2022年kVGIS开关设备的技术引进与研发.docx

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1、精品学习资源封面欢迎下载精品学习资源作者： PanHongliang仅供个人学习800kVGIS 开关设备地技术引进与研发来源：时间： 2006-08-23字体： 大中小 欢迎下载精品学习资源摘要： 在引进消化日本 AEPOWER公司 800 kV GIS 设备技术地同时 , 新东北电气（沈阳）高压开关有限公司和韩国晓星公司组成联合体, 共同为 750 kV 输变电示范工程制造地800 kV GIS 目前已正式运行 . 文章介绍了该工程所用 800 kV GIS 地基本结构、技术规范以及布置方案地选龋使用多种运算分析方法, 如母线绝缘结构运算分析、断路器电场分析、断路器开断小电流后断口间介质复

2、原特性分析和绝缘件机械应力分析等验证了800 kV GIS 地牢靠性 . 并对 800 kV GIS 地主要特点进行了总结 .关键词： 电力系统；西北电网； 750 kV 输变电示范工程； 800 kV GIS ；国产化；电场分析1 概述750 kV 高压输变电系统是我国目前电网建设地最高电压等级,750 kV输变电示范工程（兰州东官亭变电站）是我国历史上第1 个 750kV 超高压输变电系统 , 对我国电网今后地进展有着极为重要地意义. 该 750 kV 输变电示范工程要求其开关设备具有先进性、牢靠性和示范性 , 并以立足于本土化生产为原就 , 以促进我国开关设备和相关行业地进展 . 新东北

3、电气（沈阳）高压开关有限公司（以下简称新沈高）本着利用世界先进技术 , 确保产品牢靠性和示范性地原就 , 在引进消化日本 AEPOWE公R 司 800 kV GIS 设备技术地同时 , 与韩国晓星公司组成联合体承担了750 kV输变电示范工程 GIS 地制造任务 , 即接受了消化引进技术、合作制造、逐步实现国产化地技术路线 .为 750 kV 输变电示范工程生产地 800 kV GIS, 是国内第 1 次生产 800 kV 开关设备, 特殊是大型罐体地加工制造 , 大型盆式绝缘子地制造 , 这些都对新沈高公司提出了新地课题和考查 . 为了顺当完成示范工程工程, 新沈高公司不断加大技术改造投入,

4、 新建地绝缘浇注生产线使新沈高具有3 条德国海德里希绝缘浇注生产线 , 年浇注才能为 450t, 已生产过盆式绝缘子最大直径达1.2 m, 达到百万伏 GIS 盆式绝缘子直径水平；新购进大型罐体加工设备, 能够中意直径 1.5 m, 长 8 m 钢罐和铝罐地一次加工成型地要求；新购进大型铝壳体铆焊变位机设备, 能够中意直径 1.0m、长 10 m铝母线壳体一次焊前加工成型地要求；新改造地GIS 全密封净化空调装配厂房长158 m、宽 30 m、高 22.5 m, 生产厂房面积达 4896m2,已有足够地空间进行百万伏电压等级 GIS 装配和出厂试验 .欢迎下载精品学习资源目前, 新沈高引进地日

5、本AE-POWE公R 司 800 kV GIS 工程已全面开放 , 与韩国晓星公司合作制造 , 新沈高承担供应应西北 750 kV 输变电示范工程地 420m母线、 4 面汇控柜、接地部分、支架、修理平台、电缆等部件目前已挂网运行. 其次批引进技术地图纸及技术资料（如DS、ES、FES等）即将进厂 , 估量在 2021 年完成 800kV GIS 样机制造和全部型式试验 .2 800 kV GIS设计2.1 基本结构及技术规范750 kV 输变电示范工程中官亭变电站800 kV GIS 布置图及现场图如图 1 所示,其主要技术规范见表 1.图 1 官亭变电站 800 kV GIS表 1 800

6、 kV GIS主要技术规范工程参数额定电压 /kV800额定频率 /Hz50相对地830欢迎下载精品学习资源额定绝缘水平 /kV1 min 工频耐受电压（有效值）雷电冲击耐受电压（峰值）操作冲击耐受电压（峰值）断口间1 150相对地2 100断口间2 100+ （460 ）相对地1 550断口间1 300+ （650 ）欢迎下载精品学习资源续表2.2 示范工程中 800 kV GIS 布置方式地确定GIS 地布置主要以断路器为主体开放,800 kV GIS断路器地布置主要有一字型 布置、单列布置、单列斜连布置3 种方式 , 而单列斜连布置又可分成 2 种方式, 即共有 4 种布置方式 . 具体

7、布置方案见图 2.图 2 800 kV GIS断路器布置方式2.2.1 各布置方案尺寸比较800 kV GIS 各布置方案尺寸比较见表2.布置尺寸方案 1方案 2方案 3方案 4GIS 布置面积 长宽 /m m61.4 19.042.0 33.548.0 29.554.0 33.5GIS 布置面积比率 /%100120.6母线高度上限 /m4.72.72.2.2各布置方案部件数量比较800 kV GIS各布置方案部件数量比较见表121.48.23.155.12.7表 2 800 kV GIS各布置方案尺寸比较欢迎下载精品学习资源表 3 800 kV GIS各布置方案部件数量比较部件名称方案1方

8、案2方案3方案 4断路器 / 组3333电流互感器 / 组6666隔离开关 / 组8888快速接地开关 / 组1111修理接地开关 / 组9999伸缩节 / 个6241524断路器之间地母线/m361482432982.2.3各布置方案地特点(1) 方案 1. 布置面积最小；宽度最窄, 便于 GIS 安装和爱护（使用吊车方便）；进出线方向多样化；断路器之间地联结母线最短, 经济性最高；长度最长 .(2) 方案 2. 宽度比较长 , 长度比较短 , 安装和爱护时需要更大起吊质量地吊车；比 方案 1 需要更多地伸缩节；主母线和基础表面地距离短, 需要设置横跨主母线地工作台；进出线方向相同时 , 考

9、虑到铁塔和主母线之间地答应距离, 分支母线会变长 .(3) 方案 3. 需要拆断路器时 , 只能调整断路器方向或拆部分联结母线 , 修理不便；比方案 1 需要更多地伸缩节；联结母线与基础表面之间地距离长 , 需要加强支撑件, 经济性不高；进出线方向多样化 .(4) 方案 4. 比方案 1 需要更多地伸缩节；断路器之间地联结母线长；进出线方向多样化；主母线和基础表面之间地距离短, 需要设置横跨主母线地工作台 .从以上 4 种布置方案地比较可以看出 , 方案 1 在布置面积、使用部件地数量和特点等方面都是最优设计 , 故西北电网 750kV 输变电示范工程全部接受了方案1 地一字型地布置方式 .2

10、.3 基于运算机分析地最优设计欢迎下载精品学习资源使用多种运算分析方法用来验证GIS 地牢靠性 , 如母线绝缘结构运算分析、断路器电场分析、断路器开断小电流后断口间介质复原特性分析和绝缘件机械应力分 析等.2.3.1母线绝缘结构运算分析800 kV 母线由罐体、导体、盆式绝缘子和支持绝缘子4 大部分组成 , 该母线地关键件是盆式绝缘子和支持绝缘子.(1) 盆式绝缘子电场分布运算 . 由于该母线除支持绝缘子外地结构全部具有轴对称地特点 , 所以本运算接受平面分析方法 , 将其轴截面地一半作为争论对象. 由电场运算结果得盆式绝缘子电场强度矢量图见图3, 其最大场强 E=230.7kV/cm.(2)

11、 支持绝缘子电场分布运算 . 对支持绝缘子地电场运算作严格二维近似法. 由电场运算结果得支持绝缘子电场强度矢量图见图4, 其最大场强 E=160.1kV/cm.图 3 盆式绝缘子电场强度矢量图 1800 kV 母线 SF6 气体地额定压力 P=0.6 MPa20 地表压 , 依据 SF6 气隙地工程击穿场强下限值公式： 请登陆 : 高压开关网浏览更多信息0.731 min 工频耐受电压 E 工频=65（ 10P） =243 kV/cm0.75雷电冲击耐受电压E 雷电=75（ 10P） =287 kV/cm操作冲击耐受电压E 操作=68（ 10P）0.73 =251欢迎下载精品学习资源kV/cm

12、可见, 盆式绝缘子和支持绝缘子电场强度最大值均小于以上各值, 所以该母线绝缘结构是安全牢靠地 .2.3.2断路器电场分析断路器电场分析是运用专业程序软件对断路器处于合闸位置及分闸位置时地绝缘性能进行验证 . 断路器处于合闸位置、分闸位置时所对应地导体与接地罐之间、断口间地电场分析结果见图 5. 运用三维电场分析方法可精确估量断路器断口间地绝缘性能 , 其电场分析结果见图 6.图 5 断路器电场分析结果图 6 断路器地断口三维电场分析结果2.3.3断路器断口间介质复原特性用于超高压系统中地断路器 , 在开断电容性小电流和短路大电流时特殊困难, 有可能开断失败 . 在容性小电流开断试验中, 进行断

13、路器断口间地气流场分析及电场分析, 用以估算断口间介质复原特性 . 对于 800kV 断路器地断口间介质复原特性 , 考虑到超程地影响 , 通常通过气体密度地变化及电场分析地结果来进行运算 , 如图 7 所示.图 7 断路器断口间介质复原特性从图 7 可以看出 , 假如动触头地平均分闸速度达到12 m/s 以上, 那么开断小电流将不存在问题 . 因此, 断路器在最小操作压力下地平均分闸速度被调整为大约12.5m/s.2.3.4绝缘件机械应力分析欢迎下载精品学习资源机械应力和变形分析用于估算固体绝缘子支持导体地机械特性和机械强度, 绝缘拉杆被操动力所拉时地应力分析结果如图8 所示. 该绝缘拉杆是

14、由玻璃纤维增强塑料（ FRP）材料制成地 , 用于连接操动断路器 .图 8 GIS 绝缘件机械应力和变形分析3 800 kV GIS地主要特点(1) 800 kV GIS是在日本 AEPOWE公R 司具有近 5 年运行验证地 1 000 kV GIS 设备地基础上开发研制而成 , 可以说它是 1000 kV电压等级 GIS 设备降压到 750 kV 电压等级使用 , 因此具有很高地绝缘强度和运行牢靠性 . 韩国晓星公司在引进日立公司该技术后, 目前已为韩国唐津、新安城、新瑞山、新加公正电站相继供应了34 台断路器地 800 来源: 高压开关网kV GIS 设备, 其运行时间已达 4 年以上 ,

15、 未显现任何质量问题 . 该公司从运行业绩、设备运行数量 , 以及运行体会上都是最丰富地 .(2) 断路器、隔离开关、快速接地开关、检修接地开关均接受分相结构, 便于安装调整 .(3) 断路器为双断口结构 , 接受单压式灭弧原理 , 使用耐电弧材质地电弧触头 ,并具有易更换地结构 .(4) 断路器地断口上每极并联有合闸电阻, 并设置并联电容器 , 每极配用一台液压操动机构 .(5) 因 GIS 各部件间连接复杂 , 故使用伸缩节来调整各部位间存在地伸缩或变形. 其轴向位移为 20 mm, 径向位移为 5 mm.(6) GIS在工厂进行装配和试验后组成运输单元, 到现场易于连接 , 安装工期短.

16、欢迎下载精品学习资源4 终止语国家方案进展委员会批准建设地750 kV 输变电示范工程（兰州东官亭变电站） , 是我国目前最高电压等级地电网 .800kV GIS 地技术引进 , 不仅能填补我国 800 kV 开关设备制造地空白 , 使我国拥有800 kV GIS 国产化制造地才能 , 也将对 800kV 及以下开关设备地技术进展起到推动作用.新沈高公司引进消化日本 AEPOWER公司 800 kV GIS 设备技术 , 并与韩国晓星公司合作制造地800 kV GIS, 其额定短路开断电流为 50kA、额定电流达 8 000A、双断口结构 , 具有世界领先水平 . 它是在日本 AEPOWE公R

17、 司具有近 5 年运行验证地 1 000 kV GIS设备地基础上开发研制而成地 , 是 1000 kV GIS 设备降压到 750 kV 电压等级使用 , 因此具有很高地绝缘强度和运行牢靠性. 这为国家电网公司提出建设百万伏输变电线路 , 开发 1100 kV GIS 设备奠定了坚实地技术基矗5 参考文献1 朱德恒, 严璋. 高电压绝缘 M . 北京: 清华高校出版社 ,1992.版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理；版权为潘宏亮个人全部This article includes some parts, including text, pictures, and d

18、esign. Copyright is Pan Hongliangs personal ownership.欢迎下载精品学习资源用户可将本文的内容或服务用于个人学习、争论或观看，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律的规定，不得侵害本网站及相关权益人的合法权益；除此以 外，将本文任何内容或服务用于其他用途时，须征得本人及相关权益人的书面许可，并支付酬劳；Users may use the contents or services of thisarticle for personal study, research or appreciation, and othe

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