1000kV电容式电压互感器

晋东南-荆门lOOOkV特高压交流试验示范工程1000kV电容式电压互感器研制（首台套）一、 概述我国现有电网主要以5OOkV交直流系统为主，随着我国经济持续快速发展，电力需求快速增长。一些地区电网短路电流超标问题已十分突出，随着用电需求继续快速发展，导致网架密集度越来越高，电网工程占用的输电走廊成为限制输电网发展的重要因素，因此现有电网结构严重制约电力输送能力和规模。为节省输电通道，少占土地，减少送电损耗，增加送电容量，解决电网短路电流超标问题，需要研究更高电压等级输电技术同时，水能资源集中于西部和西南部地区，可开发容量占全国的82.9%，煤炭资源集中于华北和西北部地区，占全国的80%；而西部地区经济总量占全国的18%,电力消费占全国的22%，中部和东部原海地区经济总量占全国的82%，电力消费占全国的78%。长距离大容量输电、提高我国能源开发和利用效率亦需要研究更高电压等级输电技术。另外，建设特高压电网是培育和发展国家电力市场的重要条件，也是提高电力工业整体效益的必然选择。此时，研制特高压电网中的1OOOkV电容式电压互感器是非常必要的。图1-1我国交流1000kV特高压示范工程用1000kV电容式电压互感器由于交流1000kV特高压试验示范工程之前，国内外并无1000kV电容式电压互感器投入商业运行经验，因此，此次在交流1000kV特高压试验示范工程中使用1000kV电容式电压互感器在国内外均属首次，如图1-1所示。这个成果的取得对我国电力事业的发展和电力电容器技术发展的促进作用是巨大的。二、 产品工程应用情况企业研制的lOOOkVCVT完成型式试验，于07年12月在特高压基地投入带电考核,运行情况良好。2008年12月向lOOOkV特高压晋东南变电站提供的6只lOOOkV电容式电压互感器,通过了特高压系统各种试验考核和测试。2009年1月通过了168小时的试运行和1个月的运行考核期，实现了一次投运成功的目标。产品一直运行至今，性能完全良好，三、 国产化总体水平设备研发和制造过程采用了国际最先进的研发和制造技术，在短时间内完成了新产品设计、样机制造、型式试验、工程生产、现场安装等大量工作，特高压电容式电压互感器在绝缘水平、铁磁谐振、瞬变响应、抗震性能等方面综合技术指标经过了全面严格试验验证和运行考核，达到了国际同类产品的最高水平。1．产品研制的关键技术、创新点1） 提高机械强度lOOOkV互感器瓷套借鉴了75OkV互感器的成功设计经验，通过抗震性能验算选择合适的瓷套管，试品制成后用正弦共振拍波试验法考核其抗震性能，设备安全系数K大于1.67，满足8度抗震设防要求，适用于8度设防烈度及以下的地区。2） 采取均压措施合理设计和调整电容分压器的内部及外部均压结构，并采用特殊结构的均压环，保证互感器运行时无电晕和无线电干扰满足特高压技术规范要求。3） 抑制铁磁谐振通过计算和试验验证，选择合适的动作电压，不仅使lOOOkV互感器铁磁谐振性能优越达到了世界先进水平，而且可以保证产品在1.5倍工频电压下持续运行。4） 电容分压器介质结构优化通过介质结构优化设计，分压器既满足了绝缘耐受的要求，又满足了电容温度系数的要求。在分压器中压部分工频耐压按其4倍额定电压实施，因此，中压电容场强取值较分压器高压部分适当降低以适应运行需要并提高安全可靠性。与国外水平的比较国外进行过百万伏电压等级输电技术研究的有前苏联、美国、日本、意大利等国家只有前苏联建成了2500km的1150kV输电线路并于1985年开始按1150kV设计电压运行，有过实际运行经验的只有前苏联HgE-1150-78YI型特高压CVT。与其主要的参数比较见表2。表2制造公司西容桂容MWB俄罗斯产品型号TYD1000/V3-0.005HHgE-1150-78YI额定电压(kV)looo/百/0.1/丁3/0.1/石/0.1/石/0.1kV1150/V3准确级0.2/0.5(3P)/0.5(3P)/3P0.5/1.0额定输出(VA)15/15/15/1515/15/15/1510/5/5/2150/300额定电容(pF)50002000绝缘水平工频/雷电/操作(kV)1300/2600/1860总高(mm)10174111901178511360节数4557抗震措施瓷套自身斜拉杆1000kVCVT的综合技术经济指标，达到了国际先进水平。3.获奖情况2009年在“1000kV交流输变电关键技术研究、设备研制及工程应用”获“中国机械工业科学技术特等奖”四、 提升企业创新能力和核心竞争力的情况拥有自主知识产权通过工程实施，企业拥有了自主知识产权的特高压设备技术，完全掌握了特高压设备的核心技术。在特高压交流试验示范工程电容器装置中已获得1项国家专利，并申报1项国家专利:■《电容器的心子结构》(ZL200920141174.4)■《外油内置式扩张器》(200920141173.X)开发设计能力得以提高通过特高压产品的开发和工程供货，提高了企业的产品开发设计能力(例如，高机械强度结构设计、均压技术、抑制暂态响应技术、提高特大型电容器组内部故障不平衡保护可靠性、避免特大型电容器组不平衡保护“对称位置故障”拒动、杜绝特大型电容器组故障爆破、有效抑制操作过电压等技术得到提升)，尤其是对新产品的设计策划、设计组织、技术控制能力积累了很多有益的经验和方法。企业管理水平得以提高通过特高压工程，促进了各企业在质量管理和生产组织等方面管理水平的提高。五、 结论企业通过国内邀请招标方式向1000kV特高压交流试验示范工程提供的特高压电容式电压互感器，实现了完全的自主知识产权、国产化率达到100%、目前运行良好。我国交流1000kV特高压系统用1000kV电容式电压互感器的成功投运，成为了国际上特高压系统用测量设备发展与应用的重要里程碑。同时证明了我国已具备了1000kV电容式电压互感器的研发和生产能力，且各项主要技术性能指标已基本达到了国际同类产品的先进水平。通过对特高压电容式电压互感器的研制，企业在原有750kV电容式电压互感器国内领先水平的基础上，在设备选型设计、制造运输、安装施工、验收调试、启动运行等领域，形成了具有自主知识产权的全套技术标准及规范，创新能力和核心竞争力都得到了极大地提升。通过工程实践，我国全面掌握了1000kV