并噻吩，最后为二苯并噻吩。在油纸绝缘低温过热条件下，由于体系能量的不断积累，会导致噻吩类硫化物发生活化进而生成低分子强腐蚀性硫化物，加剧油品腐蚀性，最终导致油纸绝缘发生硫腐蚀。

通过开展无人机临近及穿越变电站带电电气设备间隔现场测试、无人机碰撞变电站带电设备及振动特性试验，提出无人机变电站巡检安全防范方法及标准，建立变电站无人机安全准则，保障变电站无人机巡检安全性，减少无人机在变电站巡检飞行存在的安全顾虑，填补国内外对变电站无人机飞行安全风险验证的空白。

针对大型电力变压器和油纸绝缘套管受潮缺陷导致的绝缘性能下降问题，本项日系统梳理总结变压器油纸绝缘套管典型缺陷，仿真分析不同缺陷类型的电场分布特性，建立油纸绝缘套管复合工况试验平台，试验研究油纸绝缘套管典型缺陷劣化机理及关键特征量，提出基于DS等特征量的油纸套管受潮检测方法，并在全网范围推广应用；项目通过建立大型变压器外部大气水分、器身内部气相及固体绝缘中水分交互扩散、迁移的微观动力学模型，揭示了大型变压器充气状态下绝缘受潮与水分动态平衡机理，研发适于大型变压器绝缘受潮现场干燥的低频短路加热与移动气相干燥装置，提出了变压器现场绝缘干燥技术作业规范，解决了大容量变压器绝缘老化受潮后绝缘现场干燥难题。项日研究成果作为南方电网500kVG0E型主变套管重大隐患排查治理工作的主要依据，2017年至2018年，成功应用于全网范围内197支G0E型油纸绝缘套管的FDS普测分析工作，其中，有效检测出绝缘缺陷套管5支，缺陷检测准确率达100%。 项目提出的大型变压器现场绝缘恢复技术的工艺流程成果在多个直流工程中获得应用，在从西、贺州、普洱、东方4座变电站共14台变压器的现场绝缘状态评估及绝缘恢复工作取得良好效果。 项目研究成果有效降低变压器、套管绝缘失效带来的系统运行风险，提高了南方电网主网的安全稳定运行水平，对提高系统可靠性具有突出工程价值，对全网五省区生产、商业用电和居民生活用电起到保障作用，具有十分重要的社会效益。解决了大容量换流变压器运输、贮存受潮后绝缘现场恢复难题。

本专利针对现有GIS特高频局放监测误告警问题严重，无法准确预警设备缺陷的现状，提出了一种GIS设备局部放电诊断方法及系统，通过对各传感器信号开展相似性分析和多维度数据的融合分析，降低了误告警率，提高了设备缺陷的检出率，为电网安全稳定运行提供了保障。在申请阶段符合“不属于现有技术，也没有任何单位或者个人就同样的发明或实用新型在申请日以前向专利局提出过申请，并记载在申请日以后公布的专利申请文件或者公告的专利文件中”相关要求，在2017年11月通过“局部放电+特高频+定位”等关键字进行专利检索，与本专利接近的技术为：1）一种气体绝缘组合电器状态预警数据异常值的筛查方法（广西电网有限责任公司电力科学研究院，已授权）；2）变电设备多源局部放电信号的分离方法及装置（国网浙江省电力公司电力科学研究院、国家电网公司、浙江省电力试验研究院技术服务中心、西安交通大学，已授权）；3）一种基于局部放电带电检测的GIS风险评估方法及系统（国网湖南省电力公司电力科学研究院、华北电力大学、湖南湘能智能电器股份有限公司，实审），专利1仅适用于电缆局放检测技术领域，专利2是利用密度聚类算法把局放信号进行分离以区分不同源的局放信号，专利3是利用2路特高频信号和2路超声波信号进行局部放电源的准确定位，具体如何利用特高频信号对局部放电源定位并没有给出说明，也没有说明采用何种参数，进行何种定位方法，三个专利均不具备本专利的技术特征，且存在相应的缺陷和不足。本专利具备显著新颖性。

随着我国经济社会持续发展，能源生产和消费模式发生重大转变，能源产业肩负着提高能源效率、保障能源安全和推动环境保护等新使命。在此背景下，国网江苏省电力有限公司电力科学研究院和江苏省电力试验研究院有限公司实施“综合能源关键技术与实践案例”专题资源开发，联合组编《综合能源系统关键技术与典型案例》一书，推动实现社会能源可持续发展，为实现“碳达峰、碳中和”目标添砖加瓦。 本书从综合能源发展的背景出发，介绍了综合能源系统的基本概念和内涵，梳理了综合能源应用场景、技术体系、商业模式及相关政策与体制机制，总结综合能源的典型案例与实践经验，展望综合能源未来发展趋势。 引领示范作用——本书为“碳中和倒计时丛书”系列丛书之一，紧扣双碳主题，聚焦综合能源体系的发展，有助于推动社会能源可持续发展。 模式升级创新——本书在近几年实践经验的基础上，收集调研各地综合能源的典型案例、政策机制、运营成效，重新梳理综合能源的概念、理论基础、技术体系、系统框架和未来发展趋势。 广泛征集调研——编写组从多个渠道进行调研、收集资料，在此基础上进行了提炼和总结，以期读者能借助此书对综合能源有全面系统的了解，并同时能够从书中列举的案例与实践经验中得到参考与借鉴。 注：25册（含）起订，免邮寄费。

以挂网运行线路110kV、220kV复合绝缘子为研究对象，对其电气、机械性能进行了试验检测；在此基础上对复合绝缘子的运行状态进行了有效评估。结果表明，运行多年的复合绝缘子，其电气和机械综合性能仍基本满足线路运行要求，老化特征与其运行时间之间存在一定的相关性。试验研究结果可为复合绝缘子的运行和维护工作提供参考。

通过项目实施，广州供电局电力试验研究院牵头制定了绝缘子污秒成分测定方法电力行业标准，提出了基于模糊聚类的绝缘子污秒成分阴阳离子配对方法，建立了绝缘子表面积污模型，得到污税成分对绝缘子污闪电压的影响规律并提出混合污秒成分下绝缘子污秒闪络电压的计算修正方法及改进的污秒等级划分方法。项目成果为污闪机理的进一步深入研究提供了基础，为防污闪策略的优化及电力系统外绝缘设计提供了依据。