《电力变压器状态监测与在线评估关键技术》

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该成果属于电气工程学科,适用于电力和大型工矿企业中电力变压器的状态监测及在线评估,是推动输配电装备实现“状态维修”和建设智能电网智能变电站的重要技术支撑及手段。研究电力变压器油中多组分溶解气体、局部放电、油中微水含量、绕组热点温度、套管介质损耗、铁芯泄漏电流的监测和绝缘状态的在线评估方法,发明了用于电力变压器潜伏性故障和突发故障在线监测及综合智能评估系统,整体技术达到国际先进水平。主要包括以下几方面核心内容:①发明了适合油气自动分离的具有高透气性能的高分子气体渗透膜和中空纤维膜、气电转换机构用MQ型系列气体传感器和交叉敏感智能抑制方法,研制成功了电力变压器油中多组分溶解气体在线智能监测诊断装置。其监测周期2小时;C<,2>H<,2>的最小检测浓度为0.1μL/L,H<,2>、CH<,4>、C<,2>H<,4>、C<,2>H6、CO和CO<,2>等6种气体为1μL/L,检测误差均小于±10%。②研制成功用于局部放电多频带监测的Hilbert超高频分形天线和自适应最优小波去噪方法,并结合脉冲电流法、定向耦合差动平衡—多端调节技术,发明了电力变压器局部放电多频带定量监测装置。可实现电力变压器局部放电的实时定量监测,其检测灵敏度为20pC,最小局部放电检测量不大于50pC。③发明了油中微水含量监测用聚酰亚胺薄膜电容式湿度传感器,提出了一种在线监测油浸式电气设备油中微水含量的神经网络预测模型,研制成功了油中微水含量在线智能监测装置。其最小监测周期为1分钟;最小检测浓度为1μL/L,检测误差小于±1μL/L。④研制成功绕组热点温度在线监测装置;首次提出一种用于油浸式强迫油循环油浸式电气设备的顶层油温预测模型和改进的绕组热点温度预测模型,预测精度优于IEEE及IEC推荐的相关模型。其温度测量范围为-50℃~150℃,测量精度1℃。⑤研制成功无源微电流传感器,综合应用软硬件抗干扰技术、优化的现场接地技术、锁相倍频跟踪技术,研制成功了变压器套管介质损耗、铁芯泄漏电流在线监测装置,解决了有源电流传感器存在零漂的技术难题。其泄漏电流检测范围为0.1mA~1A,检测精度为0.1mA,介损检测灵敏度为0.1%,波动范围小于±0.1%。⑥研究人工神经网络、模糊综合评判、故障树分析、模糊多属性决策和改进的模糊层次分析法等智能方法,开发成功了具有完全自主知识产权的用于电力变压器绝缘状态智能评估的软件系统,实现运行电力变压器的故障诊断、运行可靠性评估和故障风险评估。该技术获授权国家发明专利5项,计算机软件著作权4项,公开国家发明专利3项,由科学出版社出版专著1部,在国际、国内核心期刊发表研究论文62篇,其中SCI检索期刊论文38篇,EI检索核心期刊论文49篇;获2004年国家信息产业重大技术发明、2005年第九届中国专利奖优秀奖。为国家智能电网建设中电力变压器的智能监测提供了有力的技术支撑。同时增大了高新技术成果在国际上的影响力,带动了一批与该成果相关的高新技术企业,拓展了中国在该技术领域内的科技创新能力;培养了博士、硕士研究生100多人。该成果已由重庆海吉科技有限公司实现产业化,在重庆、甘肃、贵州、浙江、河南、河北等20多个省市的200多个变电站(含发电厂升压站)安装使用600多套。已产生直接经济效益3亿多元,间接经济效益超过10亿元。在国内外的市场前景十分巨大。

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