直流开关方案评审报告

±515kV、±816kV、±1120kV直流隔离开关和接地开关总体方案评审评审报告一研制产品的技术背景按照国际惯例，特高压是指交流1000千伏、直流±800千伏及以上的电压等级，具有远距离、大容量、低损耗输送电力和节约土地资源等特点。未来10到20年，我国将形成以特高压为骨干的网架，拟建特高压线路59多条，拟建变电站或开关站50多座，将大大提升我国电网的输送能力。日前，有消息指出，“十二五”期间，国家电网与南方电网分别规划了共约5300亿元的特高压直流及特高压交流输电工程。直流特高压由于主要采取点对点的形式,对电网运行的干扰较小,得到社会各界的支持。“十二五”期间,国家电网和南方电网共计规划了12条±800kV特高压直流输电线路。国家电网公司规划的准东－重庆±1100kV直流输电工程，也将于2012年正式开工建设。特高压直流隔离开关是直流特高压中重要的一次设备之一，研制特高压直流隔离开关一方面是为国内特高压电力建设出工出力，另一方面，在世界上其他国家进行特高压的时候，也可以出口到其他国家和地区。总之，研制特高压直流隔离开关，具有很高的社会效益和经济效益。目前，国内仅河南平高集团完成了±800kV、±515kV直流隔离开关的型式试验，对我公司来说，交流1100kV隔离开关成功挂网运行使我公司顺利进入特高压交流领域，现进行开发特高压直流隔离开关和接地开关迅速抢占特高压直流市场，将为我公司再次提供一个很好的发展机会。二产品主要设计参数额定直流电压（kV）515816112060min直流耐受电压（kV）对地7501200/14451680断口7501200/14451680额定雷电冲击耐受电压（kV）对地14251950/23452700断口14251950/23452700额定操作冲击耐受电压（kV）对地11751600/18402100断口11751600/19252100额定电流（A）6300额定短时耐受电流（kA）63/3额定峰值耐受电流（kA）170无线电干扰（μV）≤2000额定端子静态机械负荷（N）水平纵向5000水平横向4000垂直力5000机械寿命（次）3000覆冰厚度（mm）20瓷瓶高度（m）8.4（2.1*4）10.98（1.83*6）14.7（1.825*7+1.925）瓷瓶抗弯（kN）12.51010断口有效绝缘距离（m）4.7（4.8）7.4（7.5）8.8（8.9）三直流接地开关的设计方案直流接地开关整体框架结构借鉴上海奉贤直流接地开关，瓷瓶采用双柱结构，单臂折叠插入式，但对零部件和平衡系统进行了改进设计，使之更加便于我公司组织生产。上海奉贤接地开关ZJW□-816/J63接地开关主要改进有以下几个方面：1主导电管上海奉贤接地开关ZJW□-816/J63接地开关轴节结构原奉贤接地开关上管采用两种铝管焊接，外观较差，现下管采用φ155×12.5铝管，上管采用φ100×5铝管，材质采用6A02-T5。根据车间样机装配调试情况来看，上、下管抗弯均能满足要求。齿轮、轴节拐臂、夹板等均直接借用GW22A-550零部件，齿轮盒在不改变铸造坯件的情况下将加工位置稍加改动，齿条、软连接也改动较小，零部件通用性强，便于组织生产。2底座上海奉贤接地开关ZJW□-816/J63接地开关因平衡结构不同，原奉贤接地开关主要依靠外装簧平衡，现结构采用内置簧平衡。原奉贤接地开关齿条拉杆固定轴较长，内置簧结构固定轴抗弯效果较差，因此拉杆固定轴大幅度缩短，提高抗弯能力。4平衡系统ZJW□-816/J63接地开关双弹簧结构GW22A-252Ⅲ/4000下管弹簧结构原奉贤接地开关主要依靠外装簧平衡，弹簧防护较差，因此沿用我公司的内置式弹簧结构，而单簧结构很难满足开关平衡性能，现采用双簧结构，上簧固定，只对下簧进行调节，下管不设调节窗，提高下管的抗弯性能，并取消传统的套筒顶簧装置，改用外管固定块结构，根据车间调试情况基本实现了816kV的操作平衡要求，将根据进一步的调试情况考虑1120kV是否改为三簧结构的必要性。5触头运动轨迹的设计（816为例）齿轮分度圆半径齿条高度拉杆固定点夹角下管长度上管长度翻转角度拉杆弹簧压缩量动触头顶面中心坐标r1r2θ1L1L2α△x6421375300542090201.582130.437354677508,10719.13027464786421375300542085191.415204.393498027007,10694.18831652036421375300542080180.657226.487816287799,10595.13569661746421375300542076171.678211.44230088358,10455.81592464646421375300542070157.687145.03303127498,10137.2250045316421375300542065145.64561.1548043238229,9765.827145557636421375300542060133.349-36.2615894745702,9296.790927481826421375300542055120.892-135.406997323556,8733.127245228766421375300542050108.367-225.333783129691,8082.02010368705642137530054204595.8709-296.94815749148,7354.54081016262642137530054204083.4981-343.864602511982,6565.02747072145642137530054203571.3443-363.005276389101,5730.20621741925642137530054203059.5038-354.863746952698,4868.16856462691642137530054202548.0692-323.401339111076,3997.3375402345642137530054202037.1304-275.595461637902,3135.55016406541642137530054201526.774-220.70211183732,2299.35711093053642137530054201017.0826-169.321578865722,1503.598135061626421375300542058.13394-132.363868449991,761.2626792659916421375300542000-120.000185502913,83.59774080769976操动机构操动机构直接采用45s、180°CJTKC电动机操动机构。四、直流隔离开关的设计方案1直流隔离开关借鉴上海奉贤隔离开关总体结构，采用单臂折叠结构，动静触头为全封闭插入式结构。动静侧均采用三柱支柱瓷柱三角式结构布置。考虑加配接地开关的方便，将上海奉贤隔离开关三角式布置进行调整，如此调整加设地刀时可将地刀置于开关内侧，布置合理。底座安装与单独接地开关相差不大，方便组织生产。上海奉贤隔离开关整体机构ZGW□-816直流隔离开关2动触头采用双排环形触指结构，为封闭式结构，配有铜钨合金弧触头,具备开合直流滤波器能力。静触头导向罩采用旋压成型工艺提高外观质量。ZGW□-816直流隔离开关动静触头结构动触头触指平高旁路隔离开关动触头动静触头啮合时的三个状态3上、下管均采用φ230×10铝管，齿轮采用模数6，重新设计齿轮盒，为满足分闸位置要求，平高旁路隔离开关合闸位置上管比下管中心高约100-150mm，现设计结构高度差约为40mm，外观相对较好。将视816kV隔离开关的调试情况考虑1120kV下管采用φ300×10铝管的可行性和必要性。平高旁路隔离开关主导电管4平衡系统采用内置双簧结构，类似