科技成果

阅读数: 2386

成果名称: 超高压开关设备传感技术研究及其装置研制开发

成果登记号: 9612018Y0479

第一完成单位: 西安高压电器研究院有限责任公司

联 系 人: 张婷

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新技术

技术领域: 电子信息

应用行业: 电力、热力、燃气及水生产和供应业

成果简介:

本项目为国家能源应用技术研究及工程示范项目。项目研究涉及的四个子课题。子课题一超高压开关设备机械特性在线监测技术研究及其装置开发、子课题二超高压开关设备局放在线监测技术研究及其装置开发、子课题三超高压开关设备温升在线监测技术研究及其装置开发、子课题四纯光电流互感器研制。项目采用产学研合作的方式,利用西安高压电器研究院有限责任公司的技术优势并通过与企业、科研院所技术合作,其中涉及光纤技术领域与中国科学院西安光机所进行了技术合作、局部放电图谱及诊断系统分析软件与西安交通大学进行了技术合作。项目实施过程中形成了多项成果,完全拥有自主知识产权,其中包括形成发明专利4项、实用新型专利3项、发表国际会议论文1篇、核心期刊论文4篇等,达到课题下达的知识产权任务目标。2014年6月前项目涉及的四个子课题全部通过了中国西电集团公司暨中国西电电气股份有限公司组织的鉴定。

项目实施过程中,紧密围绕提升我国输配电重大技术装备自主创新设计和制造能力,推动输配电制造业向节能、降耗、环保、高效的智能化方向转变,支撑我国智能电网的发展这一主题。课题实施目的在于实现高压开关设备的智能化,使其具备测量数字化、控制网络化、功能一体化、信息互动化的功能并进一步实现产业化,推动相关产业技术发展,对相关产业发展起到重要的支撑和推动作用。其中:

子项一超高压开关设备机械特性在线监测技术研究及其装置开发,采用嵌入式系统平台技术,基于DSP数据处理芯片,辅以采集、滤波、存储、通讯等外围电路,实现断路器及GIS的在线监测功能。后台分析系统建立了专家诊断数据库,可实时得到一次被监测设备的健康状态分析报告;利用嵌入式系统平台 ,采集计算与通讯独立模块,具有稳定性高、扩展性好;双网卡的设计可做服务器或主IED 兼容性强;可以监测数字量、模拟量、开关量;通讯接口持RJ45、CAN、以太网;协议遵循IEC61850,实现互操作,状态评估系统功能完备,对特征参量进行阀值比对、趋势分析,实现故障预先告警等。该课题在数据处理的算法、专家数据库的建立、设备健康状态分析等关键技术取得突破。该产品具有功能较为齐全、使用便捷等特点;其综合技术性能处于国际先进水平。

子项二:超高压开关设备局放在线监测技术研究及其装置开发,采用超高频带宽测量的技术,监测通道扩展性高,模块化设计,

硬件滤波结合数字滤波,超高频全频带检测技术,装置采用对数放大检波电路,高速同步采样电路,IEC61850协议MMS报文,数据的无缝采集和传输,有效信号无遗漏,其中4路同步通道无时差采样,故障源精确定位,每通道最大可扩展85路传感器,变电站配置灵活,灵敏度高,达到-80dbm,故障信号分辨率高,动态范围宽,达到60db,图谱数据全面,类型判断更准确。该装置在GIS典型绝缘缺陷局放信号图谱数据库等关键技术方面取得了突破,研制了故障识别率高、抗干扰能力强的GIS局部放电在线监测IED。其综合技术性能处于国际先进水平。

子项三;超高压开关设备温升在线监测技术研究及其装置开发,实现了测温数据高效处理、装置板间多接口数据控制等功能;温升在线监测IED可实时显示多路温度数据,具有高低温预报警、历史温度数据存储、备份、导入和导出等功能。IED采用荧光光纤测温原理,测温板集成测温模块,实现多路测温。IED测温板主要功能由M287控制核心板实现,设计中采用多种通信规约应用,采用三合一测温模块,测温板集成度高,实现多路测温,输出符合IEC61850通信规约。该装置创新性地应用于探测特高压直流电压测量装置运行内部温度分布,技术水平国内领先。

子项四:纯光电流互感器研制,采用法拉第磁旋光原理,并采用纯光学全光纤传感、温度自适应补偿和数据电路时序控制等关键技术使得该产品测量精度高、稳定性好;温度自适应补偿技术可以使波片引入的温度误差与维尔德常数引入的温度误差大小相互进行补偿,采用点对点平绕技术实现光环性能稳定,数据处理过程中,采用数字电路时序控制技术,并在在FPGA数字电路中,主要采用了关键的"周期时钟"约束方案,使信号在传输过程中得以严格的控制,从而能保证测量的精度和准确性。该产品具有传感器结构简单,与GIS配套方便等特点;其综合技术性能处于国际先进水平。