2010-06-25 13:21:47 阅读7 评论0 字号:大中小
1前言
浙江嵘泅一上海芦潮港跨海直流输电工程是我国继舟山直流输电工程后第二个自行设计的直流输电工程。该工程19%年开始实施,2001年完成,全部设备都实现了国产化。 西安西电变压器有限公司(以下简称西变)早在20世纪70年代末就开始进行换流变压器和平波电抗器的研究和开发工作,并为我国{dy}条自行设计的舟山直流输电线路成功地提供了++100kV换流变压器和平波电抗器。20世纪80年代,西变结合葛上士500kV直流输电工程,引进了ABB(原BBC)公司的HVDC换流变压器和平波电抗器的设计制造技术,在此基础上,西变承接了该工程使用的换流变压器和平波电抗器全部设计和制造任务。 浙江嵘洒一上海芦潮港直流输电工程是一条土50kV跨海直流输电线路,共有4个站级,采用双级单桥接线方式。上海芦潮港侧为整流侧(Z)站,选用2台三相三绕组换流变压器;浙江嵘泅侧为逆变侧(N)站,选用2台三相三绕组换流变压器;另外,每站级选用1台油浸式平波电抗器,4个站级共4台。
2换流变压器和平波电抗器开发研制概况
21 换流变压器2.1.1 主要性能参数和技术要求 换流变压器基本参数见表1,换流变压器绝缘水平见表20 2.1.2 设计制造的技术关键 换流变压器在运行中不仅受到交流电压作用而且受到直流电压作用,它内部绝缘的电位分布与一般电力变压器也不同,换流变压器的设计有以下几个技术关键。 (1)绝缘 换流变压器在运行中承受了叠加的直流分量,对变压器绝缘的作用相对于交流作用有其独特性,这就对换流变压器的设计、制造提出了更高的要求。近年来,我们及时消化吸收了德国西门子和瑞典ABB公司的技术,在掌握换流变压器技术的基础上,进一步开展了研究,并将成果推广应用到换流变压器的绝缘结构设计中,取得了良好结果。 (2)直流偏磁 换流控制系统触发相位的间.隔偏差,变压器绕组中出现直流分量,不但使铁心磁化产生直流偏磁,变压器附加损耗增加,同时对换流变压器的噪声、温升也会有影响。在这些方面我们做了大量的研究工作,了解了直流偏磁情况下换流变压器的励磁特性,分析了直流偏磁对换流变压器铁心损耗和噪声等影响的机理。做到了合理地选择换流变铁心磁密,合理地布置换流变压器结构。 (3)谐波损耗 换流变压器在运行时,存在高次谐波电流,会增加变压器绕组及金属结构件中的涡流损耗,产生局部过热。为了能对谐波产生损耗进行量化计算,应对采用各种屏蔽情况下的漏磁场及涡流损耗的分布进行计算,以便采用{zj0}的屏蔽措施。为此,开发了换流变计算及谐波分析计算软件,并用该软件对换流变进行优化设计,提高了换流变的整体性育匕。2.1.3 结构特点 (1)绕组 网侧绕组和阀侧绕组为连续式,调压绕组为圆筒式,为减小谐波涡流损耗,网侧绕组和阀侧绕组均采用换位导线。 (2)器身 主绝缘采用多层厚纸筒小油道结构,以承受直流和交流作用。绕组采用整体组装、恒压干燥工艺。器身采用每相六只碟簧油缸压钉压紧结构,以保证其足够的抗短路能力。 (3)引线及出线套管 网侧、阀侧引线、调压引线及三次引线均采用端部出线,结构紧凑,安装方便;阀侧套管采用大爬距油纸电容式套管。 (4)铁心 铁心为三相三柱式,铁心片采用高导磁晶粒取向硅钢片,全斜接缝,铁心柱采用无纬玻璃丝纤维带绑扎,铁扼为无冲孔结构,以减少空载损耗。 (5)油箱 采用钟罩式油箱:上节油箱箱盖为平顶箱盖;箱壁为整体压型槽结构,可大大提高机械强度;在油箱内壁采用了铝屏蔽,可有效降地降低谐波产生的杂散损耗。2.1.4 试验数据及技术水平 换流变压器所有试验顺利通过,试验结果符合技术协议及国家标准的要求。其主要试验数据如表3所示,与舟山换流变压器主要性能数据对比如表4所示。 通过对比可知,各项性能指标均优于舟山换流变压器,整体技术水平有较大的提高,填补了国内土50kV直流输电工程用换流变的空白。2.2 平波电抗器2.2.1 主要性能参数和技术要求 基本参数如表5所示,绝缘水平如表6所示。2.2.2 设计制造的技术关键 平波电抗器同换流变压器一样,在绝缘设计时要考虑交、直电压作用和极性反转时的电场分布。在这一方面,我们针对平波电抗器的结构特点作了深人的研究。另外,我们还通过研究掌握了谐波损耗的计算和测量、增量电感的计算和测量以及噪声计算等一些关键技术。 为避免平波电抗器在过流情况下电感的下降,在设计时采用了空心结构,并采用了特殊的紧固结构和工艺处理措施。2.2.3 试验数据 该平波电抗器顺利通过了所有的试验,试验结果符合技术协议及国家标准的要求。其主要试验数据如下表7所示。
3研制总结
浙江嵘洒一上海芦潮港直流输电工程用换流变压器和平波电抗器是西变自主开发研制的直流输电设备,是在总结经验,推广应用引进技术的基础上研制成功的。它的研制成功,不仅提高了国内直流输电设备的制造水平,而且为三峡工程高压直流输电设备的研究制造提供了技术准备,为我国直流输电技术发展做出了贡献。
4轻型直流输电技术发展
浙江嗓泅一上海芦潮港直流输电工程与舟山直流输电工程都属于低电压、小容量跨海直流输电工程。这种低电压、小容量直流输电除具有效率高、线路走廊窄、便于海底电缆输电和不同频率电网连网和用做小网与大区电网之间联络,以提高运行的可靠性和灵活性的优点外,还具有投资小、见效快等优点。随着我国电网技术和电力电子技术的发展,轻型直流输电越来越受到人们的重视,市场前景广阔。为此,今后应以浙江啄泅一上海芦潮港直流输电工程为范例,以从三峡直流工程设备技术转让及合作生产中所掌握的换流变压器和平波电抗器的先进技术为手段,大力开展轻型直流输电用低电压、小容量换流变压器和平波电抗器的研究和开发工作。