国外75kv电气自动化制造技术的发展

国外75kv电气自动化制造技术的发展

1线路运行情况到目前为止，已在世界上建立了10个国家（美国、前独联体国家、加拿大、巴西、秘鲁和其他10个国家建造了750kvkv供电系统。750kv线路总长超过27000公里。从各种供电设备到系统运营，他们都有相对成熟的经验。750kv电源已经安装并运营，多年来一直没有发生过重大的设备事故。1993年5月9日至31日,经国务院批准,由李守仁同志率中国超高压输变电设备技术考察团先后访问了日本、瑞典和独联体。代表团由国务院重大装备办、国家能源投资公司、西安电力机械制造公司、电力科学院高压所、原水利部长江水利委员会设计局、机电部沈阳变压器研究所成员组成。当时原苏联已建750kV线路3条,总长3500km,这些线路经过多年运行,运行情况正常。已建1150kV线路2000km,其中600km在1150kV电压下运行了5年,运行情况正常。1997年11月,原西北电力集团公司组织考察团赴原独联体及欧美对750kV电网的运行情况进行了考察。欧美考察团重点考察了美国AEP电力公司,从AEP电力公司750kV电网29年的运行情况来看,除变压器外,其它输变电设备运行情况良好。针对电网运行初期变压器事故率750kV高于345kV的情况,AEP电力公司进行了深入的调查研究,认为该公司采用的750kV变压器事故率高的原因是制造厂绝缘水平试验电压偏低,并对有关规范进行了修订,按新规范测试的变压器再没发生故障。独联体考察团重点考察了乌克兰、俄罗斯等国的750kV输变电设备制造及运行情况,从考察的结果来看,独联体750kV系统运行发展了30年,各种输电设备制造水平和系统运行稳定,有较成熟可靠的产品和运行经验。750kV变压器、断路器、互感器、电抗器以及补偿装置均已成龙配套,运行多年来未出现重大的设备事故。2001年9月,国电西北公司组织考察团对加拿大、巴西两国的750kV输电系统进行了考察。1965年,加拿大魁北克水电局建成了世界上第一条长600km的735kV输电线路,到目前为止750kV输电线路已达13000km,运行30多年未出现重大的设备事故。1983年,巴西建设了伊泰普水电站-巴西南部及东南部电网长900km的765kV输电线路,1989年投入了第二条765kV线路,运行多年来未出现重大的设备事故。2001年11月,国电西北公司组织考察团赴南非、委内瑞拉对750kV系统进行考察。1988年南非Escom建设了长1000km的765kV输电线路,线路两端变电站采用GIS,投运以来一直运行良好,未发生设备事故。1992年,委内瑞拉Edlca建设了长600km的765kV输电线路,运行至今未发生重大的设备事故。2世纪80kv变压器随着国外750kV电网的发展,其750kV输变电设备的制造技术已经非常成熟。断路器已从20世纪60年代由空气断路器发展为SF6断路器,800kV的断路器断口从12断口发展为2~3断口。ABB公司70年代末就采用了一种AHMA系列弹簧储能液压操作机构,它兼有弹簧储能和液压机构的优点,利用盘型弹簧实现储能,具有高度的、长期的稳定性和可靠性,不受环境影响。该技术已被很多厂家采用,并有了进一步的发展。西门子公司70年代利用定熄弧距技术,操作机构采用活塞反向运动双向机构,开发了550kV、100kA大容量断路器和800kV、50kA断路器,该公司的开关触头寿命长,动作速度快。目前的750kV断路器还采用了光电互感器技术、波形控制合闸装置以及其它完善的监控、控制系统。自从1980年第一套800kVGIS在美国投运以来,世界上很多800kV变电站采用了GIS,GIS在技术上取得了飞速的发展。70年代末,高性能氧化锌避雷器的应用使800kVGIS在10kA时的残压低于1400kV,在20kA时的残压低于1440kV;采用高性能的灭弧室、断路器操作机构及高性能氧化锌避雷器,已经实现了550kVGIS主母线三相共筒;80年代初,800kVGIS断路器已经发展为4断口;目前GIS的生产设计采用解析技术对电场和应力进行分析,采用复合自动吹弧式灭弧方式,已经开发出1100kV、额定电流为8kA、额定开断电流为50kA、雷电冲击耐压为2250kV的GIS用双断口断路器。800kVGIS已经采用光电互感器。在隔离开关中采用并联电阻可将隔离开关分合闸时的操作过电压降到1.3pu;采用快速接地开关实现了二次电弧的快速熄灭;实现了局部放电和断路器、隔离开关动作特性的在线监视、故障点检测。现代变压器的设计开发采用整套计算机程序,对变压器进行电场分布解析、电位摆动解析、线圈绝缘及防止局部放电设计,提高了变压器的绝缘水平;采用漏磁分析和换位铜线技术降低了变压器损耗;采用加热固化铜线技术提高了变压器抗短路机械强度;80年代800kV变压器已经通过了IEC-60076-5标准规定的短路稳定性试验。自60年代第一台800kV变压器投入运行以来,已经开发制造出第四代产品。3国外主要生产750kv脱机装置3.1其他国家的国家目前,世界上主要的变压器生产厂家为:乌克兰扎波罗热变压器股份公司、法国阿尔斯通公司、ABB公司、日本东芝公司、日本三菱公司、日本日立公司。产品主要分布在加拿大、美国、俄罗斯、乌克兰、立陶宛、白俄罗斯、罗马尼亚、保加利亚、巴西、波兰、委内瑞拉、巴西、韩国等国家。根据上述生产厂家的供货记录和其它资料,60年代以来世界上共生产和投入使用的750kV变压器约为340台,单台容量为1500MVA的变压器用于巴西TijucoPreto变电站;单台容量2000MVA的变压器用于韩国Shin-Anjou变电站。2001年,第四代750kV变压器已经投入运行。最早在1960年3台1000kV/15MVA的试验变压器问世;70年代对新电压等级1150kV变压器和自耦变压器绝缘进行了大量的研究,生产了20台667MVA/1150kV的自耦变压器;1994年,第一台1050kV/1000MVA的有载调压变压器问世;1000kV变压器主要用于前独联体国家和日本,目前都已降压运行。3.2kv电抗器投运情况目前世界上生产750kV电抗器的厂家主要有:乌克兰扎波罗热、莫斯科电力设备厂、法国阿尔斯通、ABB、日本东芝等公司。自1965年开始,先后有美国AEP、委内瑞拉Edelca、南非Eskom、巴西Furnas、加拿大魁北克、美国纽约PwerAuthorty、乌克兰NationalElectricGrid的765~800kV电抗器投入运行。1977年制造出第一台±750kV线性电抗器;1986年,南非EskomBeta变电站10台765kV/133.3MVA并联电抗器投运,这是目前容量最大的750kV等级电抗器;1999年,巴西蒂诺卡采用了3台750kV/120MVA并联电抗器,其容量仅次于南非EskomBeta变电站投运的并联电抗器。3.3恒电流及光催化器断口目前世界上生产750kV断路器的厂家主要有:西门子公司、日本东芝公司、法国阿尔斯通公司、ABB公司。1965年,加拿大魁北克建设了世界第一条765kV输电线路,该工程采用14台765kV空气断路器;随着技术进步,空气断路器被SF6断路器取代,750kV断路器从12断口发展为目前的2~3断口,并引入了波形控制合闸技术和光电互感器技术。目前,部分断路器的技术参数如下:HPLB4型800kV瓷柱式SF6断路器利用压气式原理,采用BLG型弹簧操作机构,额定电压为800kV,额定电流为4kA,短路开断电流50kA/63kA,开断时间为2周波(60Hz)。3AT型800kVSF6断路器额定电流为4kA,短路开断电流为63kA,工频耐受电压为1150kV,雷电冲击耐压(1.2μs/50)为2100kV,操作冲击耐压为1425kV,开断时间为2周波(60Hz)。FX42型断路器额定电压为800kV,额定电流为4kA,短路开断电流为50kA/63kA,工频耐受电压为1100kV,雷电冲击耐压为2100(+435)kV(峰值),操作冲击耐压为1100(+625)kV(峰值),开断时间为2周波(60Hz)。3.4gis数据处理目前世界上生产750kVGIS的厂家主要有:西门子公司、日本东芝公司、法国阿尔斯通公司、ABB公司、日本三菱公司、日本日立公司。1977年开始,800kV的GIS相继在美国、南非等国家投运,断路器为3~4个断口,开断电流达63kA,特殊情况下可达80kA。目前的GIS配备了微处理器开关设备控制装置,采用快速接地开关;采用一套集成处理系统可对数据进行采集处理,并对变电站的状态、运行可靠性进行在线诊断。目前,部分GIS的技术参数如下:额定电压为800kV,额定电流为8kA(母线),5kA(端子),额定开断电流为63kA,工频耐受电压为950kV,雷电冲击耐压为2100kV,操作冲击耐压为1550kV。额定电压为765kV,最高运行电压为800kV,频率50Hz/60Hz,额定电流为5kA,额定开断电流为50kA,工频耐受电压为950kV,雷电冲击耐压为2100kV(内),雷电冲击耐压为2400kV(外),操作冲击耐压为1550kV。额定电压为800kV,额定电流为6.3kA(母线)、4kA(端子),额定开断电流为50kA,工频耐受电压为830kV,雷电冲击耐压为2100kV,操作冲击耐压为1425kV,开断时间为2周波(60Hz)。额定电压为765kV,额定开断电流为63kA,雷电冲击耐压为1800kV,操作冲击耐压为1425kV,额定开断时间为2~3周波。额定电压为800kV,额定电流为5kA(端子),额定开断电流为63kA,工频耐受电压为960kV,雷电冲击耐压为2100kV,操作冲击耐压为1425kV。1994年日本Shin-Haruna变电站的1100kVGIS降压550kV投入运行。4电网系统及用电设备等级的确定国外750kV电网经过30多年的发