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基本信息

項(xiàng)目名稱：
特高壓輸變電設(shè)備電磁測(cè)量?jī)x
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
本項(xiàng)目制作完成的儀器特高壓輸變電設(shè)備電磁測(cè)量?jī)x分別由兩個(gè)裝置-特高壓輸變電設(shè)備工頻電場(chǎng)測(cè)量報(bào)警儀和特高壓直流輸變電設(shè)備合成場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量?jī)x組成。該設(shè)備可以用于高壓線路電場(chǎng)的測(cè)量，為研究電磁污染、電磁兼容提供技術(shù)支持，也能用于日常居民預(yù)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(yīng)用。
詳細(xì)介紹：
1. 本項(xiàng)目研制了高壓工頻電場(chǎng)測(cè)量報(bào)警儀。該報(bào)警儀除了能有效測(cè)量工頻電場(chǎng)外，還結(jié)合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了電場(chǎng)報(bào)警單元，當(dāng)目標(biāo)區(qū)域的電場(chǎng)超過設(shè)定值時(shí)，報(bào)警儀能夠產(chǎn)生報(bào)警。該報(bào)警儀可以在環(huán)評(píng)領(lǐng)域得到推廣，工作人員可以通過設(shè)定限值，利用儀器的報(bào)警功能快速的對(duì)目標(biāo)區(qū)域的場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行評(píng)定。 2. 研究了考慮風(fēng)速影響的合成場(chǎng)強(qiáng)的測(cè)量?jī)x，能夠測(cè)量直流輸電線的合成場(chǎng)強(qiáng)。該測(cè)量?jī)x可以在我國(guó)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(píng)估中得到推廣應(yīng)用。 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，電網(wǎng)容量快速增長(zhǎng)，發(fā)展特高壓輸電技術(shù)，建設(shè)特高壓輸電網(wǎng)成為未來幾年我國(guó)電力建設(shè)的重要工程，隨著特高壓直流輸電工程的建設(shè)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(chǎng)測(cè)量問題，其中直流輸電線的合成場(chǎng)強(qiáng)的測(cè)量是研究以上問題的基礎(chǔ)。與交流輸電線的工頻電場(chǎng)相比，直流輸電線的合成場(chǎng)強(qiáng)，場(chǎng)源多樣性。由于其含有離子流電場(chǎng)，因此其大小受風(fēng)速、濕度等天氣條件影響，從而導(dǎo)致其計(jì)算以及測(cè)量較交流輸電線的工頻場(chǎng)復(fù)雜。 因此需要對(duì)特高壓直流輸電線路的合成場(chǎng)強(qiáng)的快速計(jì)算方法，以及風(fēng)、濕度以及復(fù)雜線路結(jié)構(gòu)對(duì)其合成場(chǎng)強(qiáng)的影響進(jìn)行研究。并研究考慮風(fēng)速影響下，合成場(chǎng)強(qiáng)的測(cè)量裝置。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1. 結(jié)合了國(guó)家關(guān)于人體在工頻電場(chǎng)中暴露值的規(guī)定，在裝置中置入了報(bào)警系統(tǒng)?？梢苑奖愕念A(yù)警電場(chǎng)強(qiáng)度超標(biāo)，在未來環(huán)境測(cè)評(píng)中（如空氣質(zhì)量）測(cè)評(píng)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(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算方法的基礎(chǔ)上，研究風(fēng)速、濕度以及復(fù)雜線路對(duì)直流輸電線路周圍產(chǎn)生的合成場(chǎng)強(qiáng)的影響。在此基礎(chǔ)上，研制特高壓直流輸電線路的合成場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量裝置，通過在測(cè)量裝置中加入風(fēng)速傳感器自動(dòng)處理風(fēng)速對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。

作品圖片

  • 特高壓輸變電設(shè)備電磁測(cè)量?jī)x
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作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

1. 本項(xiàng)目研制了高壓工頻電場(chǎng)測(cè)量報(bào)警儀。該報(bào)警儀除了能有效測(cè)量工頻電場(chǎng)外，還結(jié)合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了電場(chǎng)報(bào)警單元，當(dāng)目標(biāo)區(qū)域的電場(chǎng)超過設(shè)定值時(shí)，報(bào)警儀能夠產(chǎn)生報(bào)警。該報(bào)警儀可以在環(huán)評(píng)領(lǐng)域得到推廣，工作人員可以通過設(shè)定限值，利用儀器的報(bào)警功能快速的對(duì)目標(biāo)區(qū)域的場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行評(píng)定。 2. 研究了考慮風(fēng)速影響的合成場(chǎng)強(qiáng)的測(cè)量?jī)x，能夠測(cè)量直流輸電線的合成場(chǎng)強(qiáng)。該測(cè)量?jī)x可以在我國(guó)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(píng)估中得到推廣應(yīng)用。隨著特高壓輸電工程的建設(shè)，諸多問題需要對(duì)特高壓直流輸電線路的合成場(chǎng)強(qiáng)的快速計(jì)算方法，以及風(fēng)、濕度以及復(fù)雜線路結(jié)構(gòu)對(duì)其合成場(chǎng)強(qiáng)的影響進(jìn)行研究。并研究考慮風(fēng)速影響下，合成場(chǎng)強(qiáng)的測(cè)量裝置。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1. 結(jié)合了國(guó)家關(guān)于人體在工頻電場(chǎng)中暴露值的規(guī)定，在裝置中置入了報(bào)警系統(tǒng)?？梢苑奖愕念A(yù)警電場(chǎng)強(qiáng)度超標(biāo)，在未來環(huán)境測(cè)評(píng)中（如空氣質(zhì)量）測(cè)評(píng)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(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算方法的基礎(chǔ)上，研究風(fēng)速、濕度以及復(fù)雜線路對(duì)直流輸電線路周圍產(chǎn)生的合成場(chǎng)強(qiáng)的影響。在此基礎(chǔ)上，研制特高壓直流輸電線路的合成場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量裝置，通過在測(cè)量裝置中加入風(fēng)速傳感器自動(dòng)處理風(fēng)速對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。 主要技術(shù)指標(biāo):超過國(guó)家規(guī)定的電場(chǎng)強(qiáng)度限值5Kv/m-10Kv/m時(shí)黃燈閃爍并報(bào)警，大于10Kv/m時(shí)紅燈亮并報(bào)警。

科學(xué)性、先進(jìn)性

1. 國(guó)內(nèi)外學(xué)者采用計(jì)算的方法，預(yù)測(cè)高壓變電站、輸電線附近的工頻電磁場(chǎng)存在很多問題，如設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電場(chǎng)、預(yù)放電過程等，難以通過仿真計(jì)算解決，或者由于計(jì)算時(shí)間過長(zhǎng)使計(jì)算出來的電場(chǎng)值喪失實(shí)時(shí)性，無法滿足實(shí)際的需要。 本項(xiàng)目針對(duì)監(jiān)測(cè)高壓電力設(shè)備所產(chǎn)生的工頻電場(chǎng)的需要，設(shè)計(jì)研究了基于C8051F020的高壓工頻電場(chǎng)測(cè)量報(bào)警系統(tǒng)，系統(tǒng)由項(xiàng)目組自主研發(fā)，成本低，可推廣性強(qiáng)，除了能有效監(jiān)測(cè)工頻電場(chǎng)外，還結(jié)合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了電場(chǎng)報(bào)警單元，當(dāng)工作人員處于電場(chǎng)過高區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)能及時(shí)發(fā)出警告，可以很好的應(yīng)用于環(huán)境測(cè)評(píng)中。 2. 目前國(guó)內(nèi)外目前計(jì)算高壓直流輸電線附近合成場(chǎng)強(qiáng)大小時(shí)，雖然考慮了風(fēng)速對(duì)合成場(chǎng)強(qiáng)的影響，但沒有對(duì)其經(jīng)行更進(jìn)一步的分析。而目前的合成場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量?jī)x也沒有考慮在有風(fēng)的情況下對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。 本裝置是考慮風(fēng)速影響的特高壓直流輸電線合成場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量裝置，在測(cè)量?jī)x器中加入風(fēng)速感應(yīng)模塊，根據(jù)風(fēng)速對(duì)合成場(chǎng)強(qiáng)的影響，測(cè)量裝置能夠自動(dòng)處理風(fēng)速對(duì)合成場(chǎng)強(qiáng)的影響。

獲獎(jiǎng)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(guó)際會(huì)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(shù)轉(zhuǎn)讓方式

專利權(quán)轉(zhuǎn)讓

作品可展示的形式

實(shí)物、產(chǎn)品

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

本裝置是一套電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量裝置，設(shè)備測(cè)量準(zhǔn)確度高，成本較低，技術(shù)水平處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。本裝置使用方便，開機(jī)即可自動(dòng)測(cè)量周圍電場(chǎng)和場(chǎng)強(qiáng)的值。本裝置具有自動(dòng)報(bào)警單元，可以預(yù)警電場(chǎng)值的超標(biāo)，有效的應(yīng)用于環(huán)境的評(píng)價(jià)中。 本裝置適用于特高壓輸電線路和設(shè)備的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量，隨著特高壓直流輸電工程的建設(shè)與發(fā)展，本裝置可以很好的服務(wù)于這項(xiàng)國(guó)家重點(diǎn)工程，提供有力的技術(shù)支持，為該工程的建設(shè)改進(jìn)和完善提供參考。并且本裝置已在重慶、河南多個(gè)變電站進(jìn)行了實(shí)地的測(cè)量，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠，優(yōu)勢(shì)明顯。 本儀器可以用于國(guó)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(shè)和環(huán)境問題日益嚴(yán)重，作為一項(xiàng)應(yīng)用價(jià)前景巨大的高科技發(fā)明，必將成為眾多設(shè)備制造企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，服務(wù)于社會(huì)建設(shè)。

同類課題研究水平概述

1.國(guó)內(nèi)外學(xué)者采用計(jì)算的方法，針對(duì)高壓變電站、輸電線附近的工頻電磁場(chǎng)的預(yù)測(cè)進(jìn)行了大量研究，計(jì)算機(jī)技術(shù)使這一研究取得了更多成績(jī)。但仍有很多問題，如設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電場(chǎng)、預(yù)放電過程等，難以通過仿真計(jì)算解決，或者由于計(jì)算時(shí)間過長(zhǎng)使計(jì)算出來的電場(chǎng)值喪失實(shí)時(shí)性，無法滿足實(shí)際的需要。對(duì)工頻電場(chǎng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，所獲得的數(shù)據(jù)直觀準(zhǔn)確，仍然是工頻電場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)最有效的手段。本裝置針對(duì)監(jiān)測(cè)高壓電力設(shè)備所產(chǎn)生的工頻電場(chǎng)的需要，設(shè)計(jì)研究了基于C8051F020的高壓工頻電場(chǎng)測(cè)量報(bào)警系統(tǒng)，本系統(tǒng)為項(xiàng)目組自主研發(fā)，成本低，可推廣性強(qiáng)，已通過政府相關(guān)單位的鑒定，本系統(tǒng)最大創(chuàng)新點(diǎn)在于除了能有效監(jiān)測(cè)工頻電場(chǎng)，還結(jié)合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了電場(chǎng)報(bào)警單元，當(dāng)工作人員處于電場(chǎng)過高區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)能及時(shí)發(fā)出警告，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。 2.目前國(guó)內(nèi)外部分研究單位已經(jīng)對(duì)特高壓直流輸電線的合成場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算方法以及測(cè)量技術(shù)進(jìn)行了研究。提出了不少能夠應(yīng)用于實(shí)際情況的計(jì)算方法。有限元法優(yōu)勢(shì)明顯，其主要特點(diǎn)是適應(yīng)性較強(qiáng)，能方便地處理非線性問題，并能考慮風(fēng)的影響。但是其不足在于計(jì)算量大，計(jì)算速度慢，特別是針對(duì)特高壓直流輸電線路的合成場(chǎng)強(qiáng)的問題，對(duì)于這種開域的問題，要做相應(yīng)的處理才能進(jìn)行計(jì)算。直流輸電線路電暈引起的導(dǎo)線大地空間的合成場(chǎng)強(qiáng)雖然可以通過編程計(jì)算機(jī)計(jì)算, 但計(jì)算中要設(shè)定一些基礎(chǔ)數(shù)據(jù), 例如離子遷移率、正負(fù)離子復(fù)合系數(shù)、擴(kuò)散系數(shù)（一般忽略擴(kuò)散作用）以及導(dǎo)線起始電暈場(chǎng)強(qiáng)或?qū)Ь€表面電荷密度等等。計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確程度取決于這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的設(shè)定值, 因而實(shí)驗(yàn)研究仍是重要的方法。在計(jì)算合成場(chǎng)強(qiáng)的同時(shí)通過測(cè)量設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量合成場(chǎng)強(qiáng)大小可以與計(jì)算結(jié)果相比對(duì)、分析。 目前國(guó)內(nèi)外目前計(jì)算高壓直流輸電線附近合成場(chǎng)強(qiáng)大小時(shí)，雖然考慮了風(fēng)速對(duì)合成場(chǎng)強(qiáng)的影響，但沒有對(duì)其進(jìn)行更進(jìn)一步的分析。而目前的合成場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量?jī)x也沒有考慮在有風(fēng)的情況下對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。而本裝置在國(guó)際上首次制造出考慮風(fēng)速對(duì)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)影響的電場(chǎng)測(cè)量裝置，測(cè)量更為精確，非常適用于推廣使用。
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