System aspects of 1100 kV AC transmission technologies in Japan

This paper describes the system aspects of 1100 kV AC transmission technologies with the UHV transmission project in Japan. For realization of technical and economical optimization throughout the design of the transmission line and the substation, solutions for network problems and insulation coordination specific to UHV AC transmission systems were studied in Japan. They include fast multiphase reclosing systems by HSGS (High Speed Grounding Switch) and overvoltage control by the application of surge arresters and circuit breakers with closing/opening resistors. These sophisticated technologies provide highly reliable and economical 1100 kV substations and transmission lines. Copyright © 2009 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

500(330)kV变电站典型设计研究与应用

介绍了典型设计的目的、输入条件和主要技术经济指标,并按照变电站主要设备型式划分了GIS、HGIS、瓷柱式断路器、罐式断路器等4个典型设计的基本方案;重点分析了500(330)kV变电站典型设计的主要技术方案,对各级电压的电气主接线形式、短路电流水平等进行了详细的说明;费用概算和实际应用表明,典型设计具有节省投资、节约占地、提高供电可靠性、增加规划的灵活性等特点;最后简单介绍了正在开展工作的220kV和110kV变电站典型设计、输电线路典型设计情况.     

高寒高海拔地区1 000 kV变电站电气设备选择及布置方案

高海拔、低气温均会对1 000 kV变电站设备选择和布置方案产生较大影响。目前尚没有在上述环境条件下的特高压变电站设计、建设经验以及相关的技术储备。通过调研设备制造水平及工程运行情况,结合实际需求,对不同的技术方案进行比较后,提出了–45℃、海拔3 500 m以下1 000 kV设备的外绝缘修正建议方法、1 000 kV设备套管建议型式、GIS伴热带设置原则;通过技术经济比较,提出了推荐的设备布置方案。其结论可供后续1 000 kV变电站建设参考。     

Historical review of high voltage switchgear developments in the 20th century for power transmission and distribution system in Japan

In Japan during the 20th century, developments of high voltage transmission and distribution apparatus advanced tremendously and circuit breakers were the center of these developments. And as a result, 1100 kV SF/sub 6/ gas insulated switchgear (GIS) for ac transmission systems and also 500 kV dc GIS for dc transmission systems have become available. Vacuum circuit breakers (VCBs) have also been actively developed and a 168 kV two break VCB and 100 kA VCB are already available. This paper describes these developments and future trends in technology.     

220kV变电站高、中压侧母线最佳接线方式探讨

当前广州地区电网的变电站母线接线形式多种多样。针对这种情况,从电网运行实际情况出发,通过对220kV变电站高、中压侧母线和500kV变电站中压侧母线出线间隔设备进行了为期1．5年的停电次数统计跟踪,指出了当前广州地区部分220kV变电站母线接线形式对电网存在运行风险。为此,从电力系统安全稳定出发,并结合相关技术原则,提出了广州地区220kV变电站高、中压侧母线最佳接线形式。按最佳接线方式设计、运行,可提高电网输电的可靠性,减少电网主设备全停运的次数,避免超稳定极限事件的发生或大面积停电事故的发生。     

基于设备状态信息化的数字化变电站初探

为了探索数字化变电站的实现及运行方式,选择一座500 kV变电站,建立了设备状态信息管理系统.采用不同厂家的状态监测装置统一了透明的通信协议,并按照数字化变电站的要求,应用IEC61850建立了检修辅助决策系统,初步形成了以主设备状态信息化为主要特征的数字化变电站.     

我国变电站首次使用500千伏H-GIS的设计综评

我国首次在变电站采用500千伏H-GIS;与其他配电装置型式相比,H-GIS具有很多优点,适合用于经济 较好而土地资源较少的地区。本文对横沥变电站采用的500千伏H-GIS的设计情况进行综评。     

500 kV 无人值班变电站与远方控制中心通信的探索与实践

讨论了500 kV无人值班变电站与监控中心通信的基本要求,报告了苏州地区5座500 kV变电站为实现无人值班在变电站自动化系统和集中监控中心主站系统方面进行的研究和试验,提出了对新建无人值班的500 kV变电站对自动化信息传输通道和传输规约实现的建议。     

500 kV GIS变电站雷电过电压保护研究

将500 kV GIS变电站和进线段结合起来,考虑绝缘子串冲击伏秒特性、进线段冲击电晕、远近区杆塔冲击接地电阻、落雷点等因素的影响,采用ATP-EMTP对500 kV GIS变电站的雷电侵入波过电压进行了研究。研究表明,冲击电晕、近区杆塔接地电阻对雷电过电压有很大的影响;雷击最靠近变电所终端"门"形塔的杆塔时,过电压有可能不是最严重的;当设备过电压较严重时,母线上增装一组避雷器能有效降低过电压。该研究思路兼顾安全和经济两方面,可为工程提供新的参考。     

500kV变电站实行无人值守运行管理模式的探讨

探讨了国内500kV变电站实行无人值守或少人值守运行模式的可行性。介绍了变电站运行模式改革的方向,比较了国内500kV变电站与220kV变电站、国内外500kV变电站的异同点。以苏州地区500kV变电站为例,从变电站设备缺陷、跳闸事故处理和工作量等几个方面着手,分析了决定变电站运行模式改革的各要素。分析表明,对现有变电站,条件成熟的地区可以实现变电站的少人值守,二次设备能否实现远方操作对变电站实现无人值守至关重要。     

Engineering and Construction of a Gas-Insulated Substation in an Area of Potential Seismic Activity

A large 500/220 kV gas-insulated switchgear (GIS) for bulk power transmission has been installed in the extra high voltage (EHV) network in California. The station is situated outdoors in a region with potential seismic activity, a desert type climate and close to residential areas. These circumstances, together with long and complicated connections to incoming high voltage lines, presented a set of requirements that could best be served by a GIS type of substation. This was the first large EHV GIS to be installed on the Edison system. Experience from design, testing and installation of the GIS equipment is reported, as well as various means to cope with problems and items such as insulation coordination, disconnector transient overvoltages, thermal dimensioning of buses in trenches and seismic dimensioning.     

500kV HGIS变电站雷电侵入波的计算分析

针对500 kV HGIS新型设备不断涌现,以往建立的变电站雷电侵入波计算模型需要改进的问题,采用HGIS新型设备的某500kV变电站,分析设备生产厂家提供的HGIS结构参数和试验参数,建立其雷电过电压计算模型,并结合以往采用常规设备变电站的设计经验,优化变电站雷电过电压计算方法,采用国际通用的EMTP电磁暂态仿真计算程序,对500kV HGIS变电站的雷电侵入波作了较为深入的计算分析和研究,提出了该工程针对雷电过电压500kV母线侧可不加装避雷器,出线侧需加装避雷器的配置方案,该研究可供变电站雷电过电压建模仿真计算参考。     

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。     

苏州500 kV 变电站无人值守模式可行性探析

介绍了苏州500 kV电网的现状,从变电站设备缺陷、跳闸事故处理和工作量等方面指出500 kV无人值守变电站设计应该考虑运行管理模式改革和变电运行实际工作的需要。分析了影响苏州500 kV变电站实行无人值守或少人值守运行模式的各个要素,提出了无人值守变电站需要具备的条件。     

GIS母线外壳环流与暂态地电位升高现象研究

近年来GIS在电力系统的应用中体现出很大的优越性,我国电压等级较高的变电站都采用GIS形式,我国即将投建的1 000 kV变电站也采用了GIS形式.介绍了GIS母线金属外壳环流及暂志地电位升高的特性:分析了分体式连续型金属外壳产生环流的机理和影响外壳环流大小的因素,以及环流对二次设备的影响、对变电站工作人员的人身安全的威胁,并对为降低环流大小而采取的接地方式进行了讨论.     

变电站机器人智能巡检系统设计及应用

研发了一套变电站机器人智能巡检系统,从机器人本体、充电系统、无线传输系统、本地监控后台和环境适应性等方面介绍了巡检系统设计方案和各组成部分的关键技术。从现场勘查、设备安装、巡检规划和巡检应用等方面介绍了工程实施步骤和在电网220 kV、500 kV变电站的实际应用情况。分析了机器人巡检调试过程中存在的行进时出轨、无线通信不稳定、表计读取不准确、行走转弯卡涩等问题,并提出了解决措施。该巡检系统具有部署快速、适应性强、采集数据准确、定位精度高、超声防撞等显著优点,各项性能指标均满足变电站智能巡检需求,具有良好的推广应用前景。     

北京电网220kV地下变电站安全运行分析

地下变电站,是在常规地上变电站无法建设时所采用的特殊变电站建设形式,可以解决市中心征地困难、用电密度高、防火、防爆、防噪声的要求高等问题。北京电网从1996年开始220 kV地下变电站的建设,在2001年,就完成投运了3座地下变电站。总结3座地下变电站近10 a来的运行情况,重点阐述了地下站的优缺点、接线方式、电气设备选择和通风、消防、保安电源配置等特殊内容,通过与地上变电站的比较,说明了地下变电站安全运行中需重点关注的问题,有利于改善220 kV地下变电站在城市中心区的建设及运行管理。     

500kV变电站保护设备远方遥控应用

实现保护设备远方遥控,对实现500kV变电站无人值班、集中监控的运行管理模式,确保无人值班变电站安全、可靠、可控、可知的良好性能和较高自动化水平具有重大意义。以国家电网公司第一座批照无人值班设计的500kV变电站木渎变保护设备远方遥控为例,介绍了保护设备远方遥控的实现方法、控制对象和软硬压板使用逻辑,并结合近一年的使用情况提出了改进措施。     

一种提升城网220 kV变电站10 kV侧直供能力的方案

在城市变电站建设中,提高变电站供电能力一直是研究的重点。结合当前城网变电站建设中遇到的问题,分析通过提升城网220 kV变电站10 kV侧直供能力以优化城市变电站布点,形成一种新型城区变电站建设方案。并与常规220 kV变电站方案、直降20 kV的220 kV变电站方案进行对比分析,认为该方案适用于高负荷密度城区220 kV变电站的规划建设。最后以广州某220 kV变电站为例进行了分析说明,为城区变电站建设提供参考。     

Technical requirements for UHV substation equipment

CIGRE Study Committee A3 established WG A3.22 ‘Technical requirements for substation equipment exceeding 800 kV’ to review the state-of-the-art technical specifications for substation equipment exceeding 800kV in accordance with a request from IEC SC 17A. WG A3.22 conducted the initial surveys and submitted the first Technical Brochure on technical specifications for substation equipment such as gas circuit breaker (GCB), disconnecting switches (DS), earthing switches (ES), high-speed grounding switches (HSGS) and metal oxide surge arrester (MOSA) applied to 800 kV and 1100/1200 kV networks. The investigations include the insulation level, first-pole-to-clear factor, DC time constants, transient recovery voltage (TRV), line surge impedance and secondary arc extinction time. WG A3.22 will provide the technical background of all aspects of the available specifications with the intention of identifying the best practice for ultra high voltage (UHV) transmission systems. Copyright © 2009 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.