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湖北日報:湖北電科院4年研發成果迎來轉化首單

——新神器制服電壓“上躥下跳”
發布日期: 2021-05-26 信息來源: 湖北日報

幾十毫秒間,電壓驟降,對普通電器來說“毫無感覺”。然而,對一些精密產品生產線來說,卻不亞于一場災難——設備損壞、產品報廢。

現在,治理電壓暫降的“神器”來了。近日,國網湖北電科院與黃石相關企業簽訂“電壓暫降治理設備TPC-SC300”服務采購合同,金額150萬元。這意味著,湖北電科院歷時4年研發成功的電壓暫降治理科研成果走出實驗室,成為走向市場的商品。

自加壓力,揭榜中標

電網中,存在大量非線性擾動因素。如鋼鐵廠的軋鋼設備、電氣化鐵路運行、電閃雷擊等,都可能使供用電頻率及電壓發生偏差及畸變,導致電網中其他用戶遭遇電壓暫降等問題。

電壓暫降,是供電電壓快速跌落至額定值10%到90%又快速恢復的一種現象,持續時間僅以毫秒計,它不可避免且隨機出現無規律。對普通家用電器來說,幾乎感覺不到影響,頂多就是電燈“晃”一下,但是對于精密電子產品生產線來說,一次幾十毫秒的電壓暫降,足以使生產線“宕機”,甚至造成整條線上產品報廢。

2017年,國家電網公司對“現代工業園區電壓暫降影響關鍵因素及防治措施研究”項目實行揭榜掛帥,公開尋找攻堅者。經過幾輪競爭,湖北、江蘇、福建三省電力公司相關科研單位進入最終角逐。

“江蘇、福建經濟發達,在治理工業園區電壓暫降方面很有心得。”湖北電科院五級研究員、電網技術中心智網室主管丁凱說。此前,湖北電科院雖然進行了很多電能質量測試評估,有一定積累,但要拿下這個項目,技術上必須更勝一籌。

國家電網公司在發榜時要求故障切換時間5毫秒,暫降發生后需要保持電壓穩定1秒鐘。湖北電科院自我加壓,拿出了“切換時間3毫秒,電壓穩定60秒”的新標準,最終擊敗對手獲得項目。

高指標定下來容易,實現難。如何讓系統自動判斷是否發生電壓暫降?如何承受劇烈變化電流的強大沖擊?設備元件怎樣成本可控?擺在湖北電科院面前的難題一道接著一道。

“經過3年艱苦攻關,逐漸摸索出一套‘暫降波形點檢測方法’。在設備硬件方面,通過數十次大型試驗,解決了關鍵部件——‘絕緣柵雙極型晶體管’的耐久性和經濟性問題。”電網技術中心智能電網室的胡畔博士說。

由丁凱牽頭的研究團隊還催生了第一個由湖北主導并在IEC(國際電工委員會)正式立項的國際標準《劣質電能質量對電氣設備及電力系統影響評估》以及IEEE(電氣與電子工程師協會)國際標準《電壓暫降對現代工業敏感用戶經濟性評估》,奠定了湖北在電能質量研究領域的國內領先地位。

自研神器“熨平”電壓瞬間起伏

這項研究,對許多湖北企業而言,望眼欲穿。

近年來,我省包括黃石在內成長起一批芯片、光纖、集成電路等高新技術企業,他們對電能質量的要求很高。

“黃石當地鐵礦較多,因雷擊造成的電壓暫降時有發生,入駐當地開發區的企業受到困擾,迫切要求提高電能質量。”丁凱告訴記者。黃石供電公司接到企業的訴求后極為重視,將其作為優化營商環境的重要措施,尋求湖北電科院的支持。

去年初,研究團隊拿出了國內首套“并聯型電壓暫降治理裝置”。該裝置具有切換時間小于3毫秒,暫降補償深度100%、暫降補償時長1分鐘、運行效率100%等優點,能“熨平”瞬間起伏的電壓。

這套新裝置,率先在上達電子(黃石)公司試用。1年零1個月里,這套裝置為企業抵御了近20次電壓暫降,挽回經濟損失超過1600萬元。

企業頭疼的問題得到解決。一傳十、十傳百,湖北電科院的產品開始走紅。

“前段時間湖北雷雨頻繁,黃石有些企業的生產線又因雷電導致的電壓暫降而停擺,而用了治理裝置的生產線毫發無損。”胡畔介紹,這更加堅定了一些企業采購裝置的決心。

今年3月9日,黃石市經信局組織黃石供電公司、湖北電科院召開專題協調會議,達成了“一企一策”為黃石重點信息企業加裝電壓暫降治理裝置的意向。

此次簽訂的150萬元合同,就是為黃石“宏和電子窯爐電壓暫降治理項目”提供兩臺300千瓦治理裝置。宏和電子擁有世界最先進的玻纖紗窯爐(玻纖紗用于生產玻纖布,是印刷電路板的重要原料),對電壓波動很敏感。“有這兩臺裝置保護,只要能抵御一次電壓暫降,就可以挽回近百萬元的經濟損失。”黃石企業代表兼項目負責人柴鵬表示。

“實踐證明,鄂產裝置技術先進,性價比高,具有較大的推廣價值。”團隊負責人丁凱博士表示。據介紹,團隊正在研究將電壓暫降治理裝置與儲能設備結合起來,不僅幫助企業抵御電壓暫降,還可以通過低谷電價時段充電、高峰電價時段用電,為企業省錢、賺錢。

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