试验装置

随着我国电网的快速发展，气体绝缘组合电器（GIS）得到大规模应用，近三年国网公司330kV以上GIS间隔平均增长率达22.5%。GIS设备在运输、储存和安装中可能发生的多种间题原因产生各种绝缘缺陷，仅2017年国网系统中发由于绝缘间题导致的故障跳闸占到84%以上。说明交流耐压试验对发现GIS设备潜在故障的局限性，而冲击耐压试验的必要性也因此而体现，对于及时发现GIS设备所存在的问题进而确保GIS的安全运行有重要的实际意义。现有冲击试验装置由于体积等间题造成试验成本较高，本课题针对现场高效试验开展相关研究。 国网宁夏电力公司电力科学研究院自2015年起，开展了散开自立式GJS现场冲击耐压试验装置及试验方法进行了针对性的研究，并取得了圆满的成功。项目成果已在多个现场得到了应用，丰富了现场检测手段，有效提高了入网GIS设备的可靠性，经济社会效益显著。

开关

本项目采用消化吸收再创新的自主创新思路。首先研究南方电网现有晶闸管控制系统VBE装置、TE板、TVM板、RPU板的关键技术，突破国外技术封锁，完全掌握了晶闸管控制系统功能、架构、通讯、电磁兼容、散热，以及VBE装置系列板卡、TE板、TVM板、RPU板电路原理等方面的核心技术，结合现场运行维护成果，实现了VBE装置、TE板、TVM板和RPU板的国产化，并经第三方机构（开普实验室）检测合格，提出了换流站直流控制保护设备与换流阀二次接口规范，使我国高压直流输电直流控制保护技术提升了一个大台阶。 开展高压直流晶闸管控制系统板卡故障诊断及检测技术研究，并在借鉴和消化吸收国外先进故障诊断理论的基础上，结合VBE装置系列板卡、TE板、TVM板以及RPU板在功能、电路原理、接口和PCB板图等方面的研究成果，以及现场运行维护经验和实际需求，成功研制出国内首套高压直流输电VBE装置、TE板、TVM板、RPU板检测装置以及TE板连续运行试验装置，并经第三方机构（开普实验室）检测合格，填补了国内该领域研究的空白。

微创评估技术首先利用微创取样设备从在役金属部件上切取微小的试块，然后将切取的微小试块加工成微创试样进行微观组织观察、各种理化及力学性能试验，最后通过微创试验性能结果对在役部件进行状态及寿命的准确评估。由于目前仍然没有相对系统、完善的微创取样及试验装置，导致微创评估技术在实际电站金属部件的监督评估中应用极少。通过微创评估技术可以随时发现设备缺陷，监督其发展，预测其寿命，掌握其健康水平，为制定设备检测、维护、改造、更换方案提供科学有效的依据，而且可以充分利用剩余寿命，使寿命最大化，做到安全性和经济性的同时兼顾。 利用该项目的相关成果可以随时发现设备缺陷，监督其发展，预测其寿命，掌握其健康水平，为制定设备检测、维护、改造、更换方案提供科学有效的依据，而且可以充分利用剩余寿命，使寿命最大化，做到安全性和经济性的同时兼顾。该项目的成功开发使得我们可以对电站高温金属部件的服役状态以及剩余寿命精准把控，可以杜绝以往出现一点儿小问题就换管的简单粗暴处理方式，可充分利用电站高温金属部件的剩余寿命避免盲目换管带来的资源和经济上的浪费。微创评估技术不仅可以应用在火电机组中，可以将其拓展应用到核电、石油化工、航空航天等领域所有在高温、压力、腐蚀等黄刻环境中服役的金属部件，将对保证我国电力、石化、航空、航天等领域的安全稳定发展起到重要的作用。

本项目主要创新点有：1采用多角移、大串级的逆变形式，开发出了低谐波含量、可全容性载荷的3000km高压变频系统。同时通过优化单元结构，设计抗震缓冲装置，成功研制3000kw移动箱式大功率试验电源系统。2成功研制世界首套1000kv特高压变压器现场空负载试验设备。3采用绝缘集成技术，移动箱式、抗震设计，实现了一套可快速运输、现场组装的现场大型试验设备。4开展世界首次1000kV解体运输式特高压变压器现场全电压空载、50%电流负载试验，验证1000kV解体运输式特高压变压器解体组装后空负载试验数据指标具有一致性。

项目针对我国配电网低压配电设备智能运检、保护器试跳和线路电压调节等技术难题，研发了带边缘计算技术的终端、保护器性能自动检测和线路电压自动调节等装置，实现了低压配电网状态的感知范围、精准研判和智能处理。 主要创新点：一是研制了低压配电柜短信终端和智能控制终端，发明单、双交叉运算判据方法对多个传感器与监测仪数据进行处理，开发了早期故障诊断程序嵌入终端和保护器主处理器，提出了故障类型自动识别的方法，解决了故障早期预警并精准隔离。二是采用基于多源信息融合技术，提出了对保护器内部部件进行检测前、中、后的故障诊断方法，研制远程自动接地动作试验装置，形成了变、线、户故障早期诊断网络。三是提出了采用线路电压采样控制无功投切技术，研制了便携式调压自动无功补偿装置，提出了低压配网首末端电压协同治理的方法，解决了线路电压的自动调节。 根据浙江省技术经纪人协会科技成果鉴定委员会认为，项目整体技术达到国内领先水平，其中远程漏电保护器故障及交流接触器堵塞或故障判断装置达到国际先进水平。项目已获授权专利28项，其中授权发明专利18项、实用新型专利10项，软件著作权3项；发表论文9篇。项目整体技术应用地区，公变侧故障早期诊断误报率下降了14.57%，诊断时间从原15min降至2min，缩短每座公变25min巡视时间；保护器停电检测时间缩短了35min，正确率达到100%；线路和用户侧故障早期诊断时间从原60min降至2min。项目还获得了行业内外广泛关注，入选中国电力企业联合会《配电网建设改造创新成果及应用案例汇编》，2019年被国网列入科技成果转化目录，2020年1月又与上海置信电气股份有限公司成功签订了《职工技术创新成果许可意向协议书》，因此，本成果系列产品推广前景巨大。

超、特高压变压器作为交直流高压输电系统工程的核心设备，其发展趋势向超大容量、体积和重量方向发展日益显著，正在研制的1000kV/1500MWA特高压变压器总重近900t。受公路、铁路等运输条件限制，无法实现将变压器整体运输至工程现场，或者由于道路加固整修费用太高，大幅增加工程造价。特高压变压器由上海运至四川复龙，其单台运输费用超过20亿元，远距离运输费用甚至远超过变压器自身的建造费用。在我国后期的中西部特高压建设中，运输条件将更加恶劣，因此采用解体式变压器的运输方式，实现超特变压器的现场组装、环境控制、绝缘干燥、试验考核及运维检修成为必然选择。 本项目面向水分在变压器油纸绝缘系统的扩散规律及其对油纸绝缘系统性能的影响机理，及特高压解体式变压器现场解体和组装关键技术进行研究，实现对特高压变压器的现场环境控制；面向超、特高压大型电力变压器工厂化检修的现场干燥工艺和现场试验技术进行深化研究，研制面向超、特高压大型电力变压器工厂化检修的移动汽相干燥设备和封闭式气体绝缘现场高压试验装置，实现对超特高压大型变压器的模块化故障识别和精确工厂化检修及诊断。