电力设备与电气绝缘国家重点实验室

简介

电气绝缘研究方面的理论基础研究始终处于国际领先地位。对“电介质物理”基础理论问题和特殊现象的认识和理解是实验室始终不断探索的课题，如电压敏陶瓷材料缺陷结构及器件绝缘技术的研究成果就处于当前国际领先水平。该领域中世界范围内的大型国际会议在实验室开过两次，由电力设备与电气绝缘国家重点实验室担任主席，并作大会报告。

开关电器电弧物理过程是个非常短暂和复杂的瞬态过程，是个科研难题。实验室最早在国内从事该方面研究的，从一开始的学习跟踪，到创出自己的理论体系，在国际上独树一帜。

在一些重大应用项目的研究上，电力设备与电气绝缘国家重点实验室也取得了标志性成果，引领了学科技术发展方向。如“智能化电器”的研究前后历时15年，从最早概念的提出，到理论体系的建立再到技术应用，并且开发了一大批工业产品，形成了系统的和原创性研究成果。国家对重点实验室的评估意见认为该项成果“引领了国际上智能电器领域的技术发展方向”。

在特高压电力设备关键技术的研究与开发中，提出了特高压电力设备试验方法，拟定了一批重大电力装备国家试验和验收标准。以实验室为主制订的1000kV交流特高压输变电工程关键设备技术规范15项，已经用于我国第一条1000kV特高压输电线路建设之中。制定的±800kV直流特高压输变电工程设备技术规范11项，已经用于国际上第一条±800kV直流特高压直流输电线路的建设之中。这些研究成果将解决我国特高压输变电工程发展中高电压与绝缘技术的瓶颈问题，提升我国电力设备关键绝缘部件的制造水平和国际竞争力。

在中国西北电网750kV输电工程电力设备电气绝缘关键技术研究中，制定了中国第一条750kV输电线路主要电力设备的技术规范标准和现场验收方法，这个成果已在世界上第一条高海拔750kV输变电示范工程中得到应用。

在2007年，科技部组织的评估中，专家给予了实验室高度评价。这些年实验室是如何不断提升科研队伍活力的？

在2003年的国家评估中，实验室的成绩并不理想。所以在2003年到2007年这个评估期，我们实施了管理体制与机制的改革，打破了过去实验室以课题组形式来进行科学研究的松散结构，构建了新的管理框架，实行“开放政策”，通过面向国内外公开招聘选拔，加大引进学术大师和优秀拔尖人才的力度。

实验室成立了研究部和公共技术服务部，聘请了国内著名的4位院士担任4个研究部主任；新一届学术委员会，负责实验室学术工作，积极参与重大项目的策划和青年学术带头人的培养；成立了由支撑学科中青年学术带头人组成的管理委员会，负责实验室重大事项的安排和决策；还成立了由资深老教授组成的顾问委员会，对实验室重大事项提供咨询和建议；另外，实验室聘任了专职行政副主任，制定实施了一系列规章制度，使得实验室的管理既规范又有条理。

其次就是注重策划组织重大项目及总结科技成果，组织大型的学术交流活动。实验室瞄准国家重大需求和国际学术前沿凝练创新团队，即鼓励自然凝聚，又适时采取任务管理方式汇聚队伍，逐步在实验室的平台上形成了若干跨学科研究小组和以项目争取和承担为纽带的攻关小组。

实验室承担了100多项国家任务，累积到款近亿元，科技成果在企业转化所形成新增利税已超过10亿元；取得了3项国家科技进步二等奖，9项省部级科技成果一等奖；主办了5次国际会议，87场学术报告会，邀请了一大批国内外有较大影响的知名专家学者到实验室访问交流。

在这个过程中，实验室一批年轻的同志经过锻炼，进入了国家杰出青年基金和教育部“新世纪优秀人才支持计划”的行列，成为实验室的骨干力量、学术带头人，这就是实验室科研活力的源泉。2100433B

一、实验室简介：

承担本国家重点实验室的电器智能化、新型电力设备和材料关键技术等几个重要方向的研究任务，也是整个实验室研究成果在苏州及周边应用和推广基地。苏州中心依托西安交通大学电气技术领域的科研、人才和教学优势，创建苏州电气技术领域的下属研究所和中心，搭建科研开发与服务、人才培养与引进的综合平台，广泛深入地开展与苏州企业的科技合作与交流，为苏州的电气行业提供技术服务和支撑。苏州中心从西安交大派出和海内外引进电气设计与制造技术、新型电气材料方面的专家，开展重点方向和密切结合苏州和江苏产业结构课题的研究，负责开展电气技术研发与应用推广等工作。

电力设备电气绝缘国家重点实验室苏州研究中心是专门从事智能化电器、电力系统自动化技术的理论研究和研究成果专业化工作。实验室建成包括数字仿真、物理模拟、工业样机的制造和完整的设计和研究体系，使之成为我国智能化电器、FACTS及HVDC领域经济、高效、领先的重要研究基地。实验室能够为社会提供符合国家标准和IEC标准的智能化电器产品的各项实验（包括研究性实验、摸底实验、出厂试验和型式实验），待实验室建成并获得国家实验室认可委认证后，可向社会及同行提供权威性的第三方实验/认证报告。为传统一次电气产品的数字化、智能化升级换代提供技术支持和服务。

二、电力设备电气绝缘国家重点实验室苏州研究中心研究项目：

（一）光电互感器

电磁式电流、电压互感器或电容式电压互感器，在高压、超高压电力工程的应用中，由于系统电压的增高，致使互感器的绝缘结构复杂、体积增加，造价也随之升高，同时电磁式电流互感器还存在着磁饱和、铁磁谐振、动态范围小等缺点，已难以满足电力系统的应用发展要求。因此，采用磁光、电光变换原理或由无铁芯线圈构成的新型电子式互感器应运而生，它具有抗电磁干扰、不饱和、测量范围大、体积小等优点，顺应电力设备的高可靠性、自动化和小型化要求。特别是随着GIS、H—GIS的普遍应用和特高压变电站的建设，电子式互感器在工程应用上的可行性研究已显得刻不容缓。电网改造及数字化自动化的需求，在未来的几年内，会在各种电网等级中大量安装和使用，由于电子式互感器的优点，电子式互感器将会全面代替传统的互感器。

(二) 新一代全数字化静止无功补偿器（SVC）控制保护系统

该项目是2008年江苏省科技支撑计划项目。新一代全数字化静止无功补偿器（SVC）控制保护系统是西安交通大学苏州研究院在西安交大现有技术的基础上自主研发的用于柔性交流输电系统中静止无功补偿器的二次控制保护系统。该系统以静止无功补偿器安装处的母线电压为补偿目标，依据控制保护系统内设定的调节控制策略控制静止无功补偿器的相控电抗器（TCR）上反并联晶闸管阀组的导通角来控制相控电抗器的输出电流，同时还辅以投切并联电容器的手段，从而达到控制静止无功补偿器无功输出补偿的目的，满足电网无功功率、稳定电网电压的要求。作为柔性交流输电装置的一种，静止无功功率补偿器(SVC)是一种既能解决我国无功短缺问题，改善电能质量，又在经济投入上比较符合我国国情的先进技术。该技术可广泛应用于冶金化工等企业、铁路牵引、城市二级变电站、远距离输电系统等。

（三）数字化变电站

由国际电工委员会提出的IEC61850系列标准将成为未来电力变电站和厂矿配电站的发展模式。与传统变电站相比，符合IEC61850标准的变电站才是真正意义上的全数字式变电站，全站设备将实现在过程层面上的完全的信息共享，将电力网络和电力元件作为一个大对象来设计全站的保护和自动化功能。这是变电站综合自动化技术的一次革命。从技术层面看，该项目是用一种全新的角度和方法来实现配用电系统的自动控制和安全运行。从应用对象上看，由于采用了更先进的技术，用户在使用上更加方便，产品的安全性、可靠性、可维护性更好，而且基本不会增加用户的任何投资，为用户提供了一种可向前兼容的全新的解决方案。 2100433B

2019年3月，被科技部在2018年工程领域和材料领域国家重点实验室评估结果为工程领域良好类实验室。

随着电力设备电压等级的提高、装机容量的增大，其运行可靠性要求越来越高，实验室在电力设备检测与诊断技术研究方面，重点开展大型电力设备绝缘老化规律与机理、在线监测与绝缘诊断技术等方面的研究，建立了电、热、机械应力多因子老化试验系统，采用了多种不同频带宽度的局部放电检测技术、声学和超声检测技术以及理化分析新技术综合评定电力设备绝缘老化状态，并在此基础上开发新型多功能在线监测系统与绝缘诊断技术，这方面的研究得到了国家自然科学基金委员会和国家电力公司的支持。

国家十分关注发展特高压输电技术，国家电力公司立项建设西北750kV输电工程。实验室同国内科研机构合作在特高压电力设备绝缘特性、特高压输电系统特性、特高压电磁效应等方面开展了研究工作，现正进行750kV输电工程关键技术的基础研究工作。