主要完成單位及創(chuàng)新推廣貢獻(xiàn)-重慶大學(xué)

1、國家技術(shù)發(fā)明獎一、項目名稱：大型電力變壓器智能化關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用二、推薦單位（專家）意見該項目在國內(nèi)外率先提出了大型電力變壓器智能化的體系架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了智能傳感器自適應(yīng)接入、網(wǎng)絡(luò)通訊與分布式計算，解決了變壓器信息感知、信號處理、 故障診斷等硬件的一體化技術(shù)難題。提出了大型電力變壓器狀態(tài)信息的多種智能 感知方法，包括發(fā)明了局部放電超高頻智能傳感器、F46中空毛細(xì)纖維管及MQ 型氣體智能傳感器、繞組暫態(tài)電壓與套管絕緣參數(shù)集成智能傳感器等。 提出了基 于混沌振子濾波和最優(yōu)小波去噪的變壓器狀態(tài)監(jiān)測信息自適應(yīng)去噪新方法；提出了基于統(tǒng)計模型、狀態(tài)模型和壽命模型的大型電力變壓器健康指數(shù)評價模型。在國內(nèi)外率先提出

2、了基于熱點(diǎn)溫度估計、油紙水分平衡和油紙加速老化因子的電力 變壓器負(fù)荷調(diào)度輔助決策方法，實(shí)現(xiàn)了變壓器冷卻系統(tǒng)及在線濾油系統(tǒng)的智能化 運(yùn)行控制。項目成果整體具有國際領(lǐng)先水平。已在廣東、云南、重慶、河南、甘 肅、安徽、山西等20多個省市的200多個變電站（升壓站）使用約1300多 套。近三年，部分成果應(yīng)用單位新增產(chǎn)值約 10億元，新增利潤1.3億元，新增 稅收6000余萬元，同時，由于減少停電試驗每年可創(chuàng)造間接經(jīng)濟(jì)效益約30多億元。經(jīng)形式審查，該項目符合國家科學(xué)技術(shù)獎勵條例實(shí)施細(xì)則 規(guī)定的推薦資格條 件。特推薦該項目申報國家技術(shù)發(fā)明獎一等獎。、項目簡介本項目屬于電氣工程學(xué)科。智能電網(wǎng)對電力系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)

3、備智能化提出了新的要求。電力變壓器是變電站設(shè)備智能化最復(fù)雜和最具挑戰(zhàn)的課題，其關(guān)鍵技術(shù)主要包括狀態(tài)參量智能感知、 運(yùn)行狀態(tài)智能評估、運(yùn)行維護(hù)智能決策等方面。電力變壓器智能化對保障電力變 壓器良好的運(yùn)行狀態(tài)，支撐變壓器安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價 值。在國家973課題、國家自然科學(xué)基金、重慶市重大科技攻關(guān)項目的支持下， 本項目通過“產(chǎn)、學(xué)、研”合作，采用“應(yīng)用基礎(chǔ)研究與工程技術(shù)攻關(guān)”相結(jié)合 的方法，為解決目前高壓電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與診斷技術(shù)及產(chǎn)品存在的關(guān)鍵問題， 對電力變壓器智能化關(guān)鍵技術(shù)開展科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)。傳統(tǒng)的在線監(jiān)測與故障 診斷技術(shù)存在的問題主要體現(xiàn)在：（1）狀態(tài)監(jiān)測傳感系統(tǒng)智

4、能化水平較低， 無法 滿足變壓器智能監(jiān)測一體化設(shè)計的需要；（2）變壓器狀態(tài)信息多源、評估模型繁 多，缺乏兼顧多源信息的統(tǒng)一建模方法；（3）狀態(tài)評估與運(yùn)行控制相互孤立，評 估結(jié)果難以支撐變壓器智能運(yùn)行控制。本項目成果比傳統(tǒng)的變壓器狀態(tài)監(jiān)測與綜合評估系統(tǒng)具有更高的監(jiān)測靈敏 度和診斷準(zhǔn)確性，同時具有良好的硬件兼容和靈活的擴(kuò)展能力以及規(guī)范性，具有對變壓器智能化運(yùn)行輔助決策的能力。創(chuàng)新性成果主要體現(xiàn)在變壓器智能化架構(gòu)、智能感知方法、智能評估方法和運(yùn)行智能輔助決策 等四個方面：1、提出了電力變壓器智能化系統(tǒng)架構(gòu)。研制出一體化智能監(jiān)測裝置及其軟 件支持系統(tǒng)，建立了相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范，解決了電力變壓器的信息感知、

5、信號處理、 數(shù)據(jù)傳輸、故障診斷等軟硬件的一體化設(shè)計技術(shù)難題。2、提出了變壓器多狀態(tài)信息智能感知方法。發(fā)明了金屬摻雜納米氣體智能 傳感器、局部放電超高頻智能傳感器、繞組暫態(tài)電壓與套管絕緣參數(shù)集成智能傳 感器，構(gòu)成了多參數(shù)一體化智能傳感系統(tǒng)，提高了變壓器狀態(tài)監(jiān)測傳感器的智能 化和一體化水平。3、提出了應(yīng)用于變壓器狀態(tài)智能評估的關(guān)鍵技術(shù) ?；陔娏ψ儔浩骼@組熱 點(diǎn)溫度、油紙水分平衡建立了絕緣加速老化因子評估模型； 基于多參量信息關(guān)聯(lián)， 建立了變壓器剩余壽命多參量評估模型、 變壓器健康指數(shù)綜合評估模型。解決了 基于多源信息的變壓器狀態(tài)綜合評估的難題，為變壓器的運(yùn)行控制提供技術(shù)支 撐。4、提出了變壓器運(yùn)

6、行智能輔助決策方法。 基于油紙絕緣加速老化因子評估 模型，制定了變壓器冷卻系統(tǒng)、濾油系統(tǒng)的在線控制策略；進(jìn)一步結(jié)合剩余壽命及健康指數(shù)綜合評估模型，為變壓器的負(fù)荷調(diào)度策略制定提供了輔助四、客觀評價1,本項目技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著，獲教育部技術(shù)發(fā)明獎一等獎 1項、 重慶市科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎1項，授權(quán)國家發(fā)明專利16項，出版專著1部， 發(fā)表相關(guān)研究論文277篇，其中SCI收錄64篇、EI核心收錄213篇。2,本項目整體技術(shù)“大型電力變壓器智能化關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”通過了中國電機(jī) 工程學(xué)會組織的“科學(xué)技術(shù)成果鑒定”。鑒定意見：2、研究解決了大型電力變 壓器的信息智能感知、狀態(tài)智能評估及輔助決策等關(guān)鍵

7、技術(shù)問題， 成功研制出變 壓器智能化監(jiān)測及評估系統(tǒng)。3、成果的主要創(chuàng)新有：（1）提出了變壓器智能化 構(gòu)架，實(shí)現(xiàn)了變壓器信息感知、數(shù)據(jù)傳輸、信號處理、狀態(tài)評估等軟硬件一體化 設(shè)計。（2）發(fā)明了 F46中空毛細(xì)纖維管油氣分離技術(shù)、MQ型氣體智能傳感器、 三階Hilbert分型天線局放超高頻智能傳感器、繞組暫態(tài)電壓與套管絕緣參數(shù)集 成智能傳感器。（3）提出了基于混沌振子濾波和最優(yōu)小波去噪的變壓器狀態(tài)監(jiān)測 信息自適應(yīng)去噪新方法，提高了感知信息的信噪比與可靠性； 基于統(tǒng)計模型、狀 態(tài)模型和壽命模型，建立了變壓器健康指數(shù)評價模型，實(shí)現(xiàn)了基于多源信息的變 壓器狀態(tài)綜合評估。（4）提出了基于熱點(diǎn)溫度和變壓器油

8、紙絕緣老化因子的評估 方法，實(shí)現(xiàn)了變壓器冷卻系統(tǒng)的智能化運(yùn)行控制。4、研制出的智能監(jiān)測及評估裝置在110-500kV 電壓等級變壓器上得到了廣泛應(yīng)用， 獲得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益 和社會效益。鑒定委員會認(rèn)為：項目研究取得的氣體智能傳感器、熱點(diǎn)溫度和變壓器油紙絕緣老化因子的評估方法、智能化構(gòu)架及輔助決策等大型電力變壓器智 能化關(guān)鍵技術(shù)成果達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。3 .重慶市科技攻關(guān)計劃重大項目自診斷電力變壓器關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化驗收 結(jié)題意見：研制成功了自診斷電力變壓器、，制訂了相關(guān)技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)， 實(shí)現(xiàn)了 110kV、220kV的自診斷型高壓電氣設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化，形成了具有自主知 識產(chǎn)權(quán)的自診斷高壓電氣設(shè)備的工

9、程技術(shù)體系。解決了監(jiān)測單元小型化及監(jiān)測靈敏度等關(guān)鍵技術(shù)問題，進(jìn)行了油中溶解氣體、局部放電、鐵芯接地電流等監(jiān) 測單元與變壓器的一體化設(shè)計，形成了自診斷型電力變壓器制造工藝方案。 成功研制了電氣設(shè)備故障診斷、狀態(tài)檢修及管理專家系統(tǒng)；制訂了重慶市地方標(biāo) 準(zhǔn)自診斷型高壓電氣設(shè)備技術(shù)規(guī)范(DB50T293-2008 )。4 .本項目核心技術(shù)產(chǎn)品：“NS801變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置”、“NS802變壓器局部放電在線監(jiān)測裝置”和“NS8000電氣設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測與故障診斷分析系統(tǒng)”通過了中國電力企業(yè)聯(lián)合會組織的產(chǎn)品鑒定。鑒定委員會認(rèn)為：整體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，其中采用壓縮空氣現(xiàn)場制造載氣和采用 真

10、空脫氣油氣分離的氣象色譜技術(shù)、傳感器安裝復(fù)用技術(shù)、局部放電模式庫和識 別算法、相位幅值監(jiān)測技術(shù)等達(dá)到國際領(lǐng)先水平。5 .本項目核心技術(shù)產(chǎn)品已通過中國電力科學(xué)研究院等國內(nèi)權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)的檢 測，獲得“電力自動化產(chǎn)品型式檢驗合格”注冊備案證書。6 .標(biāo)準(zhǔn)制定工作1)本項目提出的有關(guān)變壓器絕緣老化方面判斷方面的研究成果被中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)油浸式變壓器絕緣老化判斷導(dǎo)則(DL/T 984-201X 報批稿，代替DL/T 984-2005 )所采納。2)作為主持單位，本項目有關(guān)變壓器智能化方面的研究成果已形成重慶市地方標(biāo)準(zhǔn)自診斷型高壓電氣設(shè)備技術(shù)規(guī)范(DB50T293-2008 )五、推廣應(yīng)用情況2

11、003年以來，本項目通過合作單位共同努力，完成了 “大型電力變壓器智能化關(guān)鍵技術(shù)”的相關(guān)研究工作，實(shí)現(xiàn)了變壓器智能化相關(guān)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化。部分應(yīng)用單位情況如下表所示。表：部分應(yīng)用單位情況應(yīng)用單位名稱應(yīng)用技木應(yīng)用的起止時間經(jīng)濟(jì)效益（力兀）產(chǎn)值利潤稅收江蘇國電南自海吉科 技有限公司整體技術(shù)2010年至今2465619671944公南電網(wǎng)后限貝任公 司整體技術(shù)2003年至今1850 02505830特變電工沈陽變壓器 集團(tuán)有限公司自動化 分公司整體技術(shù)2010年至今1330 045051243重慶南瑞博瑞變壓器 有限公司整體技術(shù)2008年至今2413 01086896國網(wǎng)甘肅省電力公司 電力科學(xué)研究院整

12、體技術(shù)2011年至今98001900580公南電網(wǎng)后限貝任公 司電力科學(xué)研究院整體技術(shù)2003年至今事故處理報告4南電網(wǎng)后限貝任公 司昆明供電局部分技術(shù)2003年至今54008102794南電網(wǎng)后限貝任公 司玉溪供電局部分技術(shù)2010年至今68001020354）東電網(wǎng)公司珠海供 電局部分技術(shù)2011年至今2012年前的應(yīng)用證明山西地方電力電網(wǎng)有 限公司部分技術(shù)2009年至今2013年前的應(yīng)用證明重慶市電力公司電力 科學(xué)研究院部分技術(shù)2007年至今2012年前的應(yīng)用證明河南電力試驗研究院部分技術(shù)2008年至今2012年前的應(yīng)用證明河南省電力公司濟(jì)源 供電公司部分技術(shù)2011年至今提供使用報告山

13、東達(dá)馳電氣有限公 司部分技術(shù)2011年至今提供運(yùn)行報告本項目產(chǎn)品已在廣東、云南、甘肅、安徽、山西等 20多個省市的200多個 變電站（含發(fā)電廠升壓站）安裝使用約 1300多套。部分提供應(yīng)用證明的單位， 2011年以來新增產(chǎn)值102586萬元，新增利潤13793萬元，新增稅收6126萬 元，直接經(jīng)濟(jì)效益顯著，因減少主變停電時間，每年可創(chuàng)造間接經(jīng)濟(jì)效益約30多億元。截至2014年底，僅云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司就已發(fā)現(xiàn)變壓器鐵芯故障、 套管故障、油色譜超標(biāo)等缺陷10余例，發(fā)現(xiàn)了及時避免了變壓器事故的發(fā)生， 保證了電網(wǎng)的安全運(yùn)行，經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著。六、主要知識產(chǎn)權(quán)證明目錄知識產(chǎn)權(quán)類別知識產(chǎn)權(quán)具體名稱授權(quán)

14、號或朝t號權(quán)利人發(fā)明人發(fā)明專利基于局部放電特征參事的油紙絕緣老化狀態(tài)評估方法ZL200810233096.0廖瑞金；楊麗君；周淙； 李劍;杜林；陳偉根；張 曉星；孫/新；汪口；周 天春；發(fā)明專利用于油氣自動分離的中空纖維透氣膜的制備方法ZL200810069293.3陳偉根；土有兀；杜林廖瑞金；陳明英；李劍；孫才新；唐炬發(fā)明專利電力變壓器絕緣在線監(jiān)測用傳感器安裝裝置ZL200810069340.4士有兀；陳偉根；杜林廖瑞金；陳明英；李劍；孫才新；唐炬；發(fā)明專利局部放電超高頻檢測分形天線及其制備方法CN101557035B李劍；杜林；士有兀；廖瑞金；陳偉根；唐炬;張曉星周淙發(fā)明專利變壓器繞組溫度

15、分布特性多通道溫度采集系統(tǒng)CN102023059B陳偉根；李劍；士后元;杜林；唐炬;奚紅娟;蘇小平發(fā)明專利變壓器油紙絕緣電熱老化試驗及局部放一體化檢測裝置CN101408579B周淙;廖瑞金；楊麗君;土有兀；杜林；張曉星;李劍;孫/新；周天春；發(fā)明專利檢測變壓器繞組形變的ZL200910191463.X李劍；杜林廖瑞金；脈沖響應(yīng)分析測試裝置土有兀；陳偉根；唐及方法炬;張曉星夏琦軼；發(fā)明專利超高頻局部放電監(jiān)測采ZL201010157377.X杜林；李劍；土有兀；集方法、裝置和系統(tǒng)唐炬;張曉星；姚陳果;米彥；顏涼欽計算機(jī)軟南自海吉NS800I電力2013SR001190江蘇國電南李志軍；唐平;賀楓

16、；件著作權(quán)設(shè)備智能綜合處理裝置自海吉科技胡錮;陳果;宋起振；軟件V1.0有限公司朱清華；盧應(yīng)強(qiáng)七、主要完成人情況廖瑞金，李劍，陳偉根，王耀龍，李金忠，謝志迅第1完成人：廖瑞金，教授，副校長，工作單位：重慶大學(xué)，完成單位：重慶大學(xué)。在 項目中負(fù)責(zé)研究總體方案、 制定技術(shù)路線定和協(xié)調(diào)項目順利完成；在該項目研究中投入的工作量占本人總工作量的80%。其創(chuàng)造性貢獻(xiàn)主要有：建立電力變壓器多參數(shù)一體化監(jiān)測方 案及智能化電力變壓器標(biāo)準(zhǔn)； 提出了變壓器絕緣老化狀態(tài)的局部放電特征量及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與證 據(jù)理論的融合的變壓器診斷方法，提出了基于集對分析法的變壓器絕緣狀態(tài)評估策略。第2完成人：李劍，教授，電氣工程學(xué)院副院長

17、，工作單位：重慶大學(xué)，完成單位：重 慶大學(xué)。在項目中負(fù)責(zé)協(xié)助項目研究總體方案、制定技術(shù)路線、協(xié)調(diào)項目完成；在該項目研究中投入的工作量占本人總工作量的80%。其創(chuàng)造性貢獻(xiàn)主要有：開展了超高頻 Hilbert分形天線研究，提出了自適應(yīng)最優(yōu)小波的故障信號分層去噪方法及局部放電超高頻信號多尺度網(wǎng)格維數(shù)的提取方法；提出了變壓器絕緣老化局部放電新特征量及模糊聚類老化診斷方法；提出了局部放電灰度圖像模式識別方法。第3完成人：陳偉根，教授，工作單位：重慶大學(xué)，完成單位：重慶大學(xué)。在項目中負(fù)責(zé)協(xié)助研究總體方案、 制定技術(shù)路線、協(xié)調(diào)項目完成；在該項目研究中投入的工作量占本人總工作量的80%。其創(chuàng)造性貢獻(xiàn)主要有：發(fā)

18、明油中溶解氣體高分子透氣膜及油氣自動分離中空纖維膜及一體化的傳感器接口單元、繞組變形分析測量方法、過電壓監(jiān)測傳感器及采集方法；協(xié)助建立電力變壓器多參數(shù)一體化監(jiān)測方案及智能化電力變壓器標(biāo)準(zhǔn)。第4完成人：王耀龍，高級工程師，安監(jiān)部主任，工作單位：云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司，完成單位：云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司。在項目研究中投入的工作量占本人總工作量的60%。其創(chuàng)造性貢獻(xiàn)主要有： 收集大量電力變壓器現(xiàn)場運(yùn)行維護(hù)數(shù)據(jù)，為建立變壓器絕緣狀態(tài)評估模型提供依據(jù)，負(fù)責(zé)本項目成果在云南電網(wǎng)的推廣應(yīng)用。第5完成人：李金忠，高級工程師，中國電科院高壓所變壓器室主任，工作單位：中國電力科學(xué)研究院，完成單位：中國電力科學(xué)研究院。 在項目研究中投入的工作量占本人總工作量的70%。其創(chuàng)造性貢獻(xiàn)主要有：其創(chuàng)造性貢獻(xiàn)有：收集大量電力變壓器現(xiàn)場運(yùn)行維護(hù)數(shù)據(jù)，為建立變壓器絕緣狀態(tài)評估模型提供依據(jù)，負(fù)責(zé)本項目成果的推廣應(yīng)用。第6完成人：謝志迅，高級工程師，自動化分公司總經(jīng)理，工作單位：特變電工沈陽變壓器集團(tuán)有限公司， 完成單位：特變電工沈陽變壓器集團(tuán)有限公司。在項目研究中投入的工作量占本人總工作量的60%。其創(chuàng)造性貢獻(xiàn)主要有：成功研制智能傳感器、采用