现有高固体含量涂料普遍存在施工挥发性有机化合物（VOC）排放量高于 550g/L、涂膜性能不好、产品中残留苯系等有毒有害物质 的问题，本团队利用己内酯与小分子多元醇反应生成杂多臂星形羟基聚酯，再与单缩水甘油醚对星形羟基树脂进行改性，制备高固低黏的羟基树脂与高固体含量涂料，其施工 VOC 低至 220g/L， 铅笔硬度高达 3H 和施工活化期长,成功解决了现有高固含涂料的关键技术难题。 

研发了基于生物质的一系列绿色环保无毒无害多功能的零 VOC 水性室内涂料，解决了现有室内涂料对室内空气的污染问题和对人体健康的威胁，同时，赋予了水性室内涂料隔热、防火、抗菌、防腐、导电、自清洁等一系列功能，实现了水性室内涂料的多功能化和智能化。 生物质绿色环保多功能涂料实现了纯水分散，不含任何有机溶剂，涂刷及使用全程不产生任何挥发性有机物 （VOC），优于市面上所有有机室内涂料；对于各种基底， 涂刷性和黏附性均优于商用涂料；从生物质废料出发，经过可工业化的处理方法，可以实现大规模生产，成本极低， 且可实现废物利用。 

海洋生物污染给海洋船舶运输带来诸多危害，现有海洋船舶防污涂料功能单一，而且自抛光涂料严重污染海洋生态环境、危及人类健康。研制环境友好型低表面能自抛光双重防污功能涂料用树脂关系到国家利益也牵涉到民生，具有重要意义。本项目以杂化聚合为方法支撑，制备了环境友好型自抛光防污涂料用树脂。主要解决的关键技术与创新点有： （1）“自抛光”和“防污”的实现 如何将自抛光和防污性能结合，是海洋防污涂料用树脂研究的热点。本项目中的自抛光主要是基于聚酯的可降解性实现的，而防污效果主要是基于

针对天然生漆成膜速度慢、成膜条件对温湿度苛刻、耐老化性能差和脆性大的问题，以环氧生漆作为复合涂料基质，将纳米氧化铝和纤维素纳米纤维作为增强剂，采用共混法与表面化学改性等技术制备了两种改性生漆纳米复合涂料，大大提高了生漆耐老化性、耐紫外线性、防潮性和力学性能，改善其柔韧性。 对于纳米氧化铝复合涂膜，总体来说，加入适量的改性纳米氧化铝的确使漆酚的性能更加优良，以达到保护木材表面的目的。在此次研究中，随着漆膜中纳米氧化铝含量增加，复合涂膜的硬度和抗冲击强度逐渐增加，同时漆膜的干燥时间越来越短，透光率逐渐减小，疏水性越来越强。但纳米氧化铝的量加入过多，则易在漆膜表面发生团聚现象，反而会影响复合涂膜的性能，影响其对木材的保护作用。加入纤维素纳米纤维有助于增强漆膜如抗冲击强度、内部致密性等部分性能，以达到有效防止木材表面划伤、改善木材各向异性的目的；但 CNF 本质较软，加入过多会给复合涂膜带来硬度降低等缺陷，这反而不利于复合涂膜保护木材表面。 分析生漆与改性漆和木材的结合机理，通过紫外老化实验，揭示改性漆的老化机制和对木材抗紫外老化的作用。复合涂膜宏观表面透亮光滑，微观表面平整，微观截面呈层状交织结构，木材表面光泽度得到提升，木材紫外抗老化性能得到有效提升。纳米氧化铝复合膜随纳米氧化铝含量的增加，拉伸强度和断裂伸长率减小，改性后随着改性基含量的增加，木材表面磨损率逐渐降低，其中纳米 氧化铝改性后磨损率最低，耐磨性能最优。纳米纤维素复合膜拉伸强度和断裂伸长率随着 CNF 含量的增加先增加后减小，涂敷纳米纤维素复合膜后木材吸湿系数及吸湿尺寸变化率最低。 项目发表了研究论文“一种生物基纳米复合膜的光谱学特性研究”，发明专利“一种基于生物酶预处理木质材料的方法”和调查报告“改性生漆基纳米复合涂料的制备及对木材性能影响的研究”。

（专利号：ZL 201410134705.2） 简介：本发明公开了一种具有光催化性能的防火涂料及其制备方法，属于防火涂料领域。该涂料包含基料、催化剂、成炭剂、发泡剂、填料、颜料、溶剂、分散剂、催干剂、助干剂以及纳米母液等；所述基料为磷酸二氢铝，催化剂为聚磷酸铵，成炭剂为季戊四醇，发泡剂为三聚氰胺，填料为超细矿渣粉，颜料为Cu-La/TiO2，溶剂为水，分散剂为BYK180高分子分散剂，催干剂为氧化铅，助干剂为锌粉，纳米母液为纳米SiO2母

本发明公开了一种大气窗口区域高发射的透明隔热涂料，该透明隔热涂料的主料由以下重量份的成分组成：聚合物乳液30～70份、纳米掺杂氧化物粉10～30份、大气窗口区高发射的纳米粉体2～30份、阴离子型分散剂1～10份、非离子型分散剂2～20份、消泡剂0.5～2份、增稠剂0～5份、成膜助剂1～2份、防冻剂1～2份、流平剂1～2份和蒸馏水5～20份。本发明还同时公开了上述透明隔热涂料的制备方法，包括将上述成分均匀搅拌后，用多功能助剂AMP-95调节pH至8.5～9.5，得大气窗口区域高发射的透明隔热涂料。该涂料在大气窗口区发射率较高，能实现有效散热。

本发明公开了一种海洋防污涂料用有机硅季铵盐改性聚氨酯树脂的制备方法，该方法首先由1,3-双[3-(1-甲氧基-2-羟基丙氧基)丙基]-四甲基二硅氧烷、γ-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、去离子水和十二烷基二甲基叔胺制备双羟基封端有机硅季铵盐，然后将制备的双羟基封端有机硅季铵盐、聚醚多元醇与二异氰酸酯在溶剂中混合并加入固化剂制备海洋防污涂料用有机硅季铵盐改性聚氨酯树脂；本发明制备的有机硅季铵盐改性聚氨酯树脂结合了低表面能与毒杀的双重效果，用作海洋防污涂料成膜物质，不仅可以抑制海洋生物的吸附，还能通过季铵盐杀死吸附在船体表面的细菌。

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磁悬浮轴承因为其无摩擦，损耗低，高功率密度，寿命长等优点，可广泛应用于航空航天装备、先进轨道交通装备及高性能医疗器械等高端装备制造领域。目前，磁悬浮电机由于其具有极高的转速也成为当今研究的热点。然而在工厂中，若电压突然中断会导致控制器无法工作磁轴承失去驱动电流，转子会以很高的转速落在定子上，损坏定子甚至电机。在磁悬浮电机使用过程中，一般磁轴承系统都需要配有一个备用的轴承系统，当机器不运行或磁轴承电路断路时，备用轴承将支承整个转子系统，安装在定子上。目前，备用轴承的结构设计还不完善，当磁轴承电路断路时，往往不能承受整个转子系统的坠落载荷。针对上述难题，研究出一种磁悬浮轴承的动能回馈电压中断保护系统及方法，电源正常供电时直接由三相交流电经降压、整流处理后得到位移控制器所需直流电压值为控制器供电，从而使控制器发出驱动电流驱动转子悬浮，电源断电时电机由电动状态转换为发电状态，通过动能回馈的方式将电机的动能转化为位移控制器所需的电压。

一、立项背景 继电保护是保障电网安全运行的第一道防线。自上世纪80年代微机保护应用以来，历经多次更新换代，我国继电保护技术一直处于世界先进水平，为保障电网安全做出了突出贡献。随着智能电网的发展、超/特高压远距离输电大通道的建设、区域电网的广泛互联和波动性新能源的规模化接入，我国已建成世界上规模最大、结构最复杂的电网。电网的快速发展给继电保护带来了严峻挑战： 1、后备保护方面，由于电网结构复杂，运行方式多变，造成后备保护定值更难整定，保护选择性和灵敏性的矛盾更加突出，保护拒动误动风险并存。国内已发生多起类似“6.18”西安南郊站，因后备保护灵敏性不足拒动，造成变压器烧毁的重大事故；国际上屡屡发生的因潮流转移过负荷，后备保护误动引发的如美加“8.14”、印度“7.30”等大停电事故，也不断地对我国电网敲响警钟。 2、主保护方面，超/特高压电气设备结构复杂、线路距离长，短路电流变化大，造成主保护对变压器匝间短路、线路高阻接地等轻微故障的反应灵敏性下降。“11.22”济南特高压泉城站变压器爆炸正是由于保护对起始发生的轻微故障未能灵敏切除，引起事故扩大，造成了重大人员伤亡和财产损失。 这些问题已成为我国电网安全运行的重大隐患！问题的症结在于传统保护仅利用设备自身的电气量信息，在复杂电网环境下，保护反应的电气量在故障和非故障间差异变小甚至混叠，依靠定值配合无法保证保护可靠正确动作。不改变传统保护工作模式，仅对保护判据进行修正或调整定值，只能在一定程度上单方面地解决保护拒动或误动的问题。 二、发明思路 突破保护仅利用设备自身信息的限制，综合利用站间保护关联逻辑量、站域故障全过程电气量等信息，对后备保护、主保护、系统构成模式进行全面创新，构建“站域集中-站间分布式”新型保护系统。   图1 技术发明总体思路 三、发明方案 技术发明点1：基于站间逻辑量信息一致性特征的后备保护技术 传统后备保护既存在对相邻元件故障反应能力不足，保护拒动的问题，又存在受过负荷和系统振荡影响，保护误动的问题。针对上述问题，该项目发明了保护关联关系在线快速跟踪和可靠性校核方法；创造性地将故障的空间分布特征映射为站间的保护关联逻辑量信息，首创了基于站间逻辑量信息一致性特征的后备保护技术，攻克了保护不误动和不拒动无法兼顾的难题。 发明点1.1：发明了保护关联关系在线快速跟踪和可靠性校核方法，为保护可靠利用站间信息奠定了基础。 快速跟踪和可靠识别电网拓扑的变化，确定保护的关联关系，是保护利用站间信息首先要解决的关键问题。发明了保护关联关系在线快速跟踪和可靠性校核方法，关键技术包括：1）提出了基于虚拟阻抗矩阵的保护关联关系分析方法，创造性地将开关状态虚拟为支路阻抗并构建节点虚拟阻抗矩阵，在线微调矩阵元素即可实现开关状态的快速跟踪，跟踪时间由秒级缩短至毫秒级，为后备保护快速动作提供了可靠保障；2）发明了电气量和开关量信息双重约束的关联关系可靠性校核方法，首次将电气量信息引入保护关联关系识别，通过开关量信息和电气量信息实时匹配校验，实现了保护关联关系的可靠在线校核。 发明点1.2：首创了基于站间逻辑量信息一致性特征的后备保护技术，攻克了保护不误动和不拒动无法兼顾的难题。 电流元件、方向元件、阻抗元件等保护逻辑量信息，蕴涵着故障方向、故障范围等故障直接特征，并且信息交互简单、可靠。根据不同位置保护逻辑量反应故障的差异化特征，发明了基于站间逻辑量信息一致性特征的后备保护技术。关键技术包括：1）首次将电网故障的空间分布特征映射为保护逻辑量信息，按近后备和远后备灵敏性要求设定保护范围，实现了逻辑量信息与故障分布特征的关联和匹配，解决了保护强依赖定值的问题；2）首创了基于站间逻辑量信息一致性特征的后备保护技术（如图2所示）。利用逻辑量对故障反应的交叉重叠特征，根据动作一致性原则，既实现了故障设备的快速准确识别，又从根本上攻克了系统振荡及过负荷造成保护误动的难题。 基于站间逻辑量信息的后备保护技术可实现近后备保护全范围速动，远后备保护延时由1.5s以上缩短至0.5s以内；在原理上保证了对相邻元件故障反应的灵敏性，避免了后备保护拒动导致的重大事故发生；不受系统振荡和过负荷影响，避免了保护误动引发的连锁跳闸和系统性事故发生。   图2 基于站间逻辑量信息一致性特征的后备保护技术 技术发明点2：基于故障模型参数异变特征的主保护技术 现有电气设备主保护仅反应故障外在表现特征，在变压器匝间短路及线路高阻接地等轻微故障情况下，外部故障与内部故障特征差异不明显，易造成保护拒动。为解决上述问题，该项目基于故障的物理本质特征，揭示了故障导致电气设备模型参数变化的机理，利用故障全过程电气量信息，构建了可灵敏反应设备参数变化的故障模型，发明了基于故障模型参数异变特征的主保护技术，显著提升了对轻微故障的反应能力。 发明点2.1：首创了可反应变电站电气设备参数变化的故障模型，从物理本质上消除了非故障因素对主保护灵敏性的影响。 突破主保护仅反应故障外在表现特征的局限，利用设备故障全过程全相电气量信息，建立了对故障高灵敏而对非故障不敏感的模型。关键技术包括：1）发明了基于线路压降-阻抗联合分布的故障网络模型，建立了线路阻抗、过渡电阻及分布电容压降之间的幅值、相位关联关系，创建了仅保留线路阻抗压降分布情况的故障网络模型（如图3所示）；2）发明了基于电压磁链方程的变压器故障模型，建立了变压器高、中、低压各侧绕组电压与主磁链、漏磁链的等值平衡关系，消除主磁链的非线性成分，建立了仅反应漏磁链变化的变压器故障模型（如图4所示），从原理上摆脱了分布电容电流、负荷电流、励磁涌流等非故障因素的影响。 发明点2.2：发明了基于故障模型参数异变特征的主保护技术，实现了保护对轻微故障反应能力的大幅提升。 利用站域故障全过程电气量信息，反应故障前后模型参数的变化情况以及三相不一致程度，发明了基于故障模型参数异变特征的主保护技术。关键技术包括：1) 发明了基于阻抗压降变化特征的线路主保护技术，构建了线路压降-阻抗参数关联矩阵，通过实时追踪矩阵中各元素的变化量以及元素间的差异，准确识别故障线路及故障位置（如图5所示）；2) 计及CT误差、变压器有载调压对保护的影响，实时计算各相等效漏感参数的突变量及不一致程度，发明了基于等效漏感参数变化特征的变压器主保护技术（如图6所示），显著提升了保护对变压器轻微匝间短路识别的灵敏性。 基于故障全过程电气量信息的主保护技术可以做到变压器匝间短路识别死区由5%降至2%，500kV线路接地故障过渡电阻反应能力由300Ω提升至1000Ω，故障定位误差由5%下降至1.3%。实现了对电气设备轻微故障的灵敏切除，可有效避免事故扩大造成的重大人员伤亡和财产损失。 技术发明点3：站域集中-站间分布式新型保护系统 构建基于故障全过程逻辑量、电气量信息的新型保护系统是对百年历史继电保护模式的重大变革，除满足复杂电网对继电保护的要求外，还需要考虑工程实现的可行性、应用场景的适用性和运行维护的便利性等重大工程应用问题。该项目首创了站域集中-站间分布式的新型保护系统构成模式，实现了与传统保护的有机衔接，可灵活组态适用各种电网应用场景；发明了基于时间序列特征和电气量物理约束的数据校核技术、基于保护关联关系的数据自适应替代技术，为新型保护系统信息交互提供了可靠保障。 发明点3.1：首创了站域集中-站间分布式的新型保护系统构成模式，奠定了新型保护系统在不同电压等级电网推广应用的基础。 该项目创建了“站域集中-站间分布式”的新型保护系统（如图7所示），实现了发明点1和2技术的工程推广应用。关键技术包括：1）发明了以间隔为基本单元的站域集中-站间分布式保护构成模式。间隔单元做到“即插即用”，扩展性强，可灵活组态适用各种电网应用场景；站域主机实现对站内信息的融合与优化利用；相邻站域主机虚拟为变电站间隔单元，实现站间分布对等交互信息。该模式通信链路清晰简捷，易于工程实现；2）发明了新型保护系统与传统保护的集成与自适应转化技术。新型保护系统在传统保护基础上集成故障全过程信息进化形成，在故障信息缺失的极端情况下仍具备传统保护功能。新型保护系统可充分传承传统保护成熟的运维经验，实现了与传统保护之间的有机衔接。   发明点3.2：发明了基于时间序列特征和电气量物理约束的数据校核技术、基于保护关联关系的数据自适应替代技术，保证了新型保护系统的可靠性。 基于新型保护系统构成模式，发明了站域、站间信息交互可靠性保障技术，实现了异常数据的实时校核与缺失数据的自适应替代。关键技术包括：1）发明了基于时间序列特征和电气量物理约束的数据校核技术，在线修正异常采样数据，解决了电气量在采样或传输中出现畸变而影响保护动作性能的难题；2）发明了基于保护关联关系的数据自适应替代技术，在间隔单元CT断线、PT断线等信息源丢失情况下，通过数据互补重构实现缺失数据的自适应替代，保证了保护功能的完整性，有效提升了保护的可靠 四、创新性成果 该项目攻克了传统保护不误动、不拒动无法兼顾的难题，取得了以下关键技术突破： 1、基于站间逻辑量信息一致性特征的后备保护技术，保护最长动作时间缩短至500ms以内，彻底解决了远后备保护拒动，以及受系统振荡和过负荷影响误动的问题； 2、基于故障模型参数异变特征的主保护技术，显著提升了保护对轻微故障的反应能力； 3、站域集中-站间分布式新型保护系统，实现了保护技术在不同电网场景下的广泛应用。