科技进步奖（应用技术类、社会公益类）

　1 科技进步奖推荐项目公 示 （一）

　 项目名称：高压开关设备机械状态多元感知关键技术研究及应用 主要完成人：马宏明、钱国超、郑易谷、程志万、陈宇民、阮江军、徐肖庆、龚绍成、周琼芳、彭兆裕 主要完成单位：云南电网有限责任公司电力科学研究院；武汉大学；云南云开电气股份有限公司；云南电网有限责任公司昆明供电局；昆明电器科学研究所；广西电网有限责任公司电力科学研究院；武汉黉门大维科技有限公司 提名 单位：云南电网有限责任公司 项目 简介：

　本项目属于高压开关设备状态监测技术领域。

　高压开关设备作为电网核心设备，数量众多，开关设备的运行状态对电网的安全稳定运行至关重要。据统计，开关设备常见缺陷中，机械缺陷占比超过 50%以上。开关设备作为刚柔组合动态设备，元件的缺陷既无法现场单独检测，也无法静态检测，且元件缺陷信息往往被掩盖在开关运动整体状态中，难以依靠间接手段或主观经验判定。目前国内外研究重点关注开关设备机械状态定性检测，其系统性研究不足，缺乏对故障机理、量化检测、智能诊断等深层次方面的探究，检测效果有待提升。因此，高压开关设备机械状态精确诊断成为亟待攻克的难题。

　本项目基于高压开关设备传动输出的可测多元状态量，从机理仿真、检测技术、智能诊断、装置研发、工程应用 5 个方面开展研究，解决了高压开关设备机械故障精确诊断和准确定位难的问题。主要创新内容如下：

　（1）提出了典型缺陷下的开关设备刚柔耦合机电一体化仿真模型，揭示了各典型缺陷与多状态参量之间的关联机制，为设备的机械缺陷状态诊断奠定了技术基础；（2）提出了隔离开关操作力矩-转角离线检测方法、电机输出功率-转角在线检测方法，研制了隔离开关机械特性检测装置，实现了隔离开关机械缺陷类型的智能诊断与精确定位；（3）提出了用断路器弹簧力值、分合闸速度和弹簧储能电机电流综合参数诊断断路器弹簧状态的方法，研发出断路器弹簧操动机构状态在线监测装置，实现了断路器弹簧操动机构状态的准确判断。

　 项目授权专利 16 项（发明专利 5 项、实用新型 11 项），发表论文 21 篇（其中 SCI 收录 1 篇，EI 检索 8 篇），发布团体标准 1 项。项目成果在云南的 40.5kV～550kV 开关设备先行应用的基础上，推广至广东、广西、贵州、海南、湖北、湖南、江西、河南、安徽等省份，创造经济效益 1.56 亿元。

　项目经中国南方电网组织鉴定，由潘垣院士担任主任委员的同行专家一致认为：成果整体达到了国际领先水平，对促进行业发展具有重大推进意义，具有显著的经济和社会效益。

　完成人及完成单位对项目的贡献情况（推广应用情况）：

　2 本项目所研发的高压开关设备机械故障成套检测装置已在云南电网大范围应用，其中昆明、曲靖、玉溪、红河、大理、楚雄、昭通、保山、迪庆等地区使用效果良好，检测设备达 291 台，发现隐患 7 起，准确率达 100%，成为高压开关设备机械故障诊断的技术平台。

　 项目研究成果的应用覆盖多种型式的高压开关，涉及型号如下所示：

　 1）单臂垂直伸缩式隔离开关：

　 GW10 型、GW16 型、GW20 型、GW22 型、GW35 型、SPV-550 型；

　 2）单臂水平伸缩式隔离开关：

　 GW11 型、GW17 型、GW21 型、GW23 型、GW28 型、GW36 型、TP5 型、SPO-550 型；

　 3）双臂垂直伸缩式隔离开关：

　 GW6 型、PR5/2 型；

　 4）双柱水平旋转式隔离开关：

　 GW4 型、GW14 型、GW25 型、S2DA/T/2T 型；

　 5）三柱水平旋转式隔离开关：

　 GW7 型、GW27 型、DR2 型、S2C 型；

　 6）双柱 V 型旋转式隔离开关：

　 GW5 型；

　 7）其他型号隔离开关：

　 GW8 型和 GW13 型（多用于变压器中性点接地）；

　 8）500kV 断路器产品：

　 HPL550B2、HPL550TB2、 3AP2FI、LTB1/170/550E1、DT2-550F3；

　 9）220kV 断路器产品

　 LW24-252、LW25-252、3AP1FI、FXT14F、HPL245B1、LTB245E1、GL314、3AP1FG；

　 10）110kV 断路器产品

　 LW33A-126、LW35-126、LW36-126、LW30-126、LW25-126、FXT11、GL312、S1-145、LTB145、3AP1FG；

　 同时，本项目研究成果也在云南以外其他地区的现场检测中得到广泛应用。应用区域以云南为中心，辐射广东、广西、贵州、海南、湖北、湖南、江西、河南、安徽等省份，电压等级覆盖 35kV、110kV、220kV、500kV，具体的应用单位包含：

　1）广西南宁供电局、2）广西贵港供电局、3）广西北海供电局、4）广西柳州供电局、5）广东东莞供电局、6）贵州兴义局、7）海南检修中心、8）湖北黄石供电局、9）湖北孝感供电局、10）江西九江供电局、11）河南三门峡风电厂、12）江苏如高、13）河南平高、14）湖南长高、15）山东泰开。项目应用试验开展过程中，一共进行高压开关机械状态检测 1024 台/次（除云南地区外），涉及 9 个主流厂家，26 个型号高压开关。共检测出缺陷 20 台，检测准确率达 100%。

　3 序号 完成人 贡献情况 1 马宏明 项目研发总负责人， 把控项目总体技术研究路线，提出相应技术方案，协调解决项目研发中出现的技术问题，对项目的三个创新点均有贡献：（1）提出了典型缺陷下的开关设备刚柔耦合机电一体化仿真模型，揭示了各典型缺陷与多状态参量之间的关联机制，为设备的机械缺陷状态诊断奠定了技术基础； （2）提出了操作力矩-转角离线检测方法、电机输出功率-转角在线检测方法，研制了隔离开关机械特性检测装置，实现了隔离开关机械缺陷类型的智能诊断与精确定位；（3）提出了用断路器弹簧力值、分合闸速度和弹簧储能电机电流综合参数诊断断路器弹簧状态的方法，研发出断路器弹簧操动机构状态在线监测装置，实现了断路器弹簧操动机构状态的准确判断。

　2 钱国超 项目技术指导、项目落地实施协调、理论研究； 对以下创新点贡献：（2）提出了操作力矩-转角离线检测方法、电机输出功率-转角在线检测方法，研制了隔离开关机械特性检测装置，实现了隔离开关机械缺陷类型的智能诊断与精确定位；（3）提出了用断路器弹簧力值、分合闸速度和弹簧储能电机电流综合参数诊断断路器弹簧状态的方法，研发出断路器弹簧操动机构状态在线监测装置，实现了断路器弹簧操动机构状态的准确判断。

　 3 郑易谷 项目示范应用的负责人，组装负责项目应用在南网五省的开展工作，解决了现场应用中的一些关键问题。对以下创新点有贡献：（2）提出了操作力矩-转角离线检测方法、电机输出功率-转角在线检测方法，研制了隔离开关机械特性检测装置，实现了隔离开关机械缺陷类型的智能诊断与精确定位。（3）提出了用断路器弹簧力值、分合闸速度和弹簧储能电机电流综合参数诊断断路器弹簧状态的方法，研发出断路器弹簧操动机构状态在线监测装置，实现了断路器弹簧操动机构状态的准确判断。

　4 程志万 项目助理、协作项目负责人组织实施工作； 对以下创新点有贡献：（2）提出了操作力矩-转角离线检测方法、电机输出功率-转角在线检测方法，研制了隔离开关机械特性检测装置，实现了隔离开关机械缺陷类型的智能诊断与精确定位。（3）提出了用断路器弹簧力值、分合闸速度和弹簧储能电机电流综合参数诊断断路器弹簧状态的方法，研发出断路器弹簧操动机构状态在线监测装置，实现了断路器弹簧操动机构状态的准确判断。

　5 陈宇民 部分项目研究、项目应用实施； 对创新点均有贡献：（3）提出了用断路器弹簧力值、分合闸速度和弹簧储能电机电流综合参数诊断断路器弹簧状态的方法，研发出断路器弹簧操动机构状态在线监测装置，实现了断路器弹簧操动机

　4 构状态的准确判断。

　6 阮江军 项目指导、理论研究； 对以下创新点有贡献：（1）提出了典型缺陷下的开关设备刚柔耦合机电一体化仿真模型，揭示了各典型缺陷与多状态参量之间的关联机制，为设备的机械缺陷状态诊断奠定了技术基础。

　7 徐肖庆 项目具体实施； 对以下创新点有贡献：（3）提出了用断路器弹簧力值、分合闸速度和弹簧储能电机电流综合参数诊断断路器弹簧状态的方法，研发出断路器弹簧操动机构状态在线监测装置，实现了断路器弹簧操动机构状态的准确判断。

　8 龚绍成 项目具体实施及研究； 对以下创新点有贡献：（2）提出了操作力矩-转角离线检测方法、电机输出功率-转角在线检测方法，研制了隔离开关机械特性检测装置，实现了隔离开关机械缺陷类型的智能诊断与精确定位。

　9 周琼芳 项目具体实施； 对以下创新点有贡献：（1）提出了典型缺陷下的开关设备刚柔耦合机电一体化仿真模型，揭示了各典型缺陷与多状态参量之间的关联机制，为设备的机械缺陷状态诊断奠定了技术基础。

　10 彭兆裕 项目具体实施及研究； 对以下创新点有贡献：（2）提出了操作力矩-转角离线检测方法、电机输出功率-转角在线检测方法，研制了隔离开关机械特性检测装置，实现了隔离开关机械缺陷类型的智能诊断与精确定位。

　 第一完成单位

　云南电网有限责任公司电力科学研究院 项目主导单位及主要完成单位，主要完成以下内容：开关设备多体动力学机电一体化仿真技术及缺陷模拟方法研究；高压开关设备机械状态检测技术研究；高压开关设备机械缺陷智能诊断技术研究；高压开关设备机械状态检测成套装置研发及规模化应用。

　第二完成单位

　武汉大学 主要完成理论研究、仿真计算和技术开发，提出高压开关设备多体动力学机电一体化仿真技术及缺陷模拟技术，研究高压开关设备机械状态检测技术，研究高压开关设备机械缺陷智能诊断技术。配合完成检测装置的开发。

　第三完成单位

　云南云开电气股份有限公司 项目部分成果研究单位、主要实施单位及应用单位。配合完成：高压开关设备机械状态检测技术研究；高压开关设备机械缺陷智能诊断技术研究，成套检测装置的研发。

　第四完成单位

　云南电网有限责任公司昆明供电局 项目部分成果研究单位、主要实施单位及应用单位。配合完成：高压断路器机械状态检测技术研究；高压断路器机械缺陷智能诊断技术研究；高压断路器机械状态检测成套装置研发及规模化应用。

　第五完成单位

　昆明电器科学研究所

　5 部分成果检测与应用单位。配合完成：隔离开关机械状态检测技术研究；断路器机械状态检测技术研究。

　第六完成单位

　广西电网有限责任公司电力科学研究院 部分成果完成单位、成果应用单位。配合完成：隔离开关机械状态检测技术研究；隔离开关机械缺陷智能诊断技术研究；隔离开关机械状态检测成套装置研发及规模化应用。

　第七完成单位

　武汉黉门大维科技有限公司 部分成果完成单位、成果应用单位。配合完成：隔离开关机械状态检测技术研究；隔离开关机械缺陷诊断装置的研发。

　获得知识产权 及 曾获奖励 情况：本成果申请发明专利 16 项，其中授权国家发明专利 5 项，授权实用新型专利 11 项，主持编写团体标准 1 项，发表 SCI、EI 检索论文 9 篇，2018 年获得云南电网有限责任公司科技进步一等奖。典型知识产权如下：

　序号 类型 知识产权名称 专利号 1 发明专利 一种高压隔离开关主轴转角检测装置

　ZL201710074456.6 2 发明专利 一种断路器操动弹簧储能状态的检测方法

　ZL201610096003.9 3 发明专利 一种断路器储能弹簧状态监测设备与方法

　ZL201610086549.6 4 发明专利 一种基于萤火虫优化算法的断路器可靠性评ZL201510477549.4 5 发明专利 一种现场断路器插拔力检测装置及检测方法

　ZL201610676490.6 6 实用新型专一种隔离开关机械故障诊断装置

　ZL201621274584.2 7 实用新型专一种用于在线监测的隔离开关转角测量系统

　ZL201621277143.8 8 实用新型专一种户外高压隔离开关防护装置

　ZL201621277155.0 9 实用新型专一种隔离开关防倒转装置 ZL201621277129.8 10 实用新型专一种隔离开关分合闸检测装置

　ZL201621276532.9

　6 科技进步奖推荐项目公 示 （二）

　 项目名称 ：高海拔地区电网冰灾主动防御关键技术及应用 主要完成人：孙鹏、束洪春、马仪、许彦艳、马御棠、周仿荣、徐云水、傅闯、赵现平、姚捷、沈志、段荣华、潘浩、李华宏、李庆东、张翔、高振宇、许树楷、龚绍成、黄绪勇、黄然、王磊、钱国超、程志万、黄修乾、彭晶、杨莉 主要完成单位：云南电网有限责任公司电力科学研究院、 云南电网有限责任公司昭通供电局、云南省气象台、昆明理工大学、云南电网有限责任公司生产技术部、云南电网有限责任公司电力调度控制中心、云南云开电气股份有限公司、南方电网科学研究院有限责任公司、南京南瑞继保电气有限公司 提名 单位：云南电网有限责任公司 项目 简介：

　覆冰导致国内外电网多次大面积瘫痪时有发生。云南属山地高原地形，81%区域都会出现雨雪冰冻，局部地区全年接近 180 天处于大雪封山，云南电网输电线路高海拔、微地形、微气象特征显著，覆冰对电网的影响大、防控难。电网传统被动应对冰灾的方式存在覆冰预报预测针对性不强，电网建设标准提高投资大，除冰技术难以大范围推广应用，电网防冰抗冰体系缺乏，事后抢修，代价大等问题，因此高海拔区域电网主动防御技术以及支撑保障体系，面临全新的挑战。

　如何精确预报预测该海拔电网覆冰时间和厚度、提前对输电线路覆冰远程快速处置、如何实现了大范围线路覆冰后科学决策、有序处置是国际性难题。项目历经 10 年的产学研用联合攻关，形成了高海拔电网覆冰预测预报系统、高原型大范围精准调节融冰装置与配套自动化设备、电网抗冰技术与管理应用保障体系等一体化解决技术，取得以下四方面创新：

　创新点 1：揭示高海拔地区电网覆冰产生的环境机理，对产生覆冰灾害典型线路的海拔高度、地形地貌、气象条件等进行量化分析。采用长短记忆网络结合深度学习方法，挖掘气象要素与电网覆冰之间的关联性，为建立覆冰自适应预测奠定了基础。

　融合输电线路在线监测数据和地面气象站观测数据，通过多元线性回归方法，建立覆冰厚度预测模型，实现了云南微地形、微气象电网多时空覆冰准确预测。

　创新点 2：基于极限温度-电流循环试验揭示了光单元在融冰电流作用下的衰耗特性，提出了地线融冰温度控制阈值，解决了 OPGW 融冰电流选择的问题。基于过电压仿真计算和绝缘子覆冰耐压试验，确立了地线绝缘间隙 40mm-120mm 范围，解决了光纤复合架空地线(OPGW)融冰和防雷的配合问题。

　7 创新点 3：提出了电压和电流可调可控的融冰设计、制造和检验方法，研制了适用于高海拔的可控电流源融冰装置和导地线与融冰系统自动连接的配套设备，实现导地线融冰过程全自动操作。

　创新点 4：提出电网稳定、线路受力极限和缺供电量多约束条件下的输电线路等风险度融冰优化调度方法，解决了大范围覆冰期间线路融冰和电网风险相互影响的问题，构建电网规模化融冰管理应用体系，实现电网主动防冰。

　项目成果获授权发明专利 17 项、实用新型专利 24 项、软件著作权 3 项，编制国家标准3 部，行业标准 2 部，发表论文 30 篇。项目成果总体达到国际领先水平。成果在云南推广应用 21 个工程中，配置融冰装置 21 套，自动接线装置 124 套，并在国内多个省市推广应用。项目近三年新增销售额约 78 亿元，新增利润近 5 亿元，累计减少云南省 GDP 损失 233 亿，创造了巨大的经济效益和社会效益。

　完成人及完成单位对项目的贡献情况（推广应用情况）：

　序号 完成人 贡献情况 1 孙鹏 项目负责人，提出项目总体技术路线，提出研发技术方案，提出测试方案，总体负责示范工程系统研究和成套设计，发明了架空地线和复合光纤地线融冰技术，组织装置研发，协调解决项目研发中出现的重大技术问题,其中，获授权专利 10 项，发表论文 12 篇，编制国家标准 3 个和行业标准 1 个。

　2 束洪春 负责完成重覆冰区融冰线路防雷技术研究，发表技术论文 1 篇。

　3 马

　仪 输电线路融冰技术研究,组织创建了云南电网冰区及覆冰类型图。其中，获授权专利 3 项，发表论文 4 篇。

　4 许彦艳 高海拔地区电网覆冰产生的环境机理研究，对产生覆冰灾害典型线路的海拔高度、地形地貌、气象条件等进行了量化分析。挖掘气象要素与电网覆冰之间的关联性，建立了覆冰厚度预测模型。其中，发表论文 1 篇。

　5 马御棠 地线融冰技术对地网影响研究,负责光纤复合架空地线(OPGW)融冰和防雷的配合问题研究。其中，获得专利 1 项，发表论文 7 篇。

　6 周仿荣 负责覆冰厚度预测研究,开发了云南电网覆冰预报预测系统。其中，获得专利 1 项，发表论文 2 篇。

　7 徐云水 参加项目总体技术路线和重大技术原则的制定，参加项目研究及推

　8 广应用。共同揭示了高海拔地区电网覆冰产生的环境机理，参加地线融冰状态监测装置的研发。其中，获得专利 6 项。

　8 傅

　闯 提出电网可控融冰方法，参加可控电流源融冰装置和导地线与融冰系统自动连接的配套设备研发。共同揭示了复合光纤地线温度与融冰电流关系，发明了架空地线和复合光纤地线融冰启动技术。其中，获得专利 11 项，发表论文 7 篇，编制国家标准和行业标准。

　9 赵现平 主持创建了云南电网冰区及覆冰类型图。其中，获得专利 3 项。

　10

　姚

　捷 项目总体技术路线和重大技术原则的制定，组织项目成果推广应用。其中发表论文 1 篇。

　11 沈

　志 项目总体技术路线和重大技术原则的制定，组织项目成果推广应用，主持开发了云南电网覆冰预报预测系统。其中，获得专利 2 项，发表论文 2 篇。

　12 段荣华 制定项目重大技术原则，参加开发了云南电网覆冰预报预测系统。提出多约束条件下的输电线路等风险度融冰优化调度方法。获得软件著作权 1 项。

　13 潘

　浩 输电线路覆冰校核，其中，获得专利 2 项。

　14 李华宏 高海拔地区电网覆冰产生的环境机理研究，挖掘气象要素与电网覆冰之间的关联性，建立了覆冰厚度预测模型。其中，发表论文 3 篇。

　15 李庆东 参加项目研究及推广应用。负责高原型融冰装置和导地线与融冰系统自动连接配套设备的工程化应用。获得专利 1 项。

　16 张

　翔 负责高原型融冰装置的设计、制造、工厂试验、产业化及推广应用，获得专利 5 项，发表论文 2 篇。

　17 高振宇 参加开发了云南电网冰区及覆冰类型图，获得软件著作权 1 项。

　18 许树楷 提出电网可控融冰方法，参加可控电流源融冰装置和导地线与融冰系统自动连接的配套设备研发。获得专利 4 项 19 龚绍成 负责融冰自动连接开关的设计、制造、工厂试验、产业化及推广应用，获得专利 1 项。

　20 黄绪勇 地线融冰技术研究获得专利 3 项，发表论文 2 篇。

　9

　第一 完成单位

　云南电网有限责任公司电力科学研究院

　对本成果技术创新和应用的贡献：项目组织和主要完成单位，提出项目总体技术路线，制定项目重大技术原则，全面主导项目研究及推广应用实施全过程。对项目创新点 1-4 均做出重要贡献：（1）共同揭示了高海拔地区电网覆冰产生的环境机理，对产生覆冰灾害典型线路的海拔高度、地形地貌、气象条件等进行了量化分析。采用气象与线路在线监测多源数据融合，开发了云南电网覆冰预报预测系统。（2）揭示了复合光纤地线温度与融冰电流关系，发明了架空地线和复合光纤地线融冰技术，组织地线绝缘子、光纤接续装置和地线融冰状态监测装置的研发。（3）共同发明并组织研制了适用于高海拔的可控电流源融冰装置和导地线与融冰系统自动连接的配套设备，实现导地线融冰过程全自动操作。（4）创建了云南电网冰区及覆冰类型图。（5）构建电网规模化融冰管理应用体系。（6）制定电网融冰国家标准和电力行业标准。（7）实施了融冰工程的推广应用。

　第二 完成单位

　云南电网有限责任公司昭通供电局

　对本成果技术创新和应用的贡献：参加项目总体技术路线和重大技术原则的制定，参加项目研究及推广应用。对创新点 1-4 均做出重要贡献。（1）共同揭示了高海拔地区电网覆冰产生的环境机理，对产生覆冰灾害典型线路的海拔高度、地形地貌、气象条件等进行了量化分析。（2）参加组织地线绝缘子、光纤接续装置和地线融冰状态监测装置的研发。（3）参加研制了适用于高海拔的可控电流源融冰装置和导地线与融冰系统自动连接的配套设备，实现导地线融冰过程全自动操作。（4）参加构建电网规模化融冰管理应用体系。（5）共同制定电网融冰国家标准。（6）实施了融冰工程的推广应用。

　第三 完 成单位

　云南省气象台

　对本成果技术创新和应用的贡献：

　参加项目研究及重要技术路线制定。对创新点 1 做出重要贡献。（1）揭示高海拔地区电网覆冰产生的环境机理，对产生覆冰灾害典型线路的海拔高度、地形地貌、气象条件等进行量化分析。挖掘气象要素与电网覆冰之间的关联性，建立了覆冰厚度预测模型。（2）参加开发了云南电网覆冰预报预测系统。（3）参加创建了云南电网冰区及覆冰类型图。

　21 黄

　然 输电线路覆冰校核，获得专利 2 项，发表论文 3 篇。

　22 王

　磊 输电线路覆冰校核获得专利 3 项，发表论文 5 篇。

　23 钱国超 输电线路覆冰校核获得专利 2 项。

　24 程志万 输电线路覆冰校核获得专利 2 项，发表论文 1 篇。

　25 黄修乾 地线融冰技术及融冰线路防雷技术研究，获得专利 1 项。

　26 彭

　晶 输电线路融冰技术研究获得专利 1 项。

　27 杨

　莉 输电线覆冰信息化技术研究获得专利 1 项。

　10 第四 完成单位

　昆明理工大学

　对本成果技术创新和应用的贡献：参加项目研究及重要技术路线制定。对创新点 2 做出重要贡献。（1）参加架空地线和复合光纤地线融冰技术的研究，提出了重覆冰区段融冰线路防雷效果评估及防雷措施。

　第五 完成单位

　云南电网有限责任公司生产技术部

　对本成果技术创新和应用的贡献：项目核心完成单位，提出项目总体技术路线，制定项目重大技术原则，组织项目成果推广应用。对创新点 1、4 做出重要贡献。（1）组织开发了云南电网覆冰预报预测系统。（2）组织创建了云南电网冰区及覆冰类型图。（3）组织构建电网规模化融冰管理应用体系并工程化应用。组织实施了融冰工程的推广应用。

　第六 完成单位

　云南电网有限责任公司电力调度控制中心

　对本成果技术创新和应用的贡献：主要解决了以下关键技术：制定项目重大技术原则，对创新点 1，4 做出重要贡献。（1）参加开发了云南电网覆冰预报预测系统。（2）提出多约束条件下的输电线路等风险度融冰优化调度方法。（3）参加构建电网规模化融冰管理应用体系。

　第七 完成单位

　云南云开电气股份有限公司

　对本成果技术创新和应用的贡献：主要负责融冰自动连接开关的设计、制造、工厂试验、产业化及推广应用，对项目创新点 3 做出重要贡献。（1）共同研制了融冰自动连接开关。（2）负责融冰自动连接开关制造。（3）实现了融冰自动连接开关产业化和推广应用。

　第八 完成单位

　南方电网科学研究院有限责任公司

　对本成果技术创新和应用的贡献：

　主要完成的主要工作及创新点有：

　参加了项目研究工作。对创新点 2、3 做出了重要贡献。（1）共同揭示了复合光纤地线温度与融冰电流关系，发明了架空地线和复合光纤地线融冰技术，组织地线绝缘子、光纤接续装置和地线融冰状态监测装置的研发。（2）共同发明并组织研制了适用于高海拔的可控电流源融冰装置和导地线与融冰系统自动连接的配套设备，实现导地线融冰过程全自动操作。（3）制定了电网融冰国家标准和行业标准。

　第九 完成单位

　南京南瑞继保电气有限公司

　对本成果技术创新和应用的贡献：主要负责高原型融冰装置的设计、制造、工厂试验、产业化及推广应用，对项目创新点 3 做出重要贡献。（1）共同发明并组织研制了适用于高海拔的可控电流源融冰装置和导地线与融冰系统自动连接的配套设备，实现导地线融冰过程全自动操作。（2）负责可同时满足导地线晶闸管 6 脉动、12 脉动及 IGBT 型融冰装置的设计、制造和工厂试验。（3）实现了可控电流源融冰装置产业化和推广应用。（4）共同制定了电网融冰国家标准和行业标准。

　获得知识产权 及 曾获奖励 情况：

　本成果获授权专利 41 项，登记软件著作权 3 项，制定国家标准 3 项、行业标准 2 项，

　11 发表学术论文 30 篇。

　典型知识产权如下：

　序号 名称 授权号 授权日期 类型 国家 1 Multi-functional direct current ice melting automatic switching circuit and switching method thereof US9972988B2 2018/5/18 发明 美国 2 一种输电线路覆冰有无判别和覆冰厚度预报方法

　ZL201510034050 .6 2018.02.13 发明 中国 3 一种基于环境因子及地理特征的输电线路路径规划方法 ZL201510035180 .1 2018.04.27 发明 中国 4 一种覆冰输电线路应力监测系统 ZL201410741397 .X 2017.03.08 发明 中国 5 架空地线及 OPGW 光缆单级大地回路直流融冰方法 ZL201210064756.3 2015.06.24 发明 中国 6 直流融冰装置实现融冰功能的控制保护方法 ZL201210122734.8 2016.03.02 发明 中国 7 一种 12 脉动晶闸管换流阀组的结构变换配置方法 ZL201210168879.1 2013.12.18 发明 中国 8 一种输电线路等值覆冰厚度监测装置及系统 ZL201710242568 .8

　2019-02-15 发明 中国 9 一种基于知识库的电力设备辅助决策智能化方法

　ZL201310638802 .0

　2017-01-11 发明 中国 10 一种带专用换流变压器直流融冰装置的设计方法

　ZL201210018908.6

　2015-08-19 发明 中国 11 一种基于层次区域潮流通道的中压配电网可靠性评估方法

　ZL201310484520.X

　 2016-06-29 发明 中国 12 一种多功能直流融冰自动转换电路 ZL201110353317.X

　2014-10-01 发 中

　12 及其转换方法 明 国 13 直流融冰的主回路设置方法 ZL200910025721.7

　 2011-01-26 发明 中国 14 一种不带专用换流变压器直流融冰装置的设计方法 ZL201210019459.7

　2015-04-15 发明 中国 15 一种判断换流桥控制脉冲电缆接反的方法 ZL201210277878.0 2015/5/6 发明 中国 16 一种判断换流桥交流进线相序接错的方法 ZL201210278025.9

　 2017-04-12 发明 中国 17 一种基于有限元数据库的零值绝缘子检测方法 ZL201210458056.2

　 2015-09-02 发明 中国 18 一种输电线路分布式覆冰监测方法 ZL201410727795.6

　2016-04-06 发明 中国 19 一种架空地线和复合光纤地线直流融冰系统的启动方法 ZL201310200739.2

　2016-01-20 发明 中国 20 一种带专用整流变压器的直流融冰装置及其保护方法 ZL201010140060.5

　2012-09-26 发明 中国 21 一种架空地线和复合光纤地线的直流融冰方法 ZL201110221089.0

　2013-06-12 发明 中国 22 直流融冰三相交流线路自动切换的方法 ZL200910025722.1

　 2011-11-23 发明 中国 23 一种不带专用整流变压器的直流融冰装置及其保护方法 ZL201010140086.X 2010.11.10 发明 中国 24 一种直流融冰装置的系统调试方法 ZL201010140101.0 2013.02.20 发明 中国

　13 科技进步奖推荐项目公 示 （三）

　 项目名称：配电变压器质量提升关键技术与检测优化研究 ：

　主要完成人：钱国超 杨宏伟 邹德旭 徐肖伟 彭庆军 刘轩东 何东升 文学 周伟 张曦 杜林 阮江军

　主要完成单位：云南电网有限责任公司电力科学研究院、云南变压器电气股份有限公司、云南通变电器有限公司、西安交通大学、重庆大学、国家中低压输配电设备质量监督检验中心、武汉大学 提名 单位：云南电网有限责任公司

　项目 简介：

　本项目属于变电与配电领域配。配电变压器作为配电网的核心部件，其性能直接关乎配网系统的安全稳定运行。据统计，截止 2018 年 12 月仅云网范围配变台数达 3 万多台，通过对在运配变故障原因及南网配变抽检结果综合分析发现配变存在的突出质量问题主要集中在抗短路性能薄弱、容量虚标和绕组材质不实三个方面。目前抗短路能力提升研究主要集中于电力变压器，配变研究主要集中于智能化、新材料和新工艺；容量检测主要通过标准温升等方式开展，存在耗时长现场受限等问题；绕组材质检测除吊罩拆解外，采用的电阻温度系数、体积容量比和 X 射线等方法主要停留在理论或实验室研究阶段，离现场实际应用存在较大差距。因此，亟需开展配变抗短路能力提升关键技术与质量关键参数检测优化研究。

　项目分别从典型结构配变短路动态力、热场仿真技术、基于真实配变短路测试的短路性能提升关键措施、基于阻抗及温升校核的容量检测技术和基于热电效应和反推演算的绕组材质鉴别技术四个方面开展了系统研究。主要创新点如下：（1）提出负载条件下多物理场中配变绕组热点 GS-SVR 反演分析方法，结合短路动态受力仿真技术，剖析了三种典型结构配变的工艺薄弱点，揭示了配变内部故障规律和影响因素；（2）基于配变真型短路试验，揭示了配变结构、材料、工艺与抗短路能力的关联机制，提出了提升配变抗短路能力的优化方案；（3）提出基于短路阻抗与温升校核相结合的配变容量检测方法和降低施加损耗的配变温升快速检测方法，解决了配变容量精确检测和现场温升快速检测的难题；（4）提出了基于热电效应和反推演算技术的配变绕组材质鉴别技术，揭示了配变绕组材质电势值与热电效应的关系，开发了便携式热电效应材质检测装置及反演反推演算分析软件，解决了配变绕组材质现场无损检测难的问题。

　项目研究过程中，发布国家标准 1 项，中电联团体标准 1 项，南方电网技术规范书 1份；申请专利 19 项，其中发明授权 6 项，实用新型授权 13 项；申请软件著作权 1 项；发表论文 13 篇；研发装置 2 套。

　14 本项目研究成果在云变、通变、广东粤特和赛为等变压器制造企业和云南、广东、贵州、河南、重庆等 9 个省份 700 余台配变上开展检测应用，有力提升相关制造企业配变质量水平、质检中心和用户的检测水平，具有较好的经济效益和社会效益。

　完成 人及 完成 单位对项目的贡献情况（推广应用情况）：

　序号 完成人 贡献情况 1 钱国超 项目研发总负责人，提出项目总体技术路线，提出研发技术方案，提出测试方案，协调解决项目研发中出现的重大技术问题。提出负载条件下多物理场中配变绕组热点 GS-SVR 反演分析方法，建立负载运行条件下的变压器温度分布和流速分布仿真模型；通过研究不同负载条件下的配电变压器的温升试验、不同阶段输入不同功率和持续不同时间对温升结果的影响，提出改进优化的配电变压器现场温升检测方法。对专利《一种模拟绕组短路状态的配电变压器》、《一种配电变压器档位可视装置》《一种快速测量变压器三角形接线方式绕组直流电阻的方法》有突出贡献，编写论文《35kV-Dy 型联结站用变压器总烃升高故障诊断分析》。

　2 杨宏伟 负责实现研发技术方案及测试方案，提供真型配变结构性能参数进行短路动态受力仿真，参与分析三种典型结构配变的工艺薄弱点，归纳配变内部故障规律和影响因素，奠定配变设计和工艺改进的理论基础。其次进行基于配变真型短路试验，验证了配变结构、材料、工艺与抗短路能力的关联机制，应用提升配变抗短路能力的系统解决方案强化产品抗短路能力，提升了企业经济效益，发展了配变抗短路性能设计方法和制造工艺。产生专利 1 项。

　3 邹德旭 负责研究基于短路测试的配变薄弱点分析和基于短路测试的配变短路性能提升关键措施，给出了“层压木/半层木半环氧板+拉螺杆+非独立垫块+无纬带+铜排间层间绝缘+浸漆+低压铜排底部夹件+铁心夹件加强筋”的经典工艺范例，并通过了 4 台不同结构型式的配变试验验证，通过率 100%。研究成果修编入南方电网 10kV 配电变压器技术规范书。对专利《一种快速测量变压器三角形接线方式绕组直流电阻的方法》、《一种模拟绕组短路状态的配电变压器》有突出贡献。

　4 徐肖伟 在本项目中对反推演算法的算法推导、算法建立以及实施给予了技术支持。负责提供真型配变结构性能参数进行短路动态受力仿真，参与分析三种典型结构配变的工艺薄弱点，归纳配变内部故障规律和影响因素，奠定配变设计和工艺改进的理论基础。其主要参与完成的专利《一种快速测量变压

　15 器三角形接线方式绕组直流电阻的方法》为本项目的主要知识产权。

　5 彭庆军 负责实现负载条件下多物理场中配变绕组热点 GS-SVR 反演分析方法，建立负载运行条件下的变压器温度分布和流速分布仿真模型，对其稳态升温结果进行反演运算，降低误差影响，并分析其绕组热点情况；结合不同结构配变的短路受力仿真，剖析了三种典型结构配变的工艺薄弱点，编写论文《基于有限元方法的变压器几何模型精细度对短路冲击计算的影响研究》 6 刘轩东 负责反推演算法的建立、算法优化以及检测实施方面的工作。，其主要参与完成的科技论文《基于遗传算法的配电变压器绕组材质检测方法研究》、软件著作《一款基于遗传算法的变压器绕组材质检测软件》为本项目的主要知识产权。

　7 何东升 负责项目推广应用，开展了提升配变短路性能的关键措施应用和配变绕组材质检测，证明了关键措施材质和检测技术的有效性。《电力变压器短路承受能力试验相电流精确测量方法》为本项目的主要知识产权。

　8 文学 进行基于配变真型短路试验，验证了配变结构、材料、工艺与抗短路能力的关联机制，应用提升配变抗短路能力的系统解决方案强化产品抗短路能力，提升了企业经济效益，发展了配变抗短路性能设计方法和制造工艺。

　9 周伟 在本项目中对配电变压器绕组热电势值与材质的关系的推导、热电效应检测装置的开发给予技术指导。

　10 张曦 研究了短路阻抗与容量的关系，提出了基于短路阻抗及温升的容量检测评估策略。研究成果形成国家标准 GB/T 35710-2017《35kV 及以下电压等级电力变压器容量评估导则》发布。

　11 杜林 负责配电变压器绕组热电效应的理论推导、模型仿真、判据优化、装置开发方面的研究。

　其主要参与完成的科技论文《基于热电效应的变压器绕组材质鉴别方法》为本项目的主要知识产权。

　12 阮江军 提出负载条件下多物理场中配变绕组热点 GS-SVR 反演分析方法，建立负载运行条件下的变压器温度分布和流速分布仿真模型，剖析出三种典型结构配变的工艺薄弱点。其主要参与完成的科技论文《基于流线和 SVR 的变压器热点温度反演方法》为本项目的主要知识产权。

　第一 完成单位

　云南电网有限责任公司 电力科学研究院

　对本成果技术创新和应用的贡献：云南电网有限责任公司电力科学研究院主持开展了本项目的研究及应用工作。提出了项目总体技术路线，对所有 4 个创新点均有巨大贡献。具体表现为：（1）提出负载条件下多物理场中配变绕组热点 GS-SVR 反演分析方法，建立负载运

　16 行条件下的变压器温度分布和流速分布仿真模型，剖析出三种典型结构配变的工艺薄弱点。（2）给出了“层压木/半层木半环氧板+拉螺杆+非独立垫块+无纬带+铜排间层间绝缘+浸漆+低压铜排底部夹件+铁心夹件加强筋”的经典工艺范例，并通过了 4 台不同结构型式的配变试验验证，通过率 100%。研究成果修编入南方电网 10kV 配电变压器技术规范书。（3）提出了基于短路阻抗及温升的容量检测评估策略，研究成果形成国家标准 GB/T 35710-2017《35kV 及以下电压等级电力变压器容量评估导则》发布。（4）提出了基于热电效应和反推演算技术的配变绕组材质鉴别技术并确定一种配电变压器绕组材质鉴别的策略，即对500kVA 以下配变优先使用热电效应法，500kVA 及以上配变优先使用反推演算法；当热电势值处于 50μV~120μV 区间时，采用反推演算法作为补充，提高了配变绕组材质无损鉴别的快速性及可靠性。

　第二 完成单位 云南变压器电气股份有限公司 对本成果技术创新和应用的贡献：云南变压器电气股份有限公司对创新点 1、2 有显著贡献。具体为：（1）提供真型配变结构性能参数进行短路动态受力仿真，参与分析三种典型结构配变的工艺薄弱点，归纳配变内部故障规律和影响因素，奠定配变设计和工艺改进的理论基础。（2）其次进行基于配变真型短路试验，验证了配变结构、材料、工艺与抗短路能力的关联机制，应用提升配变抗短路能力的系统解决方案强化产品抗短路能力，提升了企业经济效益，发展了配变抗短路性能设计方法和制造工艺。

　第 三 完成单位

　云南通变电器有限公司

　对本成果技术创新和应用的贡献：云南通变电器有限公司对项目创新点 2、3 有显著贡献，具体为：（1）制造系列真型配变，验证配变结构、材料、工艺与抗短路能力的关联机制，自 2016 年开始应用提升配变抗短路能力的系统解决方案强化产品抗短路能力，提升了企业经济效益，推进了配变抗短路性能设计方法和制造工艺的发展。（2）进行不同负载条件下的配电变压器的温升试验、提供不同阶段输入不同功率和持续不同时间对温升结果的影响，提出改进优化的配电变压器现场温升检测方法的建议。

　第四 完成单位

　西安交通大学

　对本成果技术创新和应用的贡献：负责反推演算法的建立、算法优化以及检测实施方面的工作。对项目创新点 4 有显著贡献其主要参与完成的科技论文《基于遗传算法的配电变压器绕组材质检测方法研究》、软件著作《一款基于遗传算法的变压器绕组材质检测软件》为本项目的主要知识产权。

　 第五完成单位

　重庆大学

　对本成果技术创新和应用的贡献：重庆大学对项目理论研究起到重要支撑，对创新点 4贡献巨大，具体表现为：提出了基于热电效应和反推演算技术的配变绕组材质鉴别技术并确定一种配电变压器绕组材质鉴别的策略《基于热电效应的变压器绕组材质鉴别方法》为本项目的主要知识产权。

　17 第 六 完成单位

　国家中低压输配电设备质量监督检验中心

　对本成果技术创新和应用的贡献：负责项目推广应用，具体表现为：开展了提升配变短路性能的关键措施应用和配变绕组材质检测，证明了关键措施材质和检测技术的有效性。

　《电力变压器短路承受能力试验相电流精确测量方法》为本项目的主要知识产权。

　第 七 完成单位

　武汉大学

　对本成果技术创新和应用的贡献：对创新点 1 作出贡献。具体表现为：提出负载条件下多物理场中配变绕组热点 GS-SVR 反演分析方法，建立负载运行条件下的变压器温度分布和流速分布仿真模型，剖析出三种典型结构配变的工艺薄弱点。

　获得知识产权 及 曾获奖励 情况：发布国家标准 1 项，中电联团体标准 1 项，完善南方电网技术规范 1 份；授权专利 19 项，其中发明 6 项，实用新型 13 项；授权软件著作 1 项；发表13 篇文章，其中 SCI 1 篇、EI 2 篇、中文核心 5 篇。

　2018 年获得云南电网有限责任公司科技进步二等奖。典型知识产权如下：

　序号 名称 类型 申请号 状态 1 一种模拟绕组短路状态的配电变压器 发明 201710239363.4

　有效 2 一种配电变压器档位可视装置 发明 201611040479.7

　有效 3 一种快速测量变压器三角形接线方式绕组直流电阻的方法 发明 201310068336.7 有效 4 基于热电效应的变压器绕组材质鉴别方法 发明 201510598390.1 有效 5 一种基于容量体积比的铜铝绕组变压器甄别方法 发明 201510371580.X 有效 6 基于声速的变压器绕组材质鉴别方法 发明 201510600447.7 有效 7 一种新型变压器接线端子加热装置 实用新型 201621267277.1

　有效 8 一种变压器的绕组检测加热装置 实用新型 201720719062.7 有效 9 一种模拟绕组短路状态的配电变压器 实用新型 201720384522.5 有效 10 一种线圈电动力模拟试验装置 实用新型 201520962658.0

　有效 11 一种变压器绕组分接头加强连接件 实用新型 201621261085.X 有效 12 一种基于玻璃纤维带缠绕的配电变压器 实用新型 201720599129.8 有效 13 一种配电变压器档位可视装置 实用新型 201621262761.5 有效 14 一种配电变压器过负荷报警装置 实用新型 201621268765.4

　有效 15 一种绕组受力可调的试验变压器 实用新型 201621262119.7

　有效

　18 16 一种温度可调的油纸绝缘放电实验装置 实用新型 201720384557.9

　有效 17 一种移动式配变检测中心 实用新型 201420697048.8 有效 18 共箱式隔离变压器 实用新型 201420697048.8 有效 19 一种新型变压器接线端子加热装置 实用新型 201621267277.1 有效 20 一款基于遗传算法的变压器绕组材质检测软件 软件著作 2016SR009501 有效 21 35kV 及以下电压等级电力变压器容量评估导则 国家标准 GB/T 35710-2017 有效 22 配电变压器绕组材质的热电效应法检测导则 中电联标准 T/CEC 227-2019 有效

　19 科技进步奖推荐项目公 示 （四）

　 ：

　项目名称：基于陷阱电荷量和饱和吸湿介损的复合绝缘子硅橡胶伞套材料老化状态评估方法及应用 主要完成人：马仪、屠幼萍、王璁、彭庆军、周仿荣、王跃辉、周兴梅、郭新良、袁之康、何运华、黄然 主要完成单位：云南电网有限责任公司电力科学研究院、华北电力大学、广州市迈克林电力有限公司、重庆普尔斯科技有限责任公司 提名 单位：云南电网有限责任公司 项目 简介：本项目属于输电线路复合绝缘子检测技术领域。全国在运复合绝缘子有 700 多万支，云南有 7 万多支，无论是全国范围还是云南，10 年以上占比超过 50%，老化问题在未来几年将变的极为突出，解决这一问题的关键是复合绝缘子状态评估和寿命预测。目前已有的复合绝缘子伞裙老化状态评估方法包括外观检查、憎水性测试、硬度测试等，其中外观检查和憎水性测试受主观因素影响较大，而硬度测试对于材料的老化并不敏感，难以实现复合绝缘子老化状态的准确有效判断，更无从谈寿命预测。本项目基于复合绝缘子材料本征特性，从机理分析、检测技术、装置研发、智能评估和工程应用等方面出发，着力解决复合绝缘子老化状态精细评估及寿命预测难的问题。主要创新内容如下：

　(1)提出了基于陷阱电荷量的复合绝缘子硅橡胶伞套材料老化状态评估及分级方法，研究了用于复合绝缘子硅橡胶伞套材料陷阱电荷量特性测试技术，实现了基于陷阱电荷量的老化状态分级评估。

　(2)提出了复合绝缘子硅橡胶伞套材料饱和吸湿介质损耗因数测试方法和老化状态的分级方法，实现了基于饱和吸湿介质损耗因数的老化状态评估。

　(3)建立了基于陷阱电荷量特性及饱和吸湿介电特性的复合绝缘子硅橡胶伞套材料老化状态评估系统，实现了多环境因素(如污秽、湿度、紫外、电场强度)耦合作用下的复合绝缘子硅橡胶伞套材料老化状态评估和寿命预测。项目成果已应用于云南电网公司昆明局、曲靖局、昭通局等 10 余家供电局和山东泰开电器绝缘有限公司、淄博京泰电力科技有限公司、广州市迈克林电力有限公司等多家设备制造厂商，创造经济效益 4100 万元。

　项目经中国南方电网组织鉴定，一致认为:成果整体达到国际领先水平，对促进行业发展具有重大推进意义，具有显著的经济和社会效益。

　完成人及完成单位对项目的贡献情况（推广应用情况）：本项目建立了复合绝缘子硅橡胶伞套材料老化状态评估和寿命预测，利用特征参量陷阱电荷量和饱和吸湿介质损耗因数实现了多环境因素(如污秽、湿度、紫外、电场强度)耦合作用下的复合绝缘子硅橡胶伞套材料老化状态评估和寿命预测。基于本项目的研究成果编写了云南省地方标准一项《高海拔复

　20 合绝缘子陷阱电荷量和陷阱能级的热刺激电流测试方法》1 项。本项目成果应用于云南电网公司昆明局、曲靖局、昭通局等多个供电局，为云南地区输电线路复合绝缘子的运维检修提供指导。云南电网有限责任公司昆明供电局采用本项目提出的基于空间电荷和饱和吸湿介质损耗的复合绝缘子评估方法开展了普车线、宝晋线、晋阳线抽样的 220kV 复合绝缘子老化程度检测。测试效果良好。经本项目提出的复合绝缘子老化状态评估方法检测，虽然普车线和宝...