《极寒天气下蒙东地区输变电设备状态监测技术应用与研究》

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该项目属于电气工程学科,涉及高电压与绝缘技术、电工理论与新技术等专业,项目获国网内蒙古东部电力有限公司重点项目支持,历时4年攻关完成。

在中国极寒地区冬季极端最低气温可达-55℃,受低温影响,常规巡检设备及人员难于开展运维工作,主要通过状态监测装置对设备运行状态进行监控。但在极低温地区,已经挂网的状态监测装置运行效果并不理想,一方面,针对极寒天气的在线监测标准缺乏,相关理论和现场应用研究较少,缺少适用于低温条件下的监测诊断方法,导致监测数据的分析利用率不高,另一方面,受极寒天气影响,装置故障率上升,数据中断;监测装置维护效率降低,导致部分需要定期维护的装置无法有效工作,监测装置在极寒天气下的可靠性亟需提升。

在对极寒天气下状态监测需求迫切、国内外尚无系统的理论研究及规模应用的背景下,项目开展了极寒天气下的传感技术、新材料制备技术、可靠性设计方法和监测诊断方法等方面研究,研制出适用于极寒天气下的状态监测装置,包括9类输电线路监测装置,7类变电设备监测装置。项目取得以下成果:(1)提出了极寒天气下输变电设备在线监测状态参量指标、诊断阈值及温度状态量组合预警技术,建立了基于神经网络拟合法的油纸绝缘击穿电压-微水含量-温度数学模型,解决了极寒天气下变电设备击穿电压随微水含量、油温变化的预估难题,将极寒天气下的状态监测数据的利用率由50%提升至90%;(2)提出了一种利用纳米颗粒复合技术制备硅质纳米多孔材料的方法,研制出采用硅质纳米多孔材料作为中间隔热层的保温主控箱,箱内壁敷设红外线加热膜,在极寒天气下维持在线监测主控箱内温度在-25℃以上,在冬季取电困难的情况下保证了状态监测装置户外主控箱内部温度的相对恒定和长期稳定运行;(3)提出了基于多重分区控温的监测装置恒温工况维持方法,研制了适用于极寒天气下的输变电设备状态监测装置及故障诊断系统,在-45℃以下的极寒天气下监测装置的运行无故障率由60%提升至99%,确保了极寒天气下监测数据的稳定性和可靠性,项目成果在蒙东极寒地区挂网运行,积累了极寒地区16类状态监测装置的监测数据。

项目申请专利11项,授权发明专利5项,授权实用新型专利4项,发表论文15篇,其中EI检索5篇,中文核心6篇,期刊论文4篇,授权软件著作权1项。经中国电机工程学会技术鉴定,项目在极寒天气下变电设备状态监测诊断技术、新型监测装置保温方法方面达到国际领先水平。研制的适用于极寒天气下的状态监测装置在内蒙古东部地区和黑龙江省极寒地区的变电站、输电线路成功挂网,经历-45.3℃极寒低温天气,现场运行稳定。项目研究成果及其应用提升了极寒地区设备状态检修为核心的精益化生产管理水平,积累了极寒地区状态监测的理论研究和工程应用经验,为洲际及国际间极寒地区的全球能源互联网建设提供了技术支撑,相关成果及其推广应用具有显著经济效益和社会效益。

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