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特高压GIS设备关键状态感知、评估技术及工程应用

发布时间: 2022-09-01

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式: 技术咨询
成果类型: 新技术
行业领域:
电力、热力、燃气及水生产和供应业,电力、热力生产和供应业
成果介绍
特高压气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)是特高压电网的关键、核心设备之一,其运行状态对特高压电网的安全稳定运行极为重要。绝缘状态是特高压GIS设备的关键运行状态,由于绝缘设计裕度低,制造安装、运行过程中容错率低;运行时场强高,缺陷耐受能力弱,相同绝缘缺陷作用下更易发生放电故障,导致特高压 GIS放电故障占比高于其他电压等级GIS设备,因此对特高压 GIS进行有效的状态感知及评估,降低放电故障发生率极为重要。而现有感知技术对特高压 GIS缺陷的演变规律、故障判据缺乏有效的数据支撑及差异化评估方法;缺少局放在线监测系统现场校验方法,监测数据准确性难以保障;传感技术手段单一,样本数据难以全面覆盖放电发展阶段,缺陷误报率偏高。 本项目源于国家电网公司重大科技项目,历时8年,形成了拥有自主知识产权的系列创新性成果。
成果亮点
①在实验室条件下建立了特高压 GIS放电缺陷真型试验平台,克服了电压等级高、绝缘结构及缺陷类型不易模拟、放电信号难以稳定复现等难题,发现了特高压 GIS放电缺陷发展过程与低电压等级GIS的差异化特性,建立了典型缺陷放电特征图谱,为特高压 GIS状态感知、校验及评估技术研究提供了试验及数据支撑;②基于对特高压 GIS结构及局部放电信号传播规律的研究,提出了通过放电信号幅值比校验传感器灵敏度、通过典型特征图谱重构校验监测系统有效性的校验方法,研制了包括放电信号模拟、幅值比计算、特征图谱重构等关键模块在内的成套校验装置,具备了对GIS局放在线监测系统进行现场校验的能力;③研制了GIS典型局放光、电联合感知系统,获取了典型缺陷发生、发展过程中光、电表征信息的演变规律,建立了放电发展阶段划分及严重程度评估的数学模型,克服了现有技术条件下传感数据来源单一、数据特征挖掘深度不足的问题。经专家鉴定,项目成果整体达到国际领先水平。
团队介绍
项目授权发明专利11项,获得软件著作权3项,编写专著2部,发表SCI、EI、核心期刊论文20篇,发布标准3项。项目成果应用于山西长治、山东泉城和安徽淮南等11座特高压变电站及平高、西开等GIS设备制造商,提升了特高压 GIS状态感知、评估水平,降低了放电故障发生率,节省设备运维费用逾亿元,产生了显著的社会和经济效益,具有显著的技术优势和工程应用价值。
成果资料
产业化落地方案
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成果综合评价报告

评价单位:“科创中国”新型电力系统装备产业科技服务团 (中国电工技术学会) 评价时间:2022-09-05

高克利

中国电力科学研究院有限公司

副院长/教高

综合评价

特高压 GIS制造安装、运行过程中容错率低;运行时场强高,缺陷耐受能力弱,相同绝缘缺陷条件下更易发生放电故障,导致特高压GIS故障占比高于其他电压等级,因此对特高压 GIS进行有效的状态感知及评价、降低放电故障发生率极为重要。项目研制了1100kV GIS放电缺陷真型试验平台,建立了典型缺陷放电特征图谱,建立了通过放电信号耦合幅值比校验感知系统灵敏度、通过典型放电信号统计特征图谱重构校验感知系统有效性的校验体系;建立了基于光、电表征信息划分放电发展阶段、评估放电严重程度的数学模型,研制了光、电多参量耦合互补的GIS局部放电感知装置。项目研究成果已成功应用于山西长治、山东泉城和安徽淮南等11座特高压变电站及平高、西开等GIS设备制造商,提升了特高压GIS状态感知、评估水平,降低了放电故障发生率,节省设备运维费用逾亿元,产生了显著的社会和经济效益,具有显著的技术优势和工程应用价值。
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