kVGIS开关设备的技术引进与研发.docx

精品名师归纳总结封面可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结作者： PanHongliang仅供个人学习800kVGIS 开关设备的技术引进与研发来源：时间： 2006-08-23字体： [ 大中小 ]可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结摘要： 在引进消化日本 AE POWER公司 800 kV GIS 设备技术的同时 , 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的 800 kV GIS 目前已正式运行 . 文章介绍了该工程所用 800 kV GIS 的基本结构、技术规范以及布置方案的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原特性分析和绝缘件机械应力分析等验证了 800 kV GIS 的牢靠性 . 并对 800 kV GIS 的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 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的最高电压等级 ,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 , 对我国电网今后的进展有着极为重要的意义 . 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的进展 . 新东北电气（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的原就 , 在引进消化日本 AEPOWE公R 司 800 kV GIS 设备技术的同时 , 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 的制造任务 , 即接受了消化引进技术、合作制造、逐步实现国产化的技术路线 .为 750 kV 输变电示范工程生产的 800 kV GIS, 是国内第 1 次生产 800 kV 开关设备, 特殊是大型罐体的加工制造 , 大型盆式绝缘子的制造 , 这些都对新沈高公司提出了新的课题和考查 . 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, 新建的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 钢罐和铝罐的一次加工成型的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的要求新改造的 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,已有足够的空间进行百万伏电压等级 GIS 装配和出厂试验 .可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结目前, 新沈高引进的日本 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 输变电示范工程的 420m母线、 4 面汇控柜、接的部分、支架、修理平台、电缆等部件目前已挂网运行 . 其次批引进技术的图纸及技术资料（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 kV GIS 主要技术规范工程 参数额定电压 /kV 800额定频率 /Hz 50相对的 830可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结额定绝缘水平 /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相对的 2 100断口间 2 100+ （460 ）相对的 1 550断口间 1 300+ （650 ）可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结续表2.2 示范工程中 800 kV GIS 布置方式的确定GIS 的布置主要以断路器为主体开放 ,800 kV GIS 断路器的布置主要有一字型 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 /% 100 120.6母线高度上限 /m 4.7 2.72.2.2 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可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结表 3 800 kV GIS 各布置方案部件数量比较部件名称方案1方案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快速接的开关 / 组1111修理接的开关 / 组9999伸缩节 / 个6241524断路器之间的母线/m361482432982.2.3 各布置方案的特点(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的联结母线最短 , 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的吊车比 方案 1 需要更多的伸缩节主母线和基础表面的距离短 , 需要设置横跨主母线的工作台进出线方向相同时 , 考虑到铁塔和主母线之间的答应距离 , 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 需要更多的伸缩节联结母线与基础表面之间的距离长 , 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 需要更多的伸缩节断路器之间的联结母线长进出线方向多样化主母线和基础表面之间的距离短 , 需要设置横跨主母线的工作台 .从以上 4 种布置方案的比较可以看出 , 方案 1 在布置面积、使用部件的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 的一字型的布置方式 .2.3 基于运算机分析的最优设计可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结使用多种运算分析方法用来验证 GIS 的牢靠性 , 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 , 该母线的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的结构全部具有轴对称的特点 , 所以本运算接受平面分析方法 , 将其轴截面的一半作为争论对象 . 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) 支持绝缘子电场分布运算 . 对支持绝缘子的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［ 1］800 kV 母线 SF6 气体的额定压力 P=0.6 MPa〔20 ℃的表压 〕, 依据 SF6 气隙的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可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结kV/cm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的 . 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的绝缘性能进行验证 . 断路器处于合闸位置、分闸位置时所对应的导体与接的罐之间、断口间的电场分析结果见图 5. 运用三维电场分析方法可精确估量断路器断口间的绝缘性能 , 其电场分析结果见图 6.图 5 断路器电场分析结果图 6 断路器的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的断路器 , 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 , 进行断路器断口间的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 断路器的断口间介质复原特性 , 考虑到超程的影响 , 通常通过气体密度的变化及电场分析的结果来进行运算 , 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 , 假如动触头的平均分闸速度达到 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的平均分闸速度被调整为大约1。