特高压交流GIL关键技术及其具体运用,电力论文

特高压交流GIL关键技术及其具体运用,电力论文内容摘要：本文对特高压沟通GIL输电技术所具有的的特点进行了梳理总结，然后又具体的讲述了特高压沟通GIL的几种关键技术，再分析解释了特高压GIL构造和技术参数，最后将该技术在苏通GIL工程项目建设中的成功应用进行了总结和回首。本文关键词语：特高压;气体绝缘输电线路;绝缘设计;通流能力;1特高压沟通GIL输电技术主要特点(1〕特高压沟通输电经过中能够存在落点，构成网络传输功能，能够根据电源分布、负荷布点、输送电力、电力交换等电力运营的需求来构成国家特高压骨干网架。特高压沟通电网在电力运营业务中所具备的优势在于，其具备强大的输电能力、覆盖范围更广、损耗小、有效减少输电走廊的设置，能够知足现实情况下供电需求。(2〕运用特高压联网形式，强大的特高压沟通同步电网中线路两端的功角差能够保持在20的范围内，所以，沟通同步电网具备强大稳定的性能，同步能力以及电网的功角愈加稳定。(3〕特高压沟通线路在运行经过中所具备的充电无功功率能够到达500KV线路的5倍之多，为了有效控制工频过电压的情况，需要在线路上安装并联电抗器。送、受端无功会根据线路输送功率的改变而相应的做出改变。若受端电网的无功功率的分层分区的平稳性出现问题，尤其是在动态无功备用容量严重紧缺，系统发生故障的情况下，电压稳定是保持供配电系统稳定运行的主要因素。(4〕引入1000kV特高压输电的效果愈加合理，是直流多馈入的受端电网保持电压和无功稳定可靠保障，为愈加良好的解决500kV短路电流超标和输电能力低等技术难题创造了有利条件。2特高压沟通GIL关键技术2.1绝缘设计GIL输电技术的绝缘构造设计包括SF6气体间隙和绝缘子，确保稳定的场强控制是绝缘效果产生的基础。在知足绝缘要求的设计的前提下，运用抑制金属微粒的方式方法，来确保GIL技术具备稳定高效的绝缘性能。2.1.1间隙设计原则GIL气体间隙的设计要合理选取外壳内径D和导电杆外径d,GIL是同轴圆柱构造，内电场处于不规则运行状态，电场不均匀系数一般保持在1.7范围上下。特高压开关设备的绝缘设计主要由雷电冲击耐受电压的效果来确定，需要采取雷电耐压下的场强控制。在使用SF6绝缘材料的GIL在运行中的气压一般保持在0.4-0.5MPa，间隙标准场强一般保持在21.2-23.2kV/mm；并且为了有效控制导电微粒的不规则运动，电压在长期持续的运行中，需要让GIL外壳内外表的电场强度保持在1kv/mm的范围内。另外，在进行GIL设计的经过中，外壳内径和导电杆外径的比D/d一般设计为e，这是最为理想的比值。为了能够降低固体绝缘支撑承受的最大工频场强以及提升GIL的散热效果，应当对该值做适当的增大调整。严格根据上述的原则来对GIL中的SF6间隙完成绝缘设计。2.1.2绝缘子设计原则根据构造分布和作用来进行划分，GIL的固定支撑或滑动支撑功能主要包括盆式绝缘子和三支柱绝缘子。由于GIL绝缘子属于内置于外壳，其沿面闪络电压要明显比SF6间隙放电电压要低，这也是GIL绝缘存在的一个难题。需要其处于雷电耐压状态下所具备的场强进行有效的控制。对GIL中绝缘子沿面闪络产生的干扰因素的成因较为复杂，例如，绝缘子的构造、材料、做工不精细以及微粒污染等，都是干扰产生的原因。尤其是要对绝缘材料、嵌件以及SF6气体三种材料的结合部位进行仔细的检查，以便能够有效控制和降低电场集中，进而有效确保绝缘子的稳定运行。2.1.3三支柱绝缘子优化设计对于GIL绝缘设计和优化的关键在于绝缘子构造与形状，需要对绝缘子外表设计场强、内部及嵌件设计场强的控制等效果进行重点考虑，要通太多次的电场实验模拟来实现绝缘子的优化设计。GIL盆式绝缘子与GIS存在较大的类似性，存在的最大差异不同便是大量使用的三支柱绝缘子。根据专家对三支柱绝缘子的电场分布的实验模拟结果表示清楚，当电场处于较为均匀的分布状态，且最大场强保持在11kV/cm的范围内，就具备可靠的控制能力。2.2通流设计2.2.1导体电联合设计导体电联合方式主要包括焊接和插接两种类型，特高压GIL主要采取滑动触头插接方式，能够让轴向进行适当的伸缩和角度偏转，以便能够对热胀冷缩、零部件的生产与安装等出现的误差进行有效的弥补。2.2.2通流温升校核根据GB/T11022等规范的要求，导体对于温度具有最高承受性，一般来讲90C是导体所能够承受的最高温度，外壳部分所能够承受的最高温度仅为40℃。这就需要在温度场上模拟实验开展经过中做好特高压GIL的构造尺寸把握，尤其要注重做好校核触头、外壳、电流荷载等各方面的温度把控，保证温度能够与构造尺寸匹配，在到达以上的要求后在开展对温度异常部位的优化设计。2.2.3SF6/N2混合气体方案当前，SF6气体绝缘是GIL输电技术主要运用的技术材料，但是，SF6对环境的毁坏较为严重，是国际上明令禁止的限制排放气体。根据有关统计数据显示，特高压GIL在运行经过中，每公里气室使用的SF6到达了19t左右，对环保工作带来了较大的不利影响。因而，为了有效降低SF6的使用量，当前，SF6/N2混合气体在GIL中得到了普遍的运用。在现实的成功案例中，瑞士日内瓦机场GIL是世界上首家采用混合气体绝缘和现场组装技术的220kvGI线路，SF6/N2的混合用量比例为20%:80%，充气压力为0.7MPa。泰国的SaiNoi550kvGI工程项目采用的是SF6/N2合气体，用量比例为20%:80%。当前，我们国家也正在积极进行SF6/N2技术的研究，当前，样机已经成功研制完成。2.2.4环保GIL发展除了SF6/N2混合气体得到成功的研发应用之外，美国3M公司最新研制出了C4F7N，在绝缘强度方面的实际表现要超出SF6/N21倍以上，全球变暖系数SF6的10%,GE公司研制出了G[3]气体，即C4F7N/CO2环保混合气体，这种新型气体的C4F7N含量为含量为5%-10%，当前已经在420kv的GIL中得到了成功的应用，进而为今后更大规模和更高层次层次的应用提供了有力的支持与保障。我们国家在电科院的牵头组织下，开展了环保型管道输电关键技术项目的研发，力求运用C4F7N与N2、CO2研发出愈加环保的混合气体，切实解决在GIL技术应用中所存在的环保问题，进而研制出具备愈加优秀的环保表现的GIL技术设备，来推动电气设备顺利完成升级换代。3特高压GIL构造和技术参数3.1整体构造特高压GIL运用的是标准化单元的设计构造与形式，其构造组件主要包括导体、外壳、绝缘子、电联合触头、伸缩节、微粒陷阱等。标准直线形式的长度一般保持在12m-18m的范围，内部填充SF6气体绝缘，中间设计有固定和滑动形式的三支柱绝缘子来实现稳定支撑，两端是完全内置的盆式绝缘子来进行充分的密封，在绝缘子部位是微粒陷阱形式的设计。3.2关键组部件我们国家很多科技企业在特高压GIL输电技术应用方面具有前瞻性，将其应用于固定和滑动三支柱绝缘子、长隔断管道螺旋焊外壳、内置式盆式绝缘子等部件之中，并推出相应的单元产品，这样能够到达更好的关键组部件应用效果。就其各部件主要技术参数如下：盆式绝缘子所采用的构造为内置式，通过此构造的应用能够减少法兰对接面，避免GIL技术应用经过中出现漏气等情况。同时搭配螺栓紧固，这样能够在后续维修经过中降低工作难度，提升工作效率。三支柱绝缘子既能够通过固定连接的方式来进行GIL输电运输技术的应用，可以以通过滑动式连接方式来进行GIL输电运输技术的应用，而滑动式的连接则愈加能够实现安装误差的把控，并防止中间热膨胀的产生以及可能产生的机械变形。微粒陷阱主要是与GIL外壳来连接使用，这样能够构成有效的地电场区域，减少金属微粒的影响，保证GIL技术应用中的绝缘性，提升GIL输电技术的应用质量。电联合触头则采用了锄头插接方式来进行镶嵌，这样能够实现一定的转向伸缩，也能够到达一定的角度需要，避免技术使用经过中出现的安装误差以及可能存在的零件误差。外壳采用铝合金材料，这样能够知足相应温度要求，并防止GIL技术应用中任意角度要求。3.3技术参数特高压GIL技术参数决定着沟通GIL输电技术的应用效果，也决定着特高压沟通电的应用效能。华而不实包括额定电压、额定电流、额定雷电冲击耐受电压的标准值，分别为1100kV、8000A、1100kV、2400kV。按照不同的GIL总体设计方案，以及相应的技术条件，需要就特高压GIL标准管道单元进行总体设计配置。按照当下的技术条件，能够完成的产品性能测试主要包括GIL温度、压力、绝缘、峰值、密封等，正是由于这些测试的完成推动GIL产品走向市场，并在市场应用中获得好评。4特高压GIL输电技术的应用4.1是GIS母线成功的替代品在淮南南京上海1000kV沟通特高压输变电工程项目建设中，技术人员在进行变电站建设经过中，提出GIS主母线或者分支母线能够替换的想法，所想到的替代方案便是GIL产品的应用。结合领导批示，以及对产品的采购选择，所选用的为平高集团、新东北电气生产的GIL产品，通过该产品的使用取代了GIS母线，在项目完成之后一直处于稳定的应用状态中，运行效果良好。4.2应用于苏通GIL工程项目建设苏通GIL综合管廊工程同样选用GIL产品，并将其作为重要项目建设内容，该项目从长江南岸作为引接点，以北岸作为终点引接站，管道建设中所使用的管廊隧道线路到达了5468.5m，管线的铺设到达了两个轮回，且管线穿越长江，这让工程项目建设获得了较好的效果。同时，该项目中还应用了SF6绝缘材料，有效保证了项目的安全性，该项目已经成为世界上电压等级最高、输送容量最大、技术水平最先进的超长距离GIL成功应用的工程。5结束语本文对特高压沟通GIL输电技术所具有的的特点进行了梳理总结，然后又具体的讲述了特高压沟通GIL的几种关键技术，再分析解释了特高压GIL构造和技术参数，最后将该技术在苏通GIL工程项目建设中的成功应用进行了总结和回首。以下为参考文献[1]王占林.沟通特高压输电线路关键技术的研究及应用[J].中国战略新兴产业,2021(28):196.[2