基本信息
- 項目名稱：
- 特高壓輸變電設備電磁測量儀
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本項目制作完成的儀器特高壓輸變電設備電磁測量儀分別由兩個裝置-特高壓輸變電設備工頻電場測量報警儀和特高壓直流輸變電設備合成場強測量儀組成。該設備可以用于高壓線路電場的測量，為研究電磁污染、電磁兼容提供技術支持，也能用于日常居民預防電磁污染。該儀器成本低，精度高，可靠性好，已具備產(chǎn)業(yè)化能力，能夠得到廣泛的推廣和應用。
- 詳細介紹：
- 1. 本項目研制了高壓工頻電場測量報警儀。該報警儀除了能有效測量工頻電場外，還結(jié)合國家有關標準設計了電場報警單元，當目標區(qū)域的電場超過設定值時，報警儀能夠產(chǎn)生報警。該報警儀可以在環(huán)評領域得到推廣，工作人員可以通過設定限值，利用儀器的報警功能快速的對目標區(qū)域的場強進行評定。 2. 研究了考慮風速影響的合成場強的測量儀，能夠測量直流輸電線的合成場強。該測量儀可以在我國未來以特高壓為骨干的智能電網(wǎng)的直流輸電線的電磁環(huán)境評估中得到推廣應用。 隨著我國經(jīng)濟發(fā)展，電網(wǎng)容量快速增長，發(fā)展特高壓輸電技術，建設特高壓輸電網(wǎng)成為未來幾年我國電力建設的重要工程，隨著特高壓直流輸電工程的建設與發(fā)展，新的問題又出現(xiàn)了，包括：電磁環(huán)境問題、電磁兼容問題以及電磁場測量問題，其中直流輸電線的合成場強的測量是研究以上問題的基礎。與交流輸電線的工頻電場相比，直流輸電線的合成場強，場源多樣性。由于其含有離子流電場，因此其大小受風速、濕度等天氣條件影響，從而導致其計算以及測量較交流輸電線的工頻場復雜。 因此需要對特高壓直流輸電線路的合成場強的快速計算方法，以及風、濕度以及復雜線路結(jié)構對其合成場強的影響進行研究。并研究考慮風速影響下，合成場強的測量裝置。 創(chuàng)新點： 1. 結(jié)合了國家關于人體在工頻電場中暴露值的規(guī)定，在裝置中置入了報警系統(tǒng)?？梢苑奖愕念A警電場強度超標，在未來環(huán)境測評中（如空氣質(zhì)量）測評中，發(fā)揮很好的作用。 2. 在研究特高壓直流輸電線路合成場強的計算方法的基礎上，研究風速、濕度以及復雜線路對直流輸電線路周圍產(chǎn)生的合成場強的影響。在此基礎上，研制特高壓直流輸電線路的合成場強測量裝置，通過在測量裝置中加入風速傳感器自動處理風速對測量結(jié)果的影響。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 1. 本項目研制了高壓工頻電場測量報警儀。該報警儀除了能有效測量工頻電場外，還結(jié)合國家有關標準設計了電場報警單元，當目標區(qū)域的電場超過設定值時，報警儀能夠產(chǎn)生報警。該報警儀可以在環(huán)評領域得到推廣，工作人員可以通過設定限值，利用儀器的報警功能快速的對目標區(qū)域的場強進行評定。 2. 研究了考慮風速影響的合成場強的測量儀，能夠測量直流輸電線的合成場強。該測量儀可以在我國未來以特高壓為骨干的智能電網(wǎng)的直流輸電線的電磁環(huán)境評估中得到推廣應用。隨著特高壓輸電工程的建設，諸多問題需要對特高壓直流輸電線路的合成場強的快速計算方法，以及風、濕度以及復雜線路結(jié)構對其合成場強的影響進行研究。并研究考慮風速影響下，合成場強的測量裝置。 創(chuàng)新點： 1. 結(jié)合了國家關于人體在工頻電場中暴露值的規(guī)定，在裝置中置入了報警系統(tǒng)。可以方便的預警電場強度超標，在未來環(huán)境測評中（如空氣質(zhì)量）測評中，發(fā)揮很好的作用。 2. 在研究特高壓直流輸電線路合成場強的計算方法的基礎上，研究風速、濕度以及復雜線路對直流輸電線路周圍產(chǎn)生的合成場強的影響。在此基礎上，研制特高壓直流輸電線路的合成場強測量裝置，通過在測量裝置中加入風速傳感器自動處理風速對測量結(jié)果的影響。 主要技術指標:超過國家規(guī)定的電場強度限值5Kv/m-10Kv/m時黃燈閃爍并報警，大于10Kv/m時紅燈亮并報警。
科學性、先進性
- 1. 國內(nèi)外學者采用計算的方法，預測高壓變電站、輸電線附近的工頻電磁場存在很多問題，如設備結(jié)構復雜的電場、預放電過程等，難以通過仿真計算解決，或者由于計算時間過長使計算出來的電場值喪失實時性，無法滿足實際的需要。 本項目針對監(jiān)測高壓電力設備所產(chǎn)生的工頻電場的需要，設計研究了基于C8051F020的高壓工頻電場測量報警系統(tǒng)，系統(tǒng)由項目組自主研發(fā)，成本低，可推廣性強，除了能有效監(jiān)測工頻電場外，還結(jié)合國家有關標準設計了電場報警單元，當工作人員處于電場過高區(qū)域時，系統(tǒng)能及時發(fā)出警告，可以很好的應用于環(huán)境測評中。 2. 目前國內(nèi)外目前計算高壓直流輸電線附近合成場強大小時，雖然考慮了風速對合成場強的影響，但沒有對其經(jīng)行更進一步的分析。而目前的合成場強測量儀也沒有考慮在有風的情況下對測量結(jié)果的影響。 本裝置是考慮風速影響的特高壓直流輸電線合成場強測量裝置，在測量儀器中加入風速感應模塊，根據(jù)風速對合成場強的影響，測量裝置能夠自動處理風速對合成場強的影響。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 共發(fā)表論文四篇，SCI收錄兩篇，EI三篇，國際會議論文一篇（已投稿）： Investigation on the Electric Field Inverse Problem of HV Transmission Lines and Discussion on Its Application（SCI: 000273285900025） Calculation on the magnetic field around the distribution substation and analysis on the shielding measures（SCI: 000283661600042） Study on the parameters of UHV DC electric field meter(EI: 20102212972402) Petro-Galerkin Method for the calculation of Ion Flow Fields under UHV DC Transmission Lines(COMPUMAG2011)
作品所處階段
- 中試階段
技術轉(zhuǎn)讓方式
- 專利權轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 本裝置是一套電場場強測量裝置，設備測量準確度高，成本較低，技術水平處于國內(nèi)領先地位。本裝置使用方便，開機即可自動測量周圍電場和場強的值。本裝置具有自動報警單元，可以預警電場值的超標，有效的應用于環(huán)境的評價中。 本裝置適用于特高壓輸電線路和設備的電場場強測量，隨著特高壓直流輸電工程的建設與發(fā)展，本裝置可以很好的服務于這項國家重點工程，提供有力的技術支持，為該工程的建設改進和完善提供參考。并且本裝置已在重慶、河南多個變電站進行了實地的測量，測量結(jié)果準確可靠，優(yōu)勢明顯。 本儀器可以用于國家電力部門和電力制造企業(yè)，未來可用于普通民眾，隨著特高壓工程建設和環(huán)境問題日益嚴重，作為一項應用價前景巨大的高科技發(fā)明，必將成為眾多設備制造企業(yè)關注的焦點，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效應，服務于社會建設。
同類課題研究水平概述
- 1.國內(nèi)外學者采用計算的方法，針對高壓變電站、輸電線附近的工頻電磁場的預測進行了大量研究，計算機技術使這一研究取得了更多成績。但仍有很多問題，如設備結(jié)構復雜的電場、預放電過程等，難以通過仿真計算解決，或者由于計算時間過長使計算出來的電場值喪失實時性，無法滿足實際的需要。對工頻電場進行現(xiàn)場實測，所獲得的數(shù)據(jù)直觀準確，仍然是工頻電場環(huán)境監(jiān)測最有效的手段。本裝置針對監(jiān)測高壓電力設備所產(chǎn)生的工頻電場的需要，設計研究了基于C8051F020的高壓工頻電場測量報警系統(tǒng)，本系統(tǒng)為項目組自主研發(fā)，成本低，可推廣性強，已通過政府相關單位的鑒定，本系統(tǒng)最大創(chuàng)新點在于除了能有效監(jiān)測工頻電場，還結(jié)合國家有關標準設計了電場報警單元，當工作人員處于電場過高區(qū)域時，系統(tǒng)能及時發(fā)出警告，具有很強的實用價值。 2.目前國內(nèi)外部分研究單位已經(jīng)對特高壓直流輸電線的合成場強的計算方法以及測量技術進行了研究。提出了不少能夠應用于實際情況的計算方法。有限元法優(yōu)勢明顯，其主要特點是適應性較強，能方便地處理非線性問題，并能考慮風的影響。但是其不足在于計算量大，計算速度慢，特別是針對特高壓直流輸電線路的合成場強的問題，對于這種開域的問題，要做相應的處理才能進行計算。直流輸電線路電暈引起的導線大地空間的合成場強雖然可以通過編程計算機計算, 但計算中要設定一些基礎數(shù)據(jù), 例如離子遷移率、正負離子復合系數(shù)、擴散系數(shù)（一般忽略擴散作用）以及導線起始電暈場強或?qū)Ь€表面電荷密度等等。計算結(jié)果的準確程度取決于這些基礎數(shù)據(jù)的設定值, 因而實驗研究仍是重要的方法。在計算合成場強的同時通過測量設備現(xiàn)場測量合成場強大小可以與計算結(jié)果相比對、分析。 目前國內(nèi)外目前計算高壓直流輸電線附近合成場強大小時，雖然考慮了風速對合成場強的影響，但沒有對其進行更進一步的分析。而目前的合成場強測量儀也沒有考慮在有風的情況下對測量結(jié)果的影響。而本裝置在國際上首次制造出考慮風速對電場場強影響的電場測量裝置，測量更為精確，非常適用于推廣使用。
