《百萬千瓦超大容量水電機組技術規范研究》等3項重要標準化科研專項研究取得階段性成果

文／機械工業北京電工技術經濟研究所 徐元鳳／

由中國電器工業協會牽頭承擔的3項目國家標準化質檢公益性行業科研專項 “百萬千瓦超大容量水電機組技術規范研究（項目編號：20091021202）”、“智能電工設備關鍵技術標準研究（項目編號：201010240）”和“支柱絕緣子和退火鋁導線等7項國際標準研究（項目編號：201110201）”于2014年1月17日通過國家質量監督檢驗檢疫總局科技司組織的項目驗收。驗收會專家聽取了各個項目的執行情況報告、項目研究報告、財務決算報告等介紹，認為各個項目都較好地完成了任務規定的各項研究內容及考核指標，項目經費使用合理，管理規范。現將各項目的主要研究和成果情況簡介如下。

一、百萬千瓦超大容量水電機組技術規范研究

1、項目主要研究內容

本項目針對“裝備業振興規劃”中關于大力發展“高效清潔發電”，“進一步提高70萬千瓦以上水電設備等技術裝備的性能質量”的要求，通過對百萬千瓦級水輪發電機組轉輪模型試驗、參數選擇、電磁、溫升計算、通風冷卻系統設計、結構設計、絕緣系統及新材料、新工藝等關鍵技術研究，主要針對百萬千瓦級水電機組前期調研工作、百萬千瓦級水電機組的相關試驗研究、5項國家標準草案研制及1項國際標準提案研究等4方面的關鍵技術開展研究工作。

2、項目取得的成果

項目通過研究1000MW級水輪發電機組技術研究形成了《1000MW級混流式水輪發電機組安裝技術導則》、《1000MW級水輪發電機技術導則》、《1000MW級水輪發電機試驗導則》、《1000MW級混流式水輪機技術導則》和《1000MW級混流式水輪機模型驗收試驗導則》5項國家標準草案并完成立項。提出了1項國際標準新工作項目建議，國際標準文件為4/282/NP《混流式水輪機壓力脈動從模型到原型機換算導則》。

3、項目產生的作用和效益

一是將為我國階段性工程建設提供指導性技術規范，也將為我國重大工程項目招標提供技術依據。我國的1000MW級水力發電工程項目，目前處于建設初期，本項目的研究成果，可為該工程項目建設提供技術規范，也可為我國重大工程項目招標提供技術依據；二是將推動水輪發電機相關新技術的發展。當單機容量達到1000MW級時，對水輪機組的技術、結構及材料提出了新的要求，這必將推動我國水輪機組相關的新技術、新結構、新材料等重大技術的研究步伐。三是將推進我國自主創新技術的發展。1000MW級水輪機組技術規范的研究屬國內首創、也是世界首列，通過該項目的研究，將促進我國在水力發電技術領域自主研發和自主創造能力的提升。

二、智能電工設備關鍵技術標準研究

1、項目主要研究內容

研究智能電工設備標準體系框架以及智能電力變壓器、高壓開關和控制設備、繼電保護設備等設備適應智能電網應用的要求，實現智能電工設備的通信標準化、測控數字化、狀態可視化、升級遠程化、組建模塊化和調試自動化要求。

2、項目取得的成果

（1）總體情況

——智能電工設備標準體系框架（草案稿）；

——5項國家標準：

1）20121197-Z-604《油浸式電力變壓器智能化技術條件》（征求意見稿）；2）GB/T 28811-2012《高壓開關設備和控制設備 基于IEC 61850的數字接口》；3）GB/T 28810-2012《高壓開關設備和控制設備 電子及其相關技術在開關設備和控制設備的輔助設備中的應用》；4）20130679-Z-604《智能保護測控設備技術要求》（征求意見稿）；5）20130680-Z-604《智能微電網保護設備技術要求》（征求意見稿）。

（2）成果說明

智能電工設備標準體系框架：涉及“基礎”、“發電”、“輸電”、“變電”、“配電”、“用電”、“通信”共7個領域。

油浸式電力變壓器智能化技術條件：搭建了基于IEC61850通訊接口要求的系統構成，描述測量、測控、監測、綜合診斷IED。

基于變電站自動化的高壓開關設備和控制設備數字接口技術：描述具有串行通信接口（滿足IEC 61850）的開關和控制設備的通信服務一致性分類、分合閘時間要求、設計與結構要求、相關試驗方法。

高壓開關設備和控制設備-電子及其相關技術在開關設備和控制設備的輔助設備中的應用：描述了關于電子裝置實現與開關設備直接相關的功能以及在間隔層或變電站層上將過程與保護及控制設備連接的途徑，以及變送器和執行器的接口要求、安裝和試驗要求。

智能保護測控設備技術要求：描述了整套設備的主要保護功能，包括自適應整定保護，在線自動監測、網絡化控制功能等，并確定了智能化變電站中變壓器、電抗器以及母線保護要求與試驗。

智能微電網保護設備技術要求：描述了整套設備的主要保護功能，包括孤島檢測功能等微電網特殊保護要求，并確定了分相電流差動保護、時間同步性能等要求和試驗。

3、項目產生的作用和效益

本項目按照智能電網中智能變電站領域專用智能電工設備開展技術與標準化研究，通過技術研發、改造升級、試驗檢測、在線與離線情況對比，制定出滿足傳統一次設備與二次設備相融合的智能化變壓器、高壓開關設備與控制設備、智能測控設備與微電網保護設備共4個技術領域的5項國家標準。

根據智能電網發展情況需求，制定出滿足我國電工行業轉型升級的智能電工設備標準體系框架，指導并支撐傳統電力裝備制造業開展相關智能化研究工作。

三、支柱絕緣子和退火鋁導線等7項國際標準研究

項目獲2011年國家質檢公益性行業科研項目支持，自2011年1月至2012年12月完成。項目由中國電器工業協會牽頭，中國電器工業協會標準化工作委員會、機械工業北京電工技術經濟研究所、西安電爐研究所、上海電纜研究所、西安高壓電器研究院、上海電器科學研究院、大連理工大學、國家絕緣子避雷器質量監督檢驗中心等10余家單位46名人員參與，涉及電氣安全、工業電熱設備、裸電線、電工電子設備機械結構、絕緣子、電力電容器等6個全國標準化技術委員會以及我國承擔的IEC/TC7 國際秘書處領域。

本項目是聯合集成，通過對我國6個不同領域的自主先進技術研究，推進實質性承擔國際標準制定，落實從國際標準提案NP、標準草案投票稿CDV、標準最終稿FDIS及國際標準完全采納等不同階段的推進成果，實現我國自主制定國際標準的目標。

1、項目主要研究內容如下：

（1）研究支撐IEC導則116的實施和可操作性，側重考慮如何推進IEC/ACOS下一步在相關產品TC建立風險評估標準體系，研究為指導IEC導則116的應用與實施操作，提出《電氣設備風險評估的通用示范方法》。

（2）對紅外加熱裝置存在的光污染做出防護與限定規定，研究分析各類電紅外加熱設備的功能特點，針對高溫紅外加熱設備不同類別產品，分別提出并定義合適的能效（熱效率）評定參數、研究開發出科學適宜的檢測方法。

（3）開展退火鋁導線國際標準、區域標準及相關技術比對，對退火鋁線技術參數與其生產技術、制造工藝和技術水平進行理論分析，并按照擬定的各項技術指標要求，進行相關的試驗驗證研究。

（4）針對電工電子器件結構領域，研究標準體系構架，使機械門鎖國際標準與現有國際標準形成關聯，并依據國家標準，對機械門鎖的技術要求、性能、試驗等進一步研究。

（5）開展電力電容器高壓無功補償裝置定額、性能及試驗的統一規則、裝置的分類、主接線和結構、裝置的參數選擇方法、保護方式、安全規則、安裝和運行導則等方面的研究。

（6）開展對支柱絕緣子的技術要求、性能、試驗方法和驗收準則的研究。

2、項目取得的成果

項目最終完成了《電子設備機械結構—機械門鎖安全要求》和《電力電容器 高壓無功補償裝置》國際標準提案NP；完成《工業電熱裝置—紅外電熱裝置的試驗方法》國際標準投票草案；完成《電熱裝置安全 第12部分：紅外電熱裝置的特殊要求》和《架空導線用鋁及鋁合金線》國際標準最終草案；完成《電氣設備風險評估示例》被IEC導則116完全采納。《標稱電壓高于1 000V系統用戶內和戶外棒形支柱瓷質芯體復合絕緣子--定義、試驗方法和接收準則》由于國際提案競爭的原因，未能采用我國提案。

3、項目產生的作用和效益

本項目充分利用我國承擔國際秘書處和國際組織中高層專家的地位,主導國際標準制定，在提升我國的國際標準話語權的同時，促進了基層標準化人員熟悉和掌握國際規則，積累參與國際活動的經驗，培養和提高國際標準化工作能力，具有重要的社會效益。