特高压直流输电系统晶闸管换流阀和换流变压器设计审核及验证(英文)

中国目前正在建设两个打破世界纪录的特高压直流输电工程,一是±800kV5000MW云南—广东直流输电工程,二是±800kV6400MW向家坝—上海直流输电工程。KEMA作为独立监理参与了这两项工程。文章叙述了为这两项直流输电工程所做的±800kVUHVDC晶闸管换流阀和换流变压器设计审核和验证遇到的一些技术问题。从设计审核和验证中发现,UHVDC换流变压器由于其模块设计而比晶闸管换流阀更具挑战性。KEMA对晶闸管换流阀和换流变压器的试验方法提出了一系列建议。     

锡盟—泰州±800kV/6250A特高压直流输电换流阀优化设计及型式试验

锡盟-泰州直流输电工程是世界上首个将±800 kV直流输电容量由8 000 MW提升到10 000 MW,额定电流提升至6 250 A直流输电工程。介绍了该工程泰州站6 250 A换流阀组件主要技术参数,并重点介绍6 250 A换流阀电抗器通流的优化设计,阻尼回路优化设计,光纤冗余触发系统优化设计,组件水路优化设计。优化后的±800 kV/6 250 A换流阀通过型式试验,满足工程应用要求。     

±800 kV特高压直流输电用6英寸大功率晶闸管换流阀

现如今,中国有多条±800 kV特高压直流输电项目正在建设或正在规划之中。较高的输电电压及其较高的稳态、瞬态过压而产生的晶闸管换流阀绝缘设计难点已在云南—广东±800 kV/5 000 MW直流输电工程中得到了研究和解决,但是在向家坝—上海特高压直流输电±800 kV/6 400 MW工程中,必须采用更大功率的晶闸管,才能满足额定电流4 000 A的要求。为了满足实际工程需要,基于硅片的新一代6英寸大功率晶闸管应运而生,同时,为了满足更高直流电流的要求,在晶闸管换流阀设计中,应用了相关新的设计技术。笔者介绍了向家坝—上海特高压直流输电工程中复龙站晶闸管换流阀设计,包括阀的结构、电气设计、机械设计、阀内部电器件选择等,另外,对6英寸晶闸管的特点作了介绍。复龙站换流阀型式试验已分别在德国西门子、中国西安高压电器研究院有限责任公司完成,试验结果表明,基于6英寸晶闸管的向家坝—上海±800 kV特高压直流输电工程复龙站换流阀设计可靠,可保证向家坝—上海输电工程复龙站换流阀的长期、可靠运行。     

6250A/±800kV特高压直流换流阀设计

当前我国在运的直流输电工程额定电流最高5 000A,额定功率最高8 000MW。更大容量的2个6 250A直流输电工程已经开工建设。换流阀是高压直流输电的核心设备,介绍了即将应用于某直流工程的6 250A/±800kV特高压换流阀的主要技术参数、电气设计方案、结构设计方案以及阀控系统设计方案等,并重点介绍针对电流提升的优化设计。优化后的6 250A/±800kV换流阀性能优良、可靠性高,满足工程应用要求。     

厦门±320kV/1000MW柔性直流输电换流阀及阀控制保护系统设计和工程应用

目前,世界上电压等级最高、输送容量最大的厦门±320 k V/1 000 MW柔性直流输电科技示范工程正式投运,标志着我国全面掌握高压大容量柔性直流输电关键技术和工程实施能力,实现柔性直流输电技术的国际引领。柔性直流输电是继交流输电、常规直流输电之后的新一代输电技术,在控制传输电能的同时可独立调节无功功率,柔性直流换流阀及阀控制保护系统是实现这一技术的核心设备。主要介绍厦门±320 k V/1 000 MW柔性直流输电工程中所采用的M2000型柔性直流换流阀及阀控制保护系统的设计与工程应用,证明换流阀及阀控系统设计的合理性和可靠性。     

±800 kV特高压直流锡盟站换流阀运行试验及特殊试验

±800 kV锡盟—泰州特高压直流输电工程是中国大气污染防治行动计划的12个重点项目之一,换流站直流额定电压±800 kV,额定电流6 250 A,输电能力达到1万MW,是世界上第1条千万千瓦级的特高压直流输电工程。为保障直流输电系统运行的安全性与可靠性,在换流阀安装投运前产品必须通过型式试验的验证。西安高压电器研究院利用换流阀运行试验合成回路,模拟特高压直流输电工程用换流阀在实际运行中的各种工况,完成了锡盟站晶闸管阀的运行型式试验和附加特殊试验,验证了锡盟工程换流阀的设计可靠性,相关试验数据为晶闸管和换流阀的生产商及相关技术人员提供了设计参考。     

海上风电柔性直流送出换流站MMC换流阀损耗研究

海上风电柔性直流送出是目前柔性直流输电领域的研究热点,损耗是柔性直流换流站的一个重要技术指标,关系着柔性直流系统的输电效率和换流阀的设计。针对输电容量为1000 MW的海上风电柔性直流送出换流站MMC换流阀损耗特性,研究了换流阀损耗的计算方法和关键计算参数的获取方法,计算得到了换流阀损耗的组成和±320 kV/1000 MW海上风电柔性直流送出工程送/受端换流站换流阀的损耗率。同时,研究了联接变压器阀侧三次谐波注入、换流器调制比和直流极线电压对换流阀损耗率的影响,结果表明:在联接变压器阀侧注入三次谐波和增大换流器调制比可减小换流阀损耗率;在相同输送容量的前提下,增大直流极线电压可减小换流阀损耗率。     

新闻

<正>特变电工成功研制出世界首个特高压柔性直流换流阀我国大型能源装备制造企业特变电工,近日成功研制出世界首个特高压柔性直流输电换流阀,标志着特变电工在国际上首次将柔性直流技术,从现有的最高等级±350kV提高到±800kV特高压等级,送电容量从现有的最高100万kW等级提升至500万kW,开启了直流输电的新时代。该产品日前通过中国电力科学研究院查新确认为世界首个换流阀。换流阀是柔性直流输电的心脏,是直流电和交流电相互转换的     

±800kV特高压换流阀运行试验系统研发

根据特高压直流输电工程发展的需要,研发了6500A/50kV特高压换流阀运行试验系统。参照云广±800kV直流输电工程的系统设计,介绍特高压工程运行试验的预期参数和论述试验系统原理;依据IEC60700-1和GB/T20990.1高压直流输电换流阀电气试验标准,在新研发的运行试验系统上实现了能够满足特高压换流阀要求的全套运行试验项目。     

高电压大容量IGBT换流阀设计与试验

IGBT换流阀是柔性直流工程的核心设备,在此梳理IGBT换流阀运行的典型问题,以渝鄂工程的±420 kV/1 250 MW IGBT换流阀为例,介绍了换流阀的电气设计、结构设计、冷却回路设计和防爆设计,对研制的±420 kV/1 250 MW IGBT换流阀开展了型式试验和爆炸试验。工程应用证明,所研制的IGBT换流阀设计合理,安全可靠,满足工程需求。     

祝贺“±800kV/5000A特高压直流换流阀关键技术研究产品研制及工程应用”顺利通过中国电机工程学会技术成果鉴定

正2015年3月11日,中国电机工程学会在京主持召开了"±800kV/5000A特高压直流换流阀关键技术研究、产品研制及工程应用"技术成果鉴定会。鉴定委员会一致认为:"±800kV/5000A特高压直流换流阀关键技术研究、产品研制及工程应用的研究成果,打破了跨国公司的技术垄断,全面提升了我国直流输电换流阀自主设计和研发水平,研发出具有完全自主知识产权的高可靠性特高压大容量直流换流阀,其综合技术水平国际领先。"     

±800kV云广直流换流阀及阀控系统结构及原理分析

阀控系统主要起着触发并监视可控硅元件的作用,是直流输电系统的核心技术。通过对±800kV云广直流工程中换流阀及阀控系统的结构及原理的阐述,并与常规的±500kV直流输电系统作比较,为特高压直流工程换流阀及阀控系统的运行、维护、设计、改造提供指导和参考。     

换流变故障分析与管控建议

正0引言±500 kV永仁—富宁(简称永富)直流输电工程为国内首个省级直流输电工程,直流输电容量为3 000 MW,双极设计,换流阀单极由12脉动阀组构成,每极由3台高端(Y/Y)和3台低端(Y/Δ)单相双绕组换流变压器(简称换流变)组成,每站留有2台备用换流变。永富直流工程计划2016年建成投产,投产后将由云南电网公司负责运维。为了提     

向家坝-上海特高压直流示范工程复龙换流站换流阀成功通过全部型式试验

2009年9月26日,向家坝-上海±800kV特高压直流输电示范工程复龙换流站800kV、7000MW级6英寸晶闸管换流阀顺利通过全部型式试验项目考核。这一结果为特高压直流工程换流阀的研发工作以及6英寸晶闸管器件的研制工作划上了一个圆满的句号!在此之前,由许继集团生产的特高压直流示范工程奉贤换流站换流阀已于今年5月份成功通过型式试验。     

±500 kV柔性直流换流阀外绝缘最小安全距离及海拔校正试验研究

张北±500 kV柔性直流示范工程首次构建了四端柔性直流电网,±500 kV是世界上现有的柔性直流输电的最高电压等级,±500 kV柔性直流换流阀是柔性直流输电的核心设备,由于张北地处高海拔区域,确定柔直换流阀外绝缘在高海拔地区所需要的室内最小空气间隙距离,对本工程和未来换流阀阀厅建设及阀厅内电力装置的布置方式有重要意义。在中国北京某特高压直流试验基地对±500 kV柔性直流换流阀外绝缘进行了操作冲击放电试验,得到其操作冲击放电特性曲线。通过比较不同的海拔校正方法,探讨和提取适用于±500 kV柔性直流换流阀外绝缘的海拔校正因数。最后依据试验得到的±500 kV换流阀外绝缘操作冲击放电特性曲线计算其在张北2 100 m海拔高度下所需要的最小空气间隙距离。     

±320 kV/1000 MW柔性直流输电核心技术研发及应用

柔性直流输电技术是构成全球能源互联网骨干网架和实现清洁能源并网的重要手段,具有可向孤岛供电、提高风电场低电压穿越能力、能够灵活控制输出功率等优点。介绍±320 kV/1 000 MW柔性直流输电工程换流阀、阀基控制设备和控制保护系统核心技术研发及应用的相关成果,总结和分析换流阀电气、关键零部件优化设计、结构设计及试验技术,介绍换流阀控制、监视和保护系统的总体架构、原理、主要功能及动态模拟试验技术,对控制保护系统的分层架构、系统功能、保护配置及其实时数字仿真试验技术等方面进行全面的分析。±320 k V/1 000 MW柔性直流输电核心技术研发所取得的成果及其在厦门工程的示范应用对我国掌握高压大容量柔性直流关键技术具有重要意义,对进一步提高我国直流电力装备制造水平具有显著的促进作用。     

我国首个800kV换流阀完成试验

2009年5月27日,由国内外共同研制的用于向家坝-上海±800kV特高压直流示范工程奉贤换流站800kV、7000MW级直流工程的6英寸晶闸管换流阀顺利通过全部型式试验。各项参数指标均达到或超过了合同技术要求,代表了世界直流输电技术的最高水平。     

±500 kV柔性直流换流阀冷却系统方案设计

张北柔性直流输电工程是目前世界上电压等级最高、输送容量最大的柔性直流工程.以张北柔性直流±500 kV延庆换流站为研究对象,详细论述了±500 kV柔性直流换流阀冷却系统的工艺流程、主要技术参数和设备特点,介绍了阀冷控制保护系统的结构、与站控接口特性及控制策略等,形成了±500 kV柔性直流换流阀冷却系统的整体方案,对同类工程的方案设计提出了完整的设计思路和方法,为我国柔性直流阀冷却技术发展及工程应用提供了有力支撑.     

高压直流输电换流阀组低压加压现场试验方法

换流阀是直流输电系统中实现交、直流转换的核心设备,而阀控系统是换流阀点火控制系统的快速远程终端,换流阀组低压加压试验是对换流器控制保护系统进行的整组模拟试验。本文结合金中直流输电工程±500 kV金官换流站,针对换流阀的技术特点以及控制保护系统、阀基电子设备的功能,就换流阀组低压加压试验的内容方法进行阐述。试验结果表明,该方法对于新建高压直流工程具有重要的适用价值。     

锦屏—苏南±800kV特高压直流工程晶闸管换流阀

换流阀是特高压直流输电工程中主要关键设备,其设计的可靠性直接影响直流系统的安全可靠运行。文中介绍了锦屏—苏南±800 kV特高压直流工程晶闸管换流阀主要技术参数。主要从电压应力、电流应力、水冷系统、晶闸管参数4个方面和先前投运的向家坝—上海±800 kV特高压直流工程晶闸管换流阀进行了对比分析。验证了锦屏—苏南特高压直流工程晶闸管换流阀整体性能比向家坝—上海±800 kV直流工程有所提升,可以长期安全可靠运行;同时也为后续±800 kV特高压直流工程换流阀的设计和制造奠定了良好的基础。