電力設(shè)備與電氣絕緣國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

簡(jiǎn)介

電氣絕緣研究方面的理論基礎(chǔ)研究始終處于國(guó)際領(lǐng)先地位。對(duì)“電介質(zhì)物理”基礎(chǔ)理論問題和特殊現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)和理解是實(shí)驗(yàn)室始終不斷探索的課題，如電壓敏陶瓷材料缺陷結(jié)構(gòu)及器件絕緣技術(shù)的研究成果就處于當(dāng)前國(guó)際領(lǐng)先水平。該領(lǐng)域中世界范圍內(nèi)的大型國(guó)際會(huì)議在實(shí)驗(yàn)室開過兩次，由電力設(shè)備與電氣絕緣國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室擔(dān)任主席，并作大會(huì)報(bào)告。

開關(guān)電器電弧物理過程是個(gè)非常短暫和復(fù)雜的瞬態(tài)過程，是個(gè)科研難題。實(shí)驗(yàn)室最早在國(guó)內(nèi)從事該方面研究的，從一開始的學(xué)習(xí)跟蹤，到創(chuàng)出自己的理論體系，在國(guó)際上獨(dú)樹一幟。

在一些重大應(yīng)用項(xiàng)目的研究上，電力設(shè)備與電氣絕緣國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室也取得了標(biāo)志性成果，引領(lǐng)了學(xué)科技術(shù)發(fā)展方向。如“智能化電器”的研究前后歷時(shí)15年，從最早概念的提出，到理論體系的建立再到技術(shù)應(yīng)用，并且開發(fā)了一大批工業(yè)產(chǎn)品，形成了系統(tǒng)的和原創(chuàng)性研究成果。國(guó)家對(duì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的評(píng)估意見認(rèn)為該項(xiàng)成果“引領(lǐng)了國(guó)際上智能電器領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展方向”。

在特高壓電力設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)的研究與開發(fā)中，提出了特高壓電力設(shè)備試驗(yàn)方法，擬定了一批重大電力裝備國(guó)家試驗(yàn)和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。以實(shí)驗(yàn)室為主制訂的1000kV交流特高壓輸變電工程關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)規(guī)范15項(xiàng)，已經(jīng)用于我國(guó)第一條1000kV特高壓輸電線路建設(shè)之中。制定的±800kV直流特高壓輸變電工程設(shè)備技術(shù)規(guī)范11項(xiàng)，已經(jīng)用于國(guó)際上第一條±800kV直流特高壓直流輸電線路的建設(shè)之中。這些研究成果將解決我國(guó)特高壓輸變電工程發(fā)展中高電壓與絕緣技術(shù)的瓶頸問題，提升我國(guó)電力設(shè)備關(guān)鍵絕緣部件的制造水平和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

在中國(guó)西北電網(wǎng)750kV輸電工程電力設(shè)備電氣絕緣關(guān)鍵技術(shù)研究中，制定了中國(guó)第一條750kV輸電線路主要電力設(shè)備的技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收方法，這個(gè)成果已在世界上第一條高海拔750kV輸變電示范工程中得到應(yīng)用。

在2007年，科技部組織的評(píng)估中，專家給予了實(shí)驗(yàn)室高度評(píng)價(jià)。這些年實(shí)驗(yàn)室是如何不斷提升科研隊(duì)伍活力的？

在2003年的國(guó)家評(píng)估中，實(shí)驗(yàn)室的成績(jī)并不理想。所以在2003年到2007年這個(gè)評(píng)估期，我們實(shí)施了管理體制與機(jī)制的改革，打破了過去實(shí)驗(yàn)室以課題組形式來進(jìn)行科學(xué)研究的松散結(jié)構(gòu)，構(gòu)建了新的管理框架，實(shí)行“開放政策”，通過面向國(guó)內(nèi)外公開招聘選拔，加大引進(jìn)學(xué)術(shù)大師和優(yōu)秀拔尖人才的力度。

實(shí)驗(yàn)室成立了研究部和公共技術(shù)服務(wù)部，聘請(qǐng)了國(guó)內(nèi)著名的4位院士擔(dān)任4個(gè)研究部主任；新一屆學(xué)術(shù)委員會(huì)，負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)工作，積極參與重大項(xiàng)目的策劃和青年學(xué)術(shù)帶頭人的培養(yǎng)；成立了由支撐學(xué)科中青年學(xué)術(shù)帶頭人組成的管理委員會(huì)，負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室重大事項(xiàng)的安排和決策；還成立了由資深老教授組成的顧問委員會(huì)，對(duì)實(shí)驗(yàn)室重大事項(xiàng)提供咨詢和建議；另外，實(shí)驗(yàn)室聘任了專職行政副主任，制定實(shí)施了一系列規(guī)章制度，使得實(shí)驗(yàn)室的管理既規(guī)范又有條理。

其次就是注重策劃組織重大項(xiàng)目及總結(jié)科技成果，組織大型的學(xué)術(shù)交流活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)室瞄準(zhǔn)國(guó)家重大需求和國(guó)際學(xué)術(shù)前沿凝練創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，即鼓勵(lì)自然凝聚，又適時(shí)采取任務(wù)管理方式匯聚隊(duì)伍，逐步在實(shí)驗(yàn)室的平臺(tái)上形成了若干跨學(xué)科研究小組和以項(xiàng)目爭(zhēng)取和承擔(dān)為紐帶的攻關(guān)小組。

實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)了100多項(xiàng)國(guó)家任務(wù)，累積到款近億元，科技成果在企業(yè)轉(zhuǎn)化所形成新增利稅已超過10億元；取得了3項(xiàng)國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，9項(xiàng)省部級(jí)科技成果一等獎(jiǎng)；主辦了5次國(guó)際會(huì)議，87場(chǎng)學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)，邀請(qǐng)了一大批國(guó)內(nèi)外有較大影響的知名專家學(xué)者到實(shí)驗(yàn)室訪問交流。

在這個(gè)過程中，實(shí)驗(yàn)室一批年輕的同志經(jīng)過鍛煉，進(jìn)入了國(guó)家杰出青年基金和教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃”的行列，成為實(shí)驗(yàn)室的骨干力量、學(xué)術(shù)帶頭人，這就是實(shí)驗(yàn)室科研活力的源泉。2100433B

一、實(shí)驗(yàn)室簡(jiǎn)介：

承擔(dān)本國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的電器智能化、新型電力設(shè)備和材料關(guān)鍵技術(shù)等幾個(gè)重要方向的研究任務(wù)，也是整個(gè)實(shí)驗(yàn)室研究成果在蘇州及周邊應(yīng)用和推廣基地。蘇州中心依托西安交通大學(xué)電氣技術(shù)領(lǐng)域的科研、人才和教學(xué)優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)建蘇州電氣技術(shù)領(lǐng)域的下屬研究所和中心，搭建科研開發(fā)與服務(wù)、人才培養(yǎng)與引進(jìn)的綜合平臺(tái)，廣泛深入地開展與蘇州企業(yè)的科技合作與交流，為蘇州的電氣行業(yè)提供技術(shù)服務(wù)和支撐。蘇州中心從西安交大派出和海內(nèi)外引進(jìn)電氣設(shè)計(jì)與制造技術(shù)、新型電氣材料方面的專家，開展重點(diǎn)方向和密切結(jié)合蘇州和江蘇產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)課題的研究，負(fù)責(zé)開展電氣技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用推廣等工作。

電力設(shè)備電氣絕緣國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室蘇州研究中心是專門從事智能化電器、電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的理論研究和研究成果專業(yè)化工作。實(shí)驗(yàn)室建成包括數(shù)字仿真、物理模擬、工業(yè)樣機(jī)的制造和完整的設(shè)計(jì)和研究體系，使之成為我國(guó)智能化電器、FACTS及HVDC領(lǐng)域經(jīng)濟(jì)、高效、領(lǐng)先的重要研究基地。實(shí)驗(yàn)室能夠?yàn)樯鐣?huì)提供符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和IEC標(biāo)準(zhǔn)的智能化電器產(chǎn)品的各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)（包括研究性實(shí)驗(yàn)、摸底實(shí)驗(yàn)、出廠試驗(yàn)和型式實(shí)驗(yàn)），待實(shí)驗(yàn)室建成并獲得國(guó)家實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可委認(rèn)證后，可向社會(huì)及同行提供權(quán)威性的第三方實(shí)驗(yàn)/認(rèn)證報(bào)告。為傳統(tǒng)一次電氣產(chǎn)品的數(shù)字化、智能化升級(jí)換代提供技術(shù)支持和服務(wù)。

二、電力設(shè)備電氣絕緣國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室蘇州研究中心研究項(xiàng)目：

（一）光電互感器

電磁式電流、電壓互感器或電容式電壓互感器，在高壓、超高壓電力工程的應(yīng)用中，由于系統(tǒng)電壓的增高，致使互感器的絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積增加，造價(jià)也隨之升高，同時(shí)電磁式電流互感器還存在著磁飽和、鐵磁諧振、動(dòng)態(tài)范圍小等缺點(diǎn)，已難以滿足電力系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展要求。因此，采用磁光、電光變換原理或由無鐵芯線圈構(gòu)成的新型電子式互感器應(yīng)運(yùn)而生，它具有抗電磁干擾、不飽和、測(cè)量范圍大、體積小等優(yōu)點(diǎn)，順應(yīng)電力設(shè)備的高可靠性、自動(dòng)化和小型化要求。特別是隨著GIS、H—GIS的普遍應(yīng)用和特高壓變電站的建設(shè)，電子式互感器在工程應(yīng)用上的可行性研究已顯得刻不容緩。電網(wǎng)改造及數(shù)字化自動(dòng)化的需求，在未來的幾年內(nèi)，會(huì)在各種電網(wǎng)等級(jí)中大量安裝和使用，由于電子式互感器的優(yōu)點(diǎn)，電子式互感器將會(huì)全面代替?zhèn)鹘y(tǒng)的互感器。

(二) 新一代全數(shù)字化靜止無功補(bǔ)償器（SVC）控制保護(hù)系統(tǒng)

該項(xiàng)目是2008年江蘇省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目。新一代全數(shù)字化靜止無功補(bǔ)償器（SVC）控制保護(hù)系統(tǒng)是西安交通大學(xué)蘇州研究院在西安交大現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上自主研發(fā)的用于柔性交流輸電系統(tǒng)中靜止無功補(bǔ)償器的二次控制保護(hù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)以靜止無功補(bǔ)償器安裝處的母線電壓為補(bǔ)償目標(biāo)，依據(jù)控制保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)定的調(diào)節(jié)控制策略控制靜止無功補(bǔ)償器的相控電抗器（TCR）上反并聯(lián)晶閘管閥組的導(dǎo)通角來控制相控電抗器的輸出電流，同時(shí)還輔以投切并聯(lián)電容器的手段，從而達(dá)到控制靜止無功補(bǔ)償器無功輸出補(bǔ)償?shù)哪康?，滿足電網(wǎng)無功功率、穩(wěn)定電網(wǎng)電壓的要求。作為柔性交流輸電裝置的一種，靜止無功功率補(bǔ)償器(SVC)是一種既能解決我國(guó)無功短缺問題，改善電能質(zhì)量，又在經(jīng)濟(jì)投入上比較符合我國(guó)國(guó)情的先進(jìn)技術(shù)。該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于冶金化工等企業(yè)、鐵路牽引、城市二級(jí)變電站、遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)等。

（三）數(shù)字化變電站

由國(guó)際電工委員會(huì)提出的IEC61850系列標(biāo)準(zhǔn)將成為未來電力變電站和廠礦配電站的發(fā)展模式。與傳統(tǒng)變電站相比，符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的變電站才是真正意義上的全數(shù)字式變電站，全站設(shè)備將實(shí)現(xiàn)在過程層面上的完全的信息共享，將電力網(wǎng)絡(luò)和電力元件作為一個(gè)大對(duì)象來設(shè)計(jì)全站的保護(hù)和自動(dòng)化功能。這是變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的一次革命。從技術(shù)層面看，該項(xiàng)目是用一種全新的角度和方法來實(shí)現(xiàn)配用電系統(tǒng)的自動(dòng)控制和安全運(yùn)行。從應(yīng)用對(duì)象上看，由于采用了更先進(jìn)的技術(shù)，用戶在使用上更加方便，產(chǎn)品的安全性、可靠性、可維護(hù)性更好，而且基本不會(huì)增加用戶的任何投資，為用戶提供了一種可向前兼容的全新的解決方案。 2100433B

2019年3月，被科技部在2018年工程領(lǐng)域和材料領(lǐng)域國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室評(píng)估結(jié)果為工程領(lǐng)域良好類實(shí)驗(yàn)室。

隨著電力設(shè)備電壓等級(jí)的提高、裝機(jī)容量的增大，其運(yùn)行可靠性要求越來越高，實(shí)驗(yàn)室在電力設(shè)備檢測(cè)與診斷技術(shù)研究方面，重點(diǎn)開展大型電力設(shè)備絕緣老化規(guī)律與機(jī)理、在線監(jiān)測(cè)與絕緣診斷技術(shù)等方面的研究，建立了電、熱、機(jī)械應(yīng)力多因子老化試驗(yàn)系統(tǒng)，采用了多種不同頻帶寬度的局部放電檢測(cè)技術(shù)、聲學(xué)和超聲檢測(cè)技術(shù)以及理化分析新技術(shù)綜合評(píng)定電力設(shè)備絕緣老化狀態(tài)，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)新型多功能在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與絕緣診斷技術(shù)，這方面的研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)和國(guó)家電力公司的支持。

國(guó)家十分關(guān)注發(fā)展特高壓輸電技術(shù)，國(guó)家電力公司立項(xiàng)建設(shè)西北750kV輸電工程。實(shí)驗(yàn)室同國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)合作在特高壓電力設(shè)備絕緣特性、特高壓輸電系統(tǒng)特性、特高壓電磁效應(yīng)等方面開展了研究工作，現(xiàn)正進(jìn)行750kV輸電工程關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)研究工作。