2008年度陕西省科学技术奖推荐项目简介

2008年度陕西省科学技术奖推荐项目简介
推荐单位: 西安电力机械制造公司
08-001 高电压大容量变流变压器技术开发和产业化
1、随着我国冶金工业的发展，变流变压器需求量越来越多，对产品性能参数和技术经济指标要求也不断提高，西变公司作为国内特种变压器技术实力最强大的企业，时刻关注市场需求，不断研制出具有国际先进水平的新产品。

2、2003年，西变公司为云南铝厂年产25万吨电解铝三期工程生产的铝电解用大型直降式、六机组有载调压变流变压器组，是当时国内单机容量最大、调压范围最广、连续有载调压级数较多、技术难度大、技术性能优越的节能高效型220kV直降式有载调压大容量变流变压器，是具有国际先进水平的新产品，运行至今，状况良好。

3、2006年，西变公司为兰州铝业股份有限公司大型预焙槽电解铝技改工程项目制造的电解用，六机组、220 kV直降式有载调压变流变压器组，是作为大功率整流装置的主要电源设备，应用在国内年产量最大的电解铝整流系统。

本产品总结此前大型变流变压器产品的实际运行经验，通过优化设计，使其具有结构紧凑、损耗低、效率高、安全可靠等优点。

是当今国内单机容量最大、调压范围最广、连续有载调压级数较多、技术难度大、技术性能好的220kV直降式有载调压大容量变流变压器。

其具有的节能降耗的特点，有着广阔的市场前景。

08-003 高岭背靠背换流站工程用无间隙金属氧化物避雷器
项目所属科学技术领域：
该项目为西电公司攻关项目，主要内容是研制开发高岭背靠背换流站工程用无间隙金属氧化物避雷器，用于换流站中换流阀电器设备的过电压保护，属于保护电器类产品。

项目主要内容：
1）高性能、大容量电阻片的研究，提高电阻片的综合性能；
2）避雷器电阻片均流试验技术、设备及方法研究；
3）避雷器防爆结构特性研究；
4）避雷器电阻片老化特性研究；
5）计数器动作信号实现光纤传输。

项目特点：
该项目是配合东北-华北两大交流电网联网工程，为高岭背靠背换流站研发高岭背靠背换流站工程换流阀保护用阀避雷器和中点避雷器，高岭背靠背换流站工程额定直流电压为±125kV，额定直流电流3000A，总容量高达3000MW。

计划于2008年投入运行。

08-004 LW13-800/Q4000-50罐式六氟化硫高压交流断路器
1．项目名称800kV罐式六氟化硫高压交流断路器研制
2．产品型号LW13-800/Q4000-50
3．所属科学技术领域
本项目属于重大技术装备的研制。

所研制的断路器适用于750kV输电线路系统、变电站设备的控制及保护；该断路器经过适当的改造后可用于同等电压等级的气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）产品中。

4．科技内容
4.1 灭弧室的开断、关合及绝缘性能的研究，灭弧室的设计
4.2 大功率气动操动机构和传动系统研制
4.3 SF6充气式套管的研究及设计
4.4 大型壳体的设计和制造技术研究
4.5 套管式电流互感器的研制
5.主要技术指标
额定电压800kV
额定频率50Hz
额定电流4000A
每极断口数 2
额定开断电流50kA
额定短时耐受电流（2s）50kA
额定短时耐受电压(1min) 960kV
额定操作冲击耐受电压1550kV
额定雷电冲击耐受电压2100kV
6.研制的产品简介
我公司自主研发的、拥有完全自主知识产权的LW13-800/Q4000-50型双断口罐式六氟化硫断路器按国际标准GB1984-2003和IEC62271-100等国家和国际标准在国家高压电器质量监督检验中心完成了全套型式试验项目，所有试验项目均一次性通过；2006年2月
17日通过了中国机械工业联合会和中国电机工程学会联合组织的新产品鉴定，鉴定委员会认为结构设计和主要技术参数达到了国际领先水平。

双断口、带合闸电阻的灭弧室结构获得：中国，实用新型专利，专利号200620078617.6；充气式进出线套管获得：中国，实用新型专利，专利号200620078618.0
该产品的成功研制，填补了国内技术空白，使我国开关设备设计制造水平跨上了一个新的台阶；同时也为我国750kV电网建设提供经济可靠的设备保障。

7.推广应用情况
自2006年该产品鉴定以来，我们已经替代进口产品，接收国家电网公司银川东和乾县等变电站的20台产品定货；而且，以此断路器为核心元件的800kV气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）也接受了兰州东等变电站的17个间隔的订货，总产值接近10亿元人民
币。

另外，我公司正在积极开拓该产品的国际市场。

随着我国及国际上750kV(765kV)电压等级的电网建设，该产品将以优良的性能、合适的价格取得更多的订货，带来更好的经济和社会效益。

08-005 ZF7A-145/T3150-40气体绝缘金属封闭开关设备
1. 项目名称：ZF7A-145气体绝缘金属封闭开关设备
2. 产品型号：ZF7A-145/T3150-40
3. ZF7A-145/T3150-40是SF6气体作为绝缘和灭弧介质的气体绝缘金属封闭开关设备，广泛应用于145kV的各类变电站。

4. 主要内容和特点
作为高压成套设备，该产品主要由以下部分组成：
断路器及其机构，隔离开关及其机构，检修接地开关及其机构，故障接地开关及其机构，电流互感器，电压互感器，避雷器，母线，进出线套管或电缆终端。

该产品的主要特点：灭弧性能优异、具有C2级三相容性电流切合性能，机械寿命长、结构紧凑、积木式设计，布置灵活、占地面积小、噪音低、检修维护方便。

主要技术参数如下：
额定电压145kV
额定频率50Hz
额定电流3150A
额定绝缘水平
雷电冲击耐受电压（峰值）650kV
工频耐受电压（有效值1min）275kV
额定短时耐受电流40kA.3s
额定峰值耐受电流100kA
断路器额定短路开断电流40kA
断路器机械寿命（M2级）10000次
隔离开关机械寿命2000次
接地开关机械寿命2000次
三相容性电流切合C2级
该产品技术参数先进，性能优良，容量大，适用于重负荷的145kV的各类变电站。

5. 应用推广情况
该项目于2006年11月在意大利CESI试验站完成全部型式试验，于2006年12月分别通过了西安西开高压电气股份有限公司新产品鉴定和西安电力机械制造公司组织的样机鉴定，鉴定委员会认为该产品设计合理、结构紧凑、技术参数高、性能可靠，已批量出口东南亚国家，尤其是断路器采用了自能式灭弧原理的灭弧室结构，性能达到国际同类产品先进水平，填补了国内空白。

现产品已出口马来西亚吉隆坡、沙巴、香港、菲律宾、新加坡等。

08-006 ±500kV高压直流输电换流阀运行试验系统开发
晶闸管换流阀是直流输电工程中最常用的关键性设备，它由大功率器件晶闸管级、阻尼回路、均压回路、阀端电抗器和阀控制电子电路组成。

随着我国高压直流输电工程建设的蓬勃发展，高压直流输电工程关键性设备——晶闸管换流阀性能的好坏对于保证直流输电系统的正常运行，提高运行安全性和可靠性具有重要的意义。

西安高压电器研究所有限责任公司通过近5年的艰苦努力，根据IEC60700-1标准要求，从原理分析、仿真研究开始，一步一步进行攻关，结合自身的实际情况，提出了独具特色的换流阀运行试验系统技术方案，在解决了开发过程中的诸多技术难题后，终于成功建成了±500kV换流阀运行试验系统，并在国内首次开展了直流输电工程——高岭背靠背直流联网工程用换流阀的全部运行试验。

该
项目主要完成的技术内容如下：
1、依靠自主研发，建成满足±500kV及以下直流输电工程换流阀运行试验要求的试验系统，额定参数为50kV 3600A；
2、±500kV高压直流输电换流阀运行试验系统电流源分系统开发；
3、±500kV高压直流输电换流阀运行试验系统电压源分系统开发；
4、±500kV高压直流输电换流阀运行试验系统控制保护系统开发；
5、±500kV高压直流输电换流阀运行试验系统测量系统开发；
6、±500kV高压直流输电换流阀运行试验系统交流滤波系统开发；
7、±500kV高压直流输电换流阀运行试验系统水冷却系统开发；
8、±500kV高压直流输电换流阀运行试验方式的研究。

±500kV换流阀运行试验系统的建设完成，打破了国外的技术垄断，实现了我国换流阀型式试验技术零的突破，开辟了国内高压直流换流阀运行试验新的技术领域，为国内有关制造企业的产品研发和设计提供了强有力的试验条件，为高压直流输电关键设备的国产化做出了巨大贡献。

08-008 环保型综合贯通地线及其接续材料
本项目研究的环保型综合贯通地线及其接续材料是为了适应我国高速铁路快速发展的需要而进行研究开发的。

通过对产品使用环境、土壤环境和高分子塑料导电机理等方面进行系统分析、研究、试验，针对不同的敷设条件，设计了不同类型、不同结构的环保型综合贯通地线方案和系统施工接续材料方案。

由于国家现在对工业产品的环保性提出较高要求，产品所含的材料不能对环境产生污染、对人和动物不会造成损害，根据欧盟ROHS指令要求及SJ/T 11363-06《电子信息产品中有害物质的限量要求》，产品限制铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯醚（PBDE）和多溴联苯（PBD）等6类有害物质的使用（除镉的指标小于100 mg/kg外，其余指标均小于1000 mg/kg），西缆公司研制开发的环保型综合贯通地线所含上述6类有害物质的含量远小于RoHS指令规定的指标要求，具有优异的环保性能。

通过对导电高分子塑料导电机理及耐腐蚀机理的研究，研制开发的环保型贯通地线及相关接续材料具有自主独创专利技术，结构设计优良，性能安全可靠，达到国际先进技术水平。

西缆公司研制开发的环保型综合贯通地线及相关接续材料已授权国家专利，专利号分别为200520079512.8、200720126248.8、200720126252.4；产品通过了“铁道部产品质量监督检验中心通信信号检验站”的电气性能、机械物理性能、环保性能和耐腐蚀性能等项目的检测和“电力工业电气设备质量检验测试中心”的大电流冲击试验；陕西环境监测研究院对我公司环保型综合贯通地线进行了使用环境评估分析，该院通过系统的调查、研究、计算，认为我们开发的环保型综合贯通地线环境友好性强，对土壤和地下水的潜在污染威胁低，在生产过程中不存在铅烟、铅尘、危险固废铅渣等重金属铅污染；产品对土壤环境作用指标优于我国一级土壤环境质量标准值。

产品满足综合贯通地线环保性、耐腐性、良好的导电性和工程应用特性等要求。

环保型综合贯通地线的研制成功极大地提升了西缆公司在铁路市场上的产品声誉，具有较好的社会效益。

环保型综合贯通地线的研制成功增强了西缆公司贯通地线产品在铁路市场上的竞争力，提高了西缆公司的经济效益。

截止到2007年12月，西缆公司已分别向遂渝线、武襄线、襄
胡线、武合线、石太线、郑西线和武广线等新建客运专线提供近1500km的环保型综合贯通地线和30000套的接续材料，已新增产值9689万元，新增利税1503万元，产生了良好的经济效益。

08-010 1000kV系列交流棒形悬式复合绝缘子
该项目属于电力设备技术领域。

1000kV系列交流棒形悬式复合绝缘子适用于额定电压1000kV、频率不大于100Hz、海拔不超过1000m的交流架空输电线路悬垂或耐张导线的电气绝缘和机械固定。

棒形悬式复合绝缘子主要由芯棒、伞套、金属附件和均压环等构成。

芯棒采用耐酸耐高温环氧玻璃纤维引拔棒；伞套采用高温分段整体注射成型技术；金属附件端头有内外密封槽双重设计，密封采用我所专利技术，即高温一次成型密封技术；金属附件与芯棒的连接区采用目前广泛应用的压接技术。

伞套以硅橡胶为基料，进行了改性配方的研究；对1000kV交流棒形悬式复合绝缘子进行了有限元三维电场分布计算，均压环配置采用大、小均压环结构，可以最大限度地改善绝缘子端部金具与硅橡胶复合界面处的电场分布，对防止电晕、电蚀，提高绝缘子运行可靠性十分有利。

复合绝缘子以其重量轻、机械强度高、制造工艺简单、防污闪能力强，环保节能等而得到迅速的发展。

在国外，复合绝缘子已有二十多年的研制和使用历史，生产的复合绝缘子已在世界二十七个国家和地区使用和运行，最高电压等级为1500kV。

在国内，最长的运行时间已有二十年之久，运行效果令人满意。

特高压复合绝缘子的研制成功促进了交流复合绝缘子的技术发展水平，这对于增强企业的自主创新能力，加快企业的技术进步，提高产品可靠性，增强市场的竞争能力。

我们相信随着复合绝缘子的推广使用，必将体现出其优越的性能和巨大的社会经济效益。

推荐单位: 西北电网有限公司
08-011 西北电网直调水电站节水增发电考核系统开发与应用
西北电网直调水电站包括黄河上游龙羊峡、李家峡、公伯峡、刘家峡梯级水电站和汉江上游安康水电站，是我国西北地区国民经济发展的重要能源基地，属于无污染、高产出的绿色产业,也是支撑西北电网安全稳定经济高效运行的重要电源点,在西北电网中所处的地位和作用非常重要。

为积极贯彻落实国家节能降耗相关方针政策，提高水电调度技术进步水平，西北电网有限公司列专项资金实施了《西北电网直调水电站节水增发电考核系统开发》项目。

本项目在电站设计原则基础上，从充分利用水能资源和提升水电调度技术水准出发，深入研究了龙羊峡和刘家峡梯级水电站联合调度机制下的节水增发电考核技术问题；建立了龙羊峡和刘家峡梯级水电站联合调度、安康不完全年调节水库电站和李家峡、公伯峡日调节水库电站不同类型的节水增发电考核模型；设计了不同调节能力水库电站的考核计算流程；编制了龙羊峡和刘家峡梯级水电站联合调度等不同调节能力水库电站的节水增发电考核计算软件；考核软件采用了面向对象语言编制，并与目前正常运行的西北电网水调自动化系统相对接，实现信息资源共享；开展了黄河上游梯级水库中长短期优化调度和安康水库汛期库水
位分段控制优化调度等子课题研究，为进一步做好直调水电站节水增发电工作提供技术支持。

该项目在龙羊峡和刘家峡梯级水电站联合调度节水增发电考核技术开发方面，在国内尚属首次；在系统开发过程中，采用与现在正常运行的西北电网水调自动化系统对接，共享水调自动化系统数据库，提高数据库资源利用效率，节约系统开发成本，具有创新理念。

随着国家节能降耗战略的进一步深化，西北电网水电站节水增发电工作将上新台阶，必将为西北地区经济发展做出更加突出贡献,这正是西北电网公司贯彻落实国家节能降耗有关政策的有力体现。

08-012 西北电网实时动态监控系统研究
西北电网实时动态监控系统首先提出了我国区域的框架设计方案：该系统是一个以SCADA/EMS、W AMS和故障信息管理系统等三大电力系统信息平台为基础，基于实时和超实时并行计算技术、集成总线技术，采用面向服务结构的新一代电力系统运行调度和动态监控系统。

其次提出了基于电力系统机理分析的PMU布点方法：在对西北电网进行暂态稳定分析计算和小干扰稳定分析计算基础上，确定了西北电网各主要运行方式下弱阻尼振荡模式和机组的同调性，提出了PMU的布点原则和在西北电网的配置方案。

该系统制定了区域电网实时动态监控系统技术规范：统一了区域电网相量数据的输出格式以及系统的通信规约，规范相量测量装置的主要技术性能，保证了动态监测系统的开放性、兼容性以及测量结果的可比性；规范了区域电网实时动态监控系统的体系结构、以及高级应用功能及目标。

系统已于2007年03月在西北电网投入试运行,4月在西北电网扰动试验中发挥了重要作用。

共接入的PMU子站共22个，其中电厂5 座，750千伏变电站2座，330千伏变电站15座；监视机组21台；750千伏线路1条，750变压器2台；330千伏线路66条，330千伏变压器56台。

包括：750千伏官亭和兰州东变电站；330千伏马营、汤峪、庄头、雍城、桃曲、兰州西、银城、西峰、天水、秦安、海石湾、陇西、固原、青铜峡、炳灵变电站；安康、刘家峡、龙羊峡水电厂，灵武、大坝火电厂。

该系统为西北电网构筑了一个基于现代信息技术和计算机技术为基础的电力系统安全防御体系。

这将有力推动我国区域电网动态稳定监控技术的发展，同时作为全国跨区电网动态稳定监控系统的配套示范工程，可以使运行人员能够随时根据电网实际运行情况确定电网稳定控制水平和控制策略，充分发挥电网设备的输送能力、减少联络线输电阻塞、扩大电力电量的交换，满足电力市场化发展的需求，极大地提高电网的安全性，减轻了调度人员的劳动强度，保证电网的电能质量，全面提高电网运行的稳定性和经济性，使得西北电网的运行和控制水平上一个新的台阶。

08-013 750千伏主网架安全自动装置配置研究
“750千伏主网架安全自动装置配置研究”是电力系统运行与分析领域科技项目，本项目主要研究西北电网在330千伏电网基础上逐步形成750千伏主网架后，电网安全稳定运
行特性的变化和由此引起安全自动装置运行特性的变化以及安全自动装置的配置和改造方案。

该项目意在并通过安全自动装置的配置研究，提高西北电网重要联络线的输送能力和故障情况下的安全稳定性，使电网稳定控制的方案最优化、成本最小化，达到进一步提高西北地区工农业生产安全、可靠供电水平的目的。

其研究内容由六部分组成：
1）对国内外500千伏及以上电压等级与下一级电压等级电磁环网的运行情况及稳定控制策略进行调研。

2）西北电网振荡解列装置配置方案研究。

即研究西北电网在750千伏主网架投产后的动态特性和西北电网振荡中心的特征及变化情况，根据研究结果选择合适的解列和振荡解列装置；
3）研究750千伏主网架投产后电网安全稳定的机理和特点，提出区域型分布式稳定控制系统的配置方案。

4）研究750千伏主网架投运后各个大型电厂的运行特性，提出机网协调的电厂安全稳控装置的配置方案，保证各大型电厂装机容量能全部送出和电网安全运行；
5）研究原有安全自动装置运行特性，研究原有装置的再利用及综合改造方案。

通过750千伏电网运行后电网的计算分析，结合现有稳定控制装置的控制策略的分析，对现有稳定控制装置进行评估，在此基础上提出了原有装置在750千伏电网的再利用及综合改造方案，从而与750千伏主网稳定控制装置形成有机的整体。

6）研究低频/低压减载装置的调整方案。

根据750千伏主网架投运后潮流变化情况，研究严重故障下750/330千伏电网的频率/电压特性，对现有的低频/低压减载方案进行评估，并提出适应750千伏电网安全稳定运行要求的低频/低压减载方案。

该项目的研究成果直接指导750千伏主网架投运后安全自动装置的建设，使安全自动装置的配置更有科学性、经济性、计划性，对保证西北电网750千伏主网的安全运行和西北地区工农业生产的安全、可靠供电具有重要的实际意义。

08-014 在电磁环网条件下的750kV电网运行方式研究
《在电磁环网条件下的750kV电网运行方式的研究》，将对不同阶段电磁环网条件下的750千伏及其下级电网提供安全稳定运行控制策略展开研究，推动750千伏电网的健康发展和750千伏电网与其下级电网的分层分区控制，以保证西北电网在750千伏输变电工程在不同的投运阶段安全、稳定、经济运行。

该项目实现目标是：为不同阶段电磁环网条件下的750千伏及其下级电网提供安全稳定运行控制策略，提供利于西北电网安全稳定运行的电网优化建议方案；研究750/330千伏电磁环网解、合环运行的可行性，推动750kV电网的健康成长和750kV电网与其下级电网的分层分区控制，提高西北电网重要联络线的输送能力和故障情况下的安全稳定性。

《在电磁环网条件下的750kV电网运行方式的研究与编制》属于基础研究、应用基础研究类科技项目，其研究内容由六部分组成：
1）对国外750kV电网、国内500kV与其下级电网环网运行方式安排和电磁解环的实施方案进行调研；
2）建立07/08/09/10年4个过渡年份西北电网750kV及其下级网络的潮流、稳定计算数据数据；
3）对不同过渡年份750／330kV电网的潮流、稳定进行计算；
4）分析研究计算结果，编制不同阶段电网运行方式，制定稳定控制措施；
5）根据750kV／330kV电网安全稳定运行约束和分层分区控制要求，研究确定电磁解环的分步实施方案；
6）从安全稳定运行的角度，分析评估西北750kV规划电网，提出优化改进意见。

《在电磁环网条件下的750kV电网运行方式的研究与编制》的研究成果为不同阶段电磁环网条件下的750kV及其下级电网提供了安全稳定运行控制策略，指出了西北电网分步解环的实施方案，对处于动态变化中西北电网的安全稳定运行和健康发展起到重要的指导作用，并为电网规划建设提供了参考，为即将在全国范围内展开的1000kV特高压电网建设做好技术储备，有力地推动中国特高压电网的发展。

08-015 750千伏电网超长站距光传输系统可靠性研究
随着西北750kV输变电示范工程投入运行，750kV成为目前世界上运行的最高输电电压等级。

按照国家电网公司未来电网发展规划，西北地区将大力建设750kV电网，并在2020年左右形成完整的目标网架。

电压等级的升高在提高电力线路输送能力的同时也大大拓展了相邻变电站间的距离，因而电力通信网对超长站距光传输技术的需求非常迫切。

由于光传输系统中存在的衰耗及色散等因素的影响，限制了光信号的传输距离。

在传统的光纤通信系统中，通常采用建设再生中继站的办法来延长传输距离。

2000年以后，随着业界对超长距离传输技术研究的深入，无中继传输的距离有了很大的提高，但该技术在现实应用方面还存在很多困难，尚处于初步阶段。

来自中国顾问集团公司和国电通信中心的统计信息表明，目前国内应用的2.5Gbps传输系统的最长跨距仅为230公里。

由于缺少现成的经验可供借鉴，750kV电网中超长距离传输系统在建设、运行和维护等方面都存在一定的风险。

因此有必要对这些方面的关键技术进行研究，形成最佳实践，以满足西北750kV电网高标准、精细化管理的要求。

本项目针对750kV电网中超长距离无中继传输技术应用方面的空白，结合西北电力通信网的网络结构、环境特点以及未来发展需求,首次开展了相关技术应用方面的研究。

对当前超长距离光传输领域内的主要技术进行理论研究，从技术和经济角度对各种技术手段的特点和受制约因素进行分析。

在对众多组合方案进行优选后，提出了4种针对280公里以上的超长距离传输系统的解决方案。

在西北电力通信网的现网环境中搭建了高度模拟正常使用条件的测试平台，对各种解决方案进行了现场测试和长周期试运行，首次在西北电网中成功实现了282公里的超长距离无中继光传输，达到国内先进水平。

对系统的各项主要指标进行详细的测试，获取了系统建设、运行和维护等方面的第一手资料。

结合国家电网公司标准化作业管理要求，对超长距离光传输系统进行了技术、经济和安全风险等方面的评估，首次提出了西北750kV电网中的超长距无中继光传输系统建设和维护原则。

其研究成果为在西北750kV电网中推广超长距光传输系统建设提供了重要指导。

对于该技术在其他场合（1000kV 特高压电网、电信网络）的应用也具有重要的借鉴意义。

08-016 750kV验电及地线挂接器具及方法的开发研制
西北750kV输变电示范工程是目前国内电压等级最高的输变电工程，也是世界上海拔。