主要完成單位：中國電力科學(xué)研究院
完成人：王曉琪、李璿、吳士普、陳國強(qiáng)、汪本進(jìn)、馮宇、王歡、葉國雄、徐思恩、孫崗、余春雨、黃華、李磊、毛安瀾、陳曉明
項(xiàng)目簡介
在國家“一帶一路”發(fā)展戰(zhàn)略和國家電網(wǎng)公司電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略的帶動(dòng)下，我國特高壓進(jìn)入了全面提速、大規(guī)模建設(shè)的新階段，沿著“一帶一路”的多個(gè)跨境特高壓工程也將獲得突破。在該背景下，實(shí)現(xiàn)特高壓設(shè)備的自主研制顯得尤為迫切。特高壓GIS設(shè)備具有占地面積少、環(huán)境電磁干擾低、運(yùn)行維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，隨著特高壓工程的陸續(xù)建設(shè)，特高壓GIS設(shè)備需求量將大幅增加。特高壓電壓互感器是特高壓GIS設(shè)備中實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電能計(jì)量、電壓測量和系統(tǒng)保護(hù)的重要設(shè)備，但受結(jié)構(gòu)限制，由我國自主研制且在特高壓敞開式變電站中大量運(yùn)行的1000kV柱式電容式電壓互感器(柱式CVT)無法直接安裝于特高壓GIS設(shè)備上，而隨著電壓等級(jí)提升至特高壓等級(jí)，常規(guī)用于GIS設(shè)備的罐式電磁式電壓互感器(罐式PT)生產(chǎn)工藝、制造難度大幅增加，僅有日本針對(duì)我國特高壓工程實(shí)現(xiàn)了商品化，形成了技術(shù)壟斷。
為打破該技術(shù)壟斷，國家電網(wǎng)公司組織全公司技術(shù)專家開展專項(xiàng)科研攻關(guān)，我國互感器知名專家、中國電力科學(xué)研究院高壓所教授級(jí)高工王曉琪突破傳統(tǒng)互感器的設(shè)計(jì)理念，創(chuàng)新性的提出了罐式CVT的概念，用單一同軸氣體絕緣結(jié)構(gòu)代替了油紙復(fù)合絕緣的小單元串聯(lián)結(jié)構(gòu)，在山東泰開互感器有限公司協(xié)助下，帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)攻克了設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)確定、特快速瞬態(tài)過電壓(VFTO)抑制、加工工藝、等效試驗(yàn)方法、運(yùn)行誤差監(jiān)測等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了特高壓電壓等級(jí)樣機(jī)研制及工程應(yīng)用。該項(xiàng)技術(shù)避免了罐式PT存在與電網(wǎng)發(fā)生串聯(lián)諧振的風(fēng)險(xiǎn)，并進(jìn)一步提高了罐式電壓互感器的可靠性。該科技成果被湖北省科技廳鑒定為整體達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)
該成果的關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新點(diǎn)：(1)國內(nèi)外首次提出了一種具有同軸電極結(jié)構(gòu)的氣體絕緣罐式CVT，解決了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、場強(qiáng)控制、關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)確定、電容分壓器大尺寸電極同心度加工工藝等問題，研制了1000kV罐式CVT樣機(jī)并應(yīng)用于特高壓工程中。(2)提出了在高壓電容與中壓電容之間增加高頻波阻尼導(dǎo)線的方式抑制VFTO的措施，降低了VFTO傳遞至中壓回路及二次系統(tǒng)的過電壓幅值及陡度，提高了1000kV罐式CVT的可靠性，該項(xiàng)技術(shù)還可應(yīng)用于對(duì)電力系統(tǒng)雷電沖擊過電壓以及GIS設(shè)備中VFTO的抑制，提高電網(wǎng)可靠性。(3)提出了1000kV罐式CVT等效試驗(yàn)方法，有效解決了部分試驗(yàn)無法開展的難題，確保了1000kV罐式CVT試驗(yàn)的順利實(shí)施。(4)提出了一種1000kV罐式CVT運(yùn)行誤差在線檢測方法，研制了誤差實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)，獲得了其運(yùn)行誤差受環(huán)境變化的影響量，為其長期運(yùn)行提供技術(shù)支撐，該項(xiàng)技術(shù)的測量數(shù)據(jù)比現(xiàn)階段電壓互感器離線測得的誤差數(shù)據(jù)更符合運(yùn)行實(shí)際，已在特高壓工程中得到了應(yīng)用。
成果應(yīng)用及效益
1000kV罐式CVT通過了電力工業(yè)電氣設(shè)備檢驗(yàn)測試中心的型式試驗(yàn)及為期一年的長期帶電考核。2013年9月，該互感器在我國“皖電東送”工程淮南站掛網(wǎng)，運(yùn)行情況良好。該技術(shù)成果形成了完善的1000kV罐式CVT設(shè)計(jì)技術(shù)及生產(chǎn)制造工藝，建立了實(shí)驗(yàn)室及現(xiàn)場性能考核體系，形成了1000kV罐式電壓互感器技術(shù)規(guī)范，為其廣泛推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。該技術(shù)成果直接經(jīng)濟(jì)效益達(dá)9000萬元，隨著后續(xù)特高壓工程的陸續(xù)建設(shè)，將創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。
1000kV罐式CVT的成功研制，打破了國外技術(shù)壟斷，為我國國產(chǎn)裝備走向國際奠定了基礎(chǔ)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)建設(shè)特高壓全GIS站、提高設(shè)備抗震性能及節(jié)約變電站占地面積等方面具有積極作用，對(duì)維護(hù)電網(wǎng)安全穩(wěn)定具有重要意義。同時(shí)，該技術(shù)還可應(yīng)用于超高壓罐式電壓互感器和其他高壓電器設(shè)備的研制，對(duì)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)有較大的啟發(fā)和推動(dòng)作用，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。
相關(guān)鏈接
王曉琪，教授級(jí)高級(jí)工程師，中國電力科學(xué)研究院高電壓研究所黨委書記，全國互感器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)副主任委員;電力行業(yè)電力變壓器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)副主任委員;全國電力設(shè)備狀態(tài)維修與在線監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)委員。長期從事高電壓大電流計(jì)量技術(shù)研究以及高電壓與絕緣技術(shù)研究。研究領(lǐng)域包括：高壓電器設(shè)計(jì)技術(shù)、輸變電設(shè)備檢測技術(shù)及故障診斷、電力系統(tǒng)過電壓抑制等。近年來，負(fù)責(zé)研制了1600kV標(biāo)準(zhǔn)電容器、現(xiàn)場試驗(yàn)用1000kV標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器和量值溯源用1000kV標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器系列標(biāo)準(zhǔn)裝置，提出了特高壓電壓互感器誤差在線比對(duì)技術(shù)，有效解決了特高壓電壓互感器實(shí)驗(yàn)室及現(xiàn)場誤差試驗(yàn)難題，為我國特高壓工程建設(shè)做出貢獻(xiàn)。
原標(biāo)題:“1000kV罐式電容式電壓互感器研制及工程應(yīng)用”獲國家電網(wǎng)公司科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)
完成人：王曉琪、李璿、吳士普、陳國強(qiáng)、汪本進(jìn)、馮宇、王歡、葉國雄、徐思恩、孫崗、余春雨、黃華、李磊、毛安瀾、陳曉明
項(xiàng)目簡介
在國家“一帶一路”發(fā)展戰(zhàn)略和國家電網(wǎng)公司電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略的帶動(dòng)下，我國特高壓進(jìn)入了全面提速、大規(guī)模建設(shè)的新階段，沿著“一帶一路”的多個(gè)跨境特高壓工程也將獲得突破。在該背景下，實(shí)現(xiàn)特高壓設(shè)備的自主研制顯得尤為迫切。特高壓GIS設(shè)備具有占地面積少、環(huán)境電磁干擾低、運(yùn)行維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，隨著特高壓工程的陸續(xù)建設(shè)，特高壓GIS設(shè)備需求量將大幅增加。特高壓電壓互感器是特高壓GIS設(shè)備中實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電能計(jì)量、電壓測量和系統(tǒng)保護(hù)的重要設(shè)備，但受結(jié)構(gòu)限制，由我國自主研制且在特高壓敞開式變電站中大量運(yùn)行的1000kV柱式電容式電壓互感器(柱式CVT)無法直接安裝于特高壓GIS設(shè)備上，而隨著電壓等級(jí)提升至特高壓等級(jí)，常規(guī)用于GIS設(shè)備的罐式電磁式電壓互感器(罐式PT)生產(chǎn)工藝、制造難度大幅增加，僅有日本針對(duì)我國特高壓工程實(shí)現(xiàn)了商品化，形成了技術(shù)壟斷。
為打破該技術(shù)壟斷，國家電網(wǎng)公司組織全公司技術(shù)專家開展專項(xiàng)科研攻關(guān)，我國互感器知名專家、中國電力科學(xué)研究院高壓所教授級(jí)高工王曉琪突破傳統(tǒng)互感器的設(shè)計(jì)理念，創(chuàng)新性的提出了罐式CVT的概念，用單一同軸氣體絕緣結(jié)構(gòu)代替了油紙復(fù)合絕緣的小單元串聯(lián)結(jié)構(gòu)，在山東泰開互感器有限公司協(xié)助下，帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)攻克了設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)確定、特快速瞬態(tài)過電壓(VFTO)抑制、加工工藝、等效試驗(yàn)方法、運(yùn)行誤差監(jiān)測等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了特高壓電壓等級(jí)樣機(jī)研制及工程應(yīng)用。該項(xiàng)技術(shù)避免了罐式PT存在與電網(wǎng)發(fā)生串聯(lián)諧振的風(fēng)險(xiǎn)，并進(jìn)一步提高了罐式電壓互感器的可靠性。該科技成果被湖北省科技廳鑒定為整體達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)
該成果的關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新點(diǎn)：(1)國內(nèi)外首次提出了一種具有同軸電極結(jié)構(gòu)的氣體絕緣罐式CVT，解決了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、場強(qiáng)控制、關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)確定、電容分壓器大尺寸電極同心度加工工藝等問題，研制了1000kV罐式CVT樣機(jī)并應(yīng)用于特高壓工程中。(2)提出了在高壓電容與中壓電容之間增加高頻波阻尼導(dǎo)線的方式抑制VFTO的措施，降低了VFTO傳遞至中壓回路及二次系統(tǒng)的過電壓幅值及陡度，提高了1000kV罐式CVT的可靠性，該項(xiàng)技術(shù)還可應(yīng)用于對(duì)電力系統(tǒng)雷電沖擊過電壓以及GIS設(shè)備中VFTO的抑制，提高電網(wǎng)可靠性。(3)提出了1000kV罐式CVT等效試驗(yàn)方法，有效解決了部分試驗(yàn)無法開展的難題，確保了1000kV罐式CVT試驗(yàn)的順利實(shí)施。(4)提出了一種1000kV罐式CVT運(yùn)行誤差在線檢測方法，研制了誤差實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)，獲得了其運(yùn)行誤差受環(huán)境變化的影響量，為其長期運(yùn)行提供技術(shù)支撐，該項(xiàng)技術(shù)的測量數(shù)據(jù)比現(xiàn)階段電壓互感器離線測得的誤差數(shù)據(jù)更符合運(yùn)行實(shí)際，已在特高壓工程中得到了應(yīng)用。
成果應(yīng)用及效益
1000kV罐式CVT通過了電力工業(yè)電氣設(shè)備檢驗(yàn)測試中心的型式試驗(yàn)及為期一年的長期帶電考核。2013年9月，該互感器在我國“皖電東送”工程淮南站掛網(wǎng)，運(yùn)行情況良好。該技術(shù)成果形成了完善的1000kV罐式CVT設(shè)計(jì)技術(shù)及生產(chǎn)制造工藝，建立了實(shí)驗(yàn)室及現(xiàn)場性能考核體系，形成了1000kV罐式電壓互感器技術(shù)規(guī)范，為其廣泛推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。該技術(shù)成果直接經(jīng)濟(jì)效益達(dá)9000萬元，隨著后續(xù)特高壓工程的陸續(xù)建設(shè)，將創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。
1000kV罐式CVT的成功研制，打破了國外技術(shù)壟斷，為我國國產(chǎn)裝備走向國際奠定了基礎(chǔ)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)建設(shè)特高壓全GIS站、提高設(shè)備抗震性能及節(jié)約變電站占地面積等方面具有積極作用，對(duì)維護(hù)電網(wǎng)安全穩(wěn)定具有重要意義。同時(shí)，該技術(shù)還可應(yīng)用于超高壓罐式電壓互感器和其他高壓電器設(shè)備的研制，對(duì)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)有較大的啟發(fā)和推動(dòng)作用，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。
相關(guān)鏈接
王曉琪，教授級(jí)高級(jí)工程師，中國電力科學(xué)研究院高電壓研究所黨委書記，全國互感器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)副主任委員;電力行業(yè)電力變壓器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)副主任委員;全國電力設(shè)備狀態(tài)維修與在線監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)委員。長期從事高電壓大電流計(jì)量技術(shù)研究以及高電壓與絕緣技術(shù)研究。研究領(lǐng)域包括：高壓電器設(shè)計(jì)技術(shù)、輸變電設(shè)備檢測技術(shù)及故障診斷、電力系統(tǒng)過電壓抑制等。近年來，負(fù)責(zé)研制了1600kV標(biāo)準(zhǔn)電容器、現(xiàn)場試驗(yàn)用1000kV標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器和量值溯源用1000kV標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器系列標(biāo)準(zhǔn)裝置，提出了特高壓電壓互感器誤差在線比對(duì)技術(shù)，有效解決了特高壓電壓互感器實(shí)驗(yàn)室及現(xiàn)場誤差試驗(yàn)難題，為我國特高壓工程建設(shè)做出貢獻(xiàn)。
原標(biāo)題:“1000kV罐式電容式電壓互感器研制及工程應(yīng)用”獲國家電網(wǎng)公司科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)
