海上风电用±550 kV直流GIS过电压与绝缘配合研究

海上风电经柔性直流送出已成为风电消纳的重要途径。直流气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)用于海上风电换流平台,可以降低整体海上换流站平台体积及设备造价,降低了海上设备的运维成本。围绕海上风电用±550 kV直流GIS的过电压与绝缘配合进行研究,首先确定柔直系统的结构与参数、控制保护策略和避雷器配置方案,进而通过仿真获得最大过电压水平,对于不同运行方式下故障极与非故障极的直流极线过电压进行分析,最后明确±550 kV直流GIS中避雷器参数与±550 kV直流GIS设备的绝缘水平要求。

含直流断路器的柔直配电网过电压与绝缘配合

随着分布式能源的不断应用与普及,直流配电必将成为未来配用电系统的主流形式。作为一种新型的配电系统,柔直配电的过电压与绝缘配合亟须进一步研究和完善,中压直流断路器的加入也导致了系统的操作过电压暂态特性发生了根本变化,须对含直流断路器的柔直配电网操作过电压分布特性及绝缘配合展开分析。首先,构建了±10 kV环网型柔直配电网的电磁暂态仿真模型,设计了基于含直流断路器的保护动作方案;其次,基于保护动作方案,对±10 kV环网型柔性直流配电系统进行操作过电压的仿真分析,得到其幅值的水平空间分布特性和关键位置最大过电压的决定性工况,并提出±10 kV环网型柔性直流配电系统的绝缘配合方案;最后,对直流断路器动作影响下直流电缆护套的暂态感应过电压展开仿真分析。研究表明,直流断路器的加入提高了直流配电网的可靠性和灵活性,避雷器和电缆金属护层保护器的布置方案也得到进一步的优化,对环网型柔直配电网的绝缘配合方案设计有较大意义。

特高压电网的过电压与绝缘配合

随着我国电力需求的快速增长,建设特高压电网已成为解决电网发展需求的必然选择。而限制特高压输电系统的过电压水平,合理选择绝缘水平是特高压输电工程建设的关键课题。从工频过电压、潜供电流、操作过电压、雷电过电压和绝缘配合这几方面全面分析了中国特高压交流电网的过电压与绝缘配合问题。分析认为,特高压交流输电在过电压及绝缘配合具有特殊性,但通过合理配置相关设备、优化线路和变电站设计可以满足要求,在技术上也是可行的。

某750kV主变压器中性点电抗器配置及过电压绝缘配合研究

为了限制750 k V乌北变电站单相或两相短路电流水平,保证电网安全稳定运行,对乌北变电站加装电抗器进行过电压及绝缘配合研究。通过研究,提出了750 k V中性点的工频及操作过电压水平;通过中性点电抗器的工频稳态及暂态电流,达到了优化电网结构,提高安全稳定运行的目的。

±800kV换流站的雷电侵入波过电压仿真分析

特高压直流换流站的绝缘配合对系统的安全运行和经济成本至关重要。为此,针对糯扎渡送电广东±800 kV特高压直流输电工程,采用PSCAD/EMTDC软件仿真分析受端换流站雷电侵入波过电压分布及其对设备雷电冲击绝缘水平的影响。建立了换流站各设备的雷电冲击暂态模型和交、直流侧进线段线路的频率相关模型,并选取合适的换流站运行方式进行仿真分析。采用先导发展法作为绝缘子串的闪络判据计算出交、直流侧输电线路进线段内反击和绕击耐雷水平,并由电气几何模型计算最大绕击电流。根据线路耐雷水平计算交、直流侧进线段内反击和绕击时雷电侵入波在换流站内设备上形成的最大过电压,校核设备雷电冲击绝缘水平,提出了改进措施。

±1100kV以上电压等级直流输电技术研究

随着国家"一带一路"战略构想的提出,中国可能存在与周边国家跨国联网、跨区联网和国内远距离输电的情况。基于提升输电能力和节省输电走廊的考虑,有必要开展是否提高特高压直流电压等级的前期论证。该文在±800kV和±1100kV直流输电技术的基础上,研究了主接线设计、过电压与绝缘配合、外绝缘特性、电磁环境和雷电防护等关键技术在电压等级提升到±1500kV、±1650kV两个备选电压等级后面临的问题,并对换流变压器等关键设备的制造可行性进行了分析。研究结果可为未来输电工程的电压等级选择提供技术支撑。

2005年国家电网公司特高压输电论证工作综述

2004年底,国家电网公司提出了发展特高压输电的战略目标。介绍了2005年以来,国家电网公司发展特高压输电的论证经过以及开展特高压输电论证研究的重要性和必要性,交流特高压输电试验示范工程选择和金沙江送出方案的论证过程,以及运行电压选择、环境保护、过电压及绝缘等特高压关键技术的研究结论。说明了特高压输电的论证过程是科学、民主的,论证成果是科学、可靠的,为我国发展特高压输电提供了坚强的技术支撑。

±1500 kV特高压直流输电技术前期研究

随着国家"一带一路"战略构想的提出,未来电网的发展将有大量跨国联网、跨区联网的需求。同时,随着社会的快速发展,输电走廊占地也将成为制约电网发展的一个重要因素,而更高电压等级特高压直流输电线路可大幅减少线路走廊。这两方面均亟待开展更高电压等级特高压直流输电技术的前期研究。在±800 kV和±1 100kV直流输电技术的基础上,进一步研究±1 500 kV直流输电技术中主接线设计、过电压与绝缘配合、外绝缘特性、电磁环境和雷电防护等关键技术在电压等级进一步提升后面临的问题,为未来更高电压等级的选择提供技术支撑。与±1 100 kV直流输电技术相比,更高电压等级特高压直流可实现更大范围内的能源资源优化配置。

1000kV交流紧凑型输电关键技术研究

2008年国网电力科学研究院开始进行特高压单回紧凑型输电关键技术的研究,在总结已取得的特高压输电技术科研成果的基础上,充分利用特高压交流试验基地(武汉)的良好科研条件,根据特高压紧凑型输电线路的特点,开展了多项有针对性的关键技术研究。为此,介绍了包括特高压紧凑型线路电磁环境及导线布置优化、外绝缘特性研究、过电压及绝缘配合、带电作业、金具研制及防舞动措施研究等方面所取得的一系列重要参数和研究结论。并且明确了特高压紧凑型输电关键技术的下一步研究工作重点,指出了需要在导线舞动相间安全间隙控制、进一步减小电晕噪声、带电作业以及系统稳定等方面继续开展全面深入的研究,为我国今后的特高压紧凑型输电工程做好全面的技术储备。

日本特高压交流输电技术的研究与实践(上)——参加对日咨询的考察见闻

截至1999年,日本东京电力公司建成了430 km按1000 kV设计的输电线路。目前这些输电线路降压运行在500 kV电压等级,预定在2015年前后升压至1000 kV电压等级。而且,1000 kV变电站设备已经在现场试验站成功运行了10年,使得东京电力公司拥有大量关于特高压输电技术的第一手经验。文中概要地介绍日本特高压输电系统的设计理念、过电压与绝缘配合和变电站主设备的实证试验等方面的参观考察见闻,可为我国建设特高压输电工程提供参考和借鉴。

中国特高压交流输电技术创新

特高压交流输电是指1 000 kV及以上电压等级的交流输电,具有输送容量大、距离远、损耗低、占地省等显著优势,是一种资源节约型和环境友好型的先进输电技术。结合晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程,系统介绍了中国在发展特高压交流输电方面的主要技术创新,重点包括电压控制、潜供电流控制、外绝缘配合、电磁环境控制、试验技术、成套设备、系统集成、调试运行等方面。推广应用这些新技术对于加快特高压电网发展有帮助作用。

500 kV罗平站主变加装中性点限流电抗器电磁暂态研究及设备选型

随着电网的发展,部分自耦变压器中压侧电抗常接近于零,导致变压器220 kV侧发生近区单相或两相接地时,故障穿越电流已接近甚至超过变压器可承受短路电流的极限值,为限制罗平站220 kV单相或两相短路电流水平、改善主变运行环境,拟在主变中性点加装限流电抗器。采用最新EMTPE程序,通过对主变接入限流电抗后短路电流水平、过电压及绝缘配合等电磁暂态特性研究,提出了500 kV罗平站主变中性点限流电抗器阻抗选取原则及限流效果、工频及操作过电压水平、流经主变中性点电抗器的工频稳态及暂态电流水平,并确定了主变中性点避雷器及限流电抗器的技术参数。通过改造可显著降低罗平站220 kV单相或两相短路电流水平,有效改善了主变运行工况。

±1100 kV/12000 MW特高压直流输电工程成套设计研究

昌吉—古泉±1100 kV特高压直流输电工程是世界上首个±1100 kV特高压直流输电工程,额定输送功率12 GW,直流线路全长3320 km。对于该电压等级和输送容量的直流工程,目前世界上尚无成熟的设计经验及完备的理论体系支撑。针对±1100 kV昌吉—古泉特高压直流输电工程,研究提出了±1100 kV特高压直流输电工程的成套设计方案和关键设备参数,在工程主接线拓扑结构、换流变压器短路阻抗选择、主回路参数、无功配置和交流滤波器设计、直流滤波器优化设计、过电压与绝缘配合、户内外直流场选型、直流滤波器带电检修、阀厅和直流场概念设计以及主设备概念设计等方面开展了深入的研究和论述。文中的研究成果已应用于昌吉—古泉±1100 kV特高压直流输电工程,并将为后续±1100 kV和±800 kV特高压直流输电工程成套设计提供理论和经验支持。