南宁科学技术进步奖.docx
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南宁科学技术进步奖
2017年度南宁市科学技术进步奖
推荐材料卷内目录
项目名称:
配电网故障快速复电关键技术创新与应用
自治区科技成果登记号:
201712500
序号
文件编号
责任者
文件材料题名
日期
页号
1
2017020087
广西电友科技发展有限公司
南宁市科学技术进步奖推荐书
2017.6.28
2-29
2
第5819924号等
国家知识产权局
知识产权证明
2017.1.18
30-33
3
广西电友科技发展有限公司等
项目完成单位的直接经济效益证明
2017.6.28
34-36
4
南宁长直电子科技有限公司
其他单位应用证明
2017.6.28
37-38
5
20163600LN010945等
教育部科技查新工作站(LN01)
科技查新报告
2016.10.25
39-72
6
孔向荣等
知情同意报奖证明
2017.6.28
73
7
广西电友科技发展有限公司
完成人合作关系说明
2017.6.28
74
8
广西电友科技发展有限公司等
公示情况说明
2017.6.28
75-84
2017年度南宁市科学技术进步奖推荐书
一、项目基本情况
专业评审组:
机械与装备制造
项目
名称
配电网故障快速复电关键技术创新与应用
是否属于保密项目
(B)
A、是
B、否
主
要
完
成
单
位
广西电友科技发展有限公司、广西电网有限责任公司柳州供电局
主
要
完
成
人
刘秀雄,黄梁英,黎玉庭,张镱议
项目起止时间
2014年1月1日起2016年12月31日止
所属国民
经济行业
电力、燃气及水的生产和供应业
项目曾获科技计划、基金资助情况
计划、基金名称
编号
下达部门
下达年度
奖励类别(A)
A、技术开发类B、推广应用类C、重大工程类D、社会公益类
学科分类名称(代码)
①输配电技术(TM72)
②
③
授权发明专利(项)
0
授权的其他知识产权(项)
4
南宁市科学技术奖励委员会办公室制
二、项目简介
项目成果属输配电网故障诊断领域
配电网是电力能源供应的重要组成部分,它直接面向千家万户,是重要的社会公共基础设施。
提升配电网故障的快速复电速度对于提升配电网的经济效益、改善民生、维护社会稳定安定至关重要。
接地故障在配电网故障中占90%以上,传统的接地故障定位主要采用分割电网法和拉路实验法,再用人工巡线确定接地点的准确位置,该种方法存在查找接地时间长、导致正常线路短暂停电、电网设备及用户设备损坏等弊端。
该项目在直流试送技术、故障点位置快速查找、轻型仪器备用电源等方面开展研究,形成了集技术、装备和应用于一体的系列成果,研制出10kV直流试送仪、35kV直流试送仪,大大提升了配网复电效率,开发出轻型仪器备用电源,研发出故障定位装置,提高了配网故障点查找的速度。
主要创新点如下:
1、首次提出了一种通过直流电源模拟配电线路实际电压判断线路故障的方法,研发出10kV直流试送仪和35kV直流试送仪,解决了传统方法存在的正常线路停电、电网设备易损坏的问题,提升了配电复电的安全性和可靠性。
2、建立了基于低频电磁脉冲传输与辐射原理的超低频高压恒流技术,研制出配网线路故障快速定位装置,提升了配网故障点的定位速度与准确性。
3、发明了一种轻型智能应急电源,解决了一般仪器户外作业过程中使用较为笨重发电机运输不便的问题,提升了直流试送仪及相关仪器户外作业的效率。
主要的技术经济指标:
直流试送仪:
输出电压8kV;
输出电流0-120mA
具有接地保护、过流保护功能、具有自放电功能
一点高压触点设计,充分保证操作人员安全
项目成果共申请专利8项,授权实用新型专利5项。
成果属原创性成果,在国内无同类产品,具有独创的知识产权。
项目成果入选“广西电网公司重点科技成果推广目录”和“南网电网公司重点科技成果推广目录”,成果已推广应用至广西电网公司14个供电局及30个县级供电公司,经南网公司推广应用后,目前已推广至贵州电网公司、深圳供电局有限公司等多个区外大型供电企业,在区内外得到广泛应用。
近三年,直流试送仪等累计销售超过600台,成果以其高效、准确、省时省力等优点,被应用在“威马逊”、“海鸥”等台风后社电网故障故障中,产生了明显了经济和社会效益,新增销售额达6396万元,利税1087.32万元。
成果获得“新华社”、“人民网”、“广西卫视”、“南方电网新闻中心”等新闻媒体高度关注,并进行了成果的专题报道,项目成果形成了一系列兼具创新性和实用性的特色产品,增强了设备生产企业产品的科技含量和市场竞争力,同时为产品使用企业(电网企业)提升配电网的快速复电提供了快速高效的技术手段。
三、项目主要科技创新
阐述项目具有创造性的关键技术或成果转化和推广应用的集成创新与推广模式创新的内容。
1、创新性的提出了一种通过直流电源模拟配电线路实际电压判断线路故障的方法,研发出10kV直流试送仪和35kV直流试送仪,解决了传统方法存在的正常线路停电、电网设备易损坏的问题,提升了配电复电的安全性和可靠性。
直流试送仪原理图
“直流试送仪”获得媒体的广泛关注
成果入选“南网电网公司重点科技成果推广目录”
过去10千伏配电线路发生故障后,通常采取的常态处理方式是由人工全线巡视,或使用绝缘摇表对线路进行绝缘电阻测量来判断查找线路故障。
这种方法对纯架空线路比较有效的,但多数线路是架空线和电缆混合线路,巡视无法看出电缆故障,而且由于电缆故障多为高阻故障,使用绝缘摇表对线路的绝缘电阻测量不准确,抢修人员很难从测试数据上进行判断,误判断的可能性高达50%以上。
传统方法:
由抢修人员对配电线路分段进行绝缘测试后,采用供电系统试送的方式,即将配电线路柱上开关或开闭所的开关断开,将线路分成若干个段,应用供电系统逐段进行试送,当合上某段线路的开关,供电系统保护动作或发出接地信号时,证明这段线路为故障段。
但这种方式存在极大风险,不但可能引起大面积用户短时停电或电压质量受影响,而且对供电系统冲击极大,另外在对故障配电线路绝缘测试过程中,配电线路处于冷备用状态,一旦某个用户不规范使用发电机,对线路反供电,在配电线路上形成瞬时高压,极可能造成对测试人员的电击。
创新方法:
通过直流试送仪向配电线路输入一个与运行电压等效的电压,对线路无任何破坏,得出的是一个定性结果,通过直流试送仪向线路输入8千伏直流电压,若电流数据与所述电压数据呈正比线性变化,则待检测线路不存在故障;若电流数据与电压数据呈非线性变化,且电流数据趋于无穷大,则待检测线路存在故障。
直流试送仪具体工作原理:
直流试送仪主要包括电源模块,升压模块,输出模块,判断模块,语音模块和保护装置;电源模块包含连接单元和调压单元,连接单元用于获取供电电信号,调压单元对所述供电电信号进行转换;升压模块将转换后供电电信号升压,获取检测电信号;升压模块与所述输出模块连接,检测电信号经由输出模块输出,以便施加于待检测线路;判断模块与输出模块连接,获取待检测线路的电流数据和电压数据,并判断待检测线路是否存在故障:
若电流数据与所述电压数据呈正比线性变化,则待检测线路不存在故障;若电流数据与电压数据呈非线性变化,且电流数据趋于无穷大,则待检测线路存在故障;语音模块与判断模块连接,当判断模块确定待检测线路存在故障后,语音模块进行对应语音播报警示。
保护装置与接线夹匹配,保护装置分布在所述接线夹的外侧表面;接线夹与输出模块连接。
另外,检测电信号电压输出范围为0千伏—10千伏,电流输出范围为0毫安—120毫安。
直流试送仪还包括保护模块,保护模块与所述判断模块连接,当待检测线路存在故障时,保护模块切断所述检测电信号输出。
自动放电模块与所述判断模块连接,当判断模块判断待检测线路是否存在故障后,自动放电模块进行放电。
读取模块与所述输出模块连接,读取模块分为电压读取单元和电流读取单元,分别对应读取所述待检测线路电压数据和电流数据。
连接单元获取的所述供电电信号为交流220V;所述调压单元将所述供电电信号转换为交流0V—220V电信号。
2、创立了基于低频电磁脉冲传输与辐射原理的超低频高压恒流技术,研制出配网线路故障快速定位装置,提升了配网故障点的定位速度与准确性。
定点仪工作原理图
成果获得媒体的广泛关注
高压电缆广泛应用于电力传输主干道,在当今电力传输中起着非常重要的作用。
在电缆敷设时,为了避免其遭受机械外力、高温、曝晒、雨水腐蚀等损坏,以及提高环境美化度,一般采用地埋式或者沟道式敷设。
然而,当使用中电缆发生故障时,例如,低阻接地故障,上述电缆敷设方式就会给其故障检测、故障点定位带来巨大的困难
传统方法:
目前市场上还未出现科学、准确的故障点定位仪器,现有对电缆故障点的检测、定位一般是采用多个不同仪器分步实现:
首先,使用测距仪测出故障电缆的大致位置范围;其次,使用路径信号发生器确定故障电缆上故障点的大致位置范围;最后,还得借助定位耳机通过测听故障点火花声音,来最终确定电缆故障点的位置。
上述通过测距仪、路径信号发生器以及定位耳机这三种仪器分步、组合来进行电缆故障检测、故障点定位的过程,使用检测、定点仪器数量多,设备成本大;检测过程繁杂,人工成本大;当故障点为静音故障点,即当故障点阻值很小,接近为零时,火花声音就会由电缆外包绝缘保护层中的屏蔽层和铠装层泻放入地,使该故障点火花声音分贝也趋近为零;或者,检测环境嘈杂,干扰声音大,那么,使用上述定位耳机是无法进行故障点定位的,使整个电缆故障点定位中断,无法定位出故障点,不仅妄费人工,而且使故障点定位无法完成,造成电缆故障点故障持续,引发更大的传输危害。
创新方法:
在出现接地故障的高压电缆一侧施加直流高压脉冲电流,整条故障电缆上都会有电磁波辐射产生,故障点前后形成的电磁波辐射,无论是辐射波形幅度数值还是辐射波形的形状都会发生变化,利用设计的一种针对此频段电磁波的接收机,将这种变化表现为直观的方向指示,使用者沿着电缆从始端向末端巡查,通过指示的方向变化对接地故障点进行快速查找定位。
接地定点仪工作原理:
仪器包括电源模块,脉冲发生模块,信号采集模块和显示模块;脉冲发生模块将电源模块输出的电信号转换为直流高压脉冲电流,并将其施加于待定点电缆,使待定点电缆上对外产生电磁波辐射;信号采集模块接收待定点电缆处实时电磁波信号,并将其转换为故障点实时路径指示信号;显示模块包含电压显示区,电磁波显示区,信号采集状态显示区和实时路径显示区;通过查看显示模块,到达待定点电缆故障点处,相比于现有技术,本发明操作步骤简单,降低了工作人员操作难度,故障点定位速度快,节约了工作时间;方法科学有效,不受测试环境的影响,故障点定位结果准确,可靠性高,为工作人员及时抢修故障点提供了强有力地支持。
3、发明了一种轻型智能应急电源,解决了一般仪器户外作业过程中使用较为笨重发电机发电运输不便的问题,提升了直流试送仪及相关仪器户外作业的效率。
智能应急电源工作原理
直流试送仪等大部分电力测试仪器需要220V交流电为其供电,方可正常使用,然而电力电网一般铺设在户外,甚至偏远郊区,并不能给所使用的测试仪器提供所需电源,因此,能够为电力测试仪器提供220V交流电供电的电源研发成为了当下该领域亟待解决的难题。
传统方法:
当前一般采用发电机为电力测试仪器提供所需的220V交流电源,即利用发电机将燃料能源(汽油,柴油等)经过能量转化,输出220V交流电能源,带供电测试仪器通过连接发电机输出端,获取所需电源,以便进行正常工作。
上述采用发电机为电力测试仪器提供所需220V交流电源的方法,由于发电机一般体积大,运输存在很大困难;发电机所需的燃料(汽油,柴油等)不仅成本高,而且都为易燃物,具有一定的危险性;电力测试仪器需要稳定的电源输入,而发电机由于种种自身限制,输出稳定度差,甚至失真严重,导致电力测试仪器无法良好使用。
创新方法:
发明了一种智能应急电源,包括:
充电转换模块,电池组,第一供电转换模块,第二供电转换模块。
充电转换模块将获取的充电电信号进行转换,对电池组进行充电,使电池组获取供电电量并输出供电电信号,供电电信号由第一供电转换模块转换输出第一供电电信号;由第二供电转换模块转换输出第二供电电信号;相比于现有技术,本发明结构简单、体积小,便于携带;使用充电电池进行电能存储,可循环使用,节能环保,降低了成本;不使用任何燃料,安全系数高;输出电信号稳定无失真,为电力测试仪器良好工作提供了有力保障。
五、项目曾获科技奖励情况
获奖时间
奖项名称
奖励等级
授奖部门(单位)
六、公开发表的论文专著(不超过20篇)
序号
论文专著名称/刊名/作者
年卷页码
(年卷页)
发表时间
(年月)
通讯作者
第一作者
七、项目知识产权情况(不超过10件)
知识产权
类别
知识产权具体名称
国家
(地区)
授权号
授权
日期
证书
编号
权利人
发明人
专利
状态
实用新型专利
一种新型多功能直流试送仪
中国
ZL201620741024.7
2016.12.28
第5819924号
广西电网有限责任公司柳州供电局;广西电友科技发展有限公司
刘秀雄;黎玉庭;孔向荣;李春华;段玉杰;黄梁英;陆振华
授权
实用新型专利
一种针对35kV架空线路的直流试送仪
中国
ZL201620741705.3
2017.1.18
第5876630号
广西电网有限责任公司柳州供电局;广西电友科技发展有限公司
黎玉庭;刘秀雄;林世铭;石易;黄武平;段玉杰;黄梁英
授权
实用新型专利
一种护层接地定点仪
中国
ZL201620741335.3
2016.12.28
第5820716号
广西电网有限责任公司柳州供电局;广西电友科技发展有限公司
刘秀雄;黎玉庭;林世铭;陶少乐;段玉杰;黄梁英;赵嘉骏;
授权
实用新型专利
一种智能应急电源
中国
ZL201620741280.6
2017.1.18
第5876595号
广西电网有限责任公司柳州供电局;广西电友科技发展有限公司
黎玉庭;刘秀雄;陈学敏;黎想;段玉杰;黄梁英;高磊
授权
承诺:
上述知识产权用于报奖的情况,已征得未列入项目主要完成人的权利人(专利指发明人)的同意。
第一完成人签名:
八、项目标准情况
s
标准具体名称
标准级别
标准号
发布单位
发布日期
编制单位
第一
编制人
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
注:
只填写国家标准、行业标准、地方标准等3类级别标准。
- 配套讲稿:
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- 南宁 科学技术 进步