科创中国
特高压GIS设备关键状态感知、评估技术及工程应用
成果类型：: 新技术
发布时间: 2022-09-01 13:51:17
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：“科创中国”新型电力系统装备产业科技服务团| 刘淼 | 2022-09-02 10:56:05
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。
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。
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。
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。
项目提出了1100kV GIS运行状态感知、评估关键技术，可在GIS设备及状态感知类设备的设计、生产、运维等重要环节应用，对GIS设备、在线监测装置质量进行把关，降低GIS设备缺陷和在线监测装置问题导致的故障概率，促进特高压GIS设备和在线监测产品的升级换代，对提高我国电力设备智能化水平具有重要价值。
自行投资实施转化
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