1000kV电压互感器选型及罐式CVT的研制

为满足后续特高压交流工程建设需求,对1 000kV特高压交流工程电压互感器的选型进行了研究,并开展了1 000kV罐式电容式电压互感器(罐式CVT)的研制。同时分析了我国1 000kV特高压交流工程用电压互感器选型所考虑的因素,着重介绍了1 000kV特高压交流工程气体绝缘变电站(GIS)用罐式CVT所具有的特点及试验情况。研制的罐式CVT的耦合电容分压器及电磁单元均为SF6气体绝缘结构,其中高压臂电容为2个金属同轴电极结构,耦合电容分压器额定电容量仅有500pF甚至300pF,二次输出可以满足30VA或10VA的容量要求。该罐式CVT样机已顺利通过例行试验,型式试验及特殊试验。最后对试验中的主要试验项目进行了分析,表明罐式CVT在绝缘性能、误差性能、铁磁谐振性能及暂态响应性能等方面都符合特高压GIS用电压互感器的技术要求。     

1 000 kV柱式CVT的设计要点及检测

1000kV柱式电容式电压互感器(CVT)是我国晋东南—南阳—荆门1000kV特高压交流试验示范工程的重要设备,它的设计不仅要考虑特高压绝缘问题,同时要兼顾误差特性、安装特性等。根据我国1000kV特高压输电工程的需要,在对比柱式结构CVT、SF6气体绝缘电磁式电压互感器、电子式电压互感器(EVT)优缺点基础上,对我国1000kV交流特高压工程用电压互感器进行了选型;分析了1000kV柱式CVT的设计原理、参数选择、结构要求、现场检测方法及附加误差,同时提出1000kV标准电压互感器的结构设计。1000kV柱式CVT的试制成功证明,1000kVCVT符合对1000kV特高压电网电压测量和保护的要求,为我国晋东南-南阳-荆门1000kV特高压交流试验示范工程的顺利进行提供了保障。     

特高压电容式电压互感器介损和电容测量方法分析

电容式电压互感器（CVT）的电容量和介质损耗角的测量是检验设备绝缘性能的一项重要试验,特高压1 000 kV CVT因其具有自身独有的特性,其试验方法也具有特殊性。比较系统地介绍了特高压变电站中2种不同结构的500 kV CVT电容量和介损的测量方法。主要针对1 000 kV电容式电压互感器结构特殊性采用了一种新的试验方法,通过现场试验,测试结果符合特高压交流试验示范工程电气设备交接试验标准要求,证明采用外高压、内标准、正接法测量CVT中压臂电容C2是可行的。     

1000kV CVT误差的现场试验方法

1000kV电容式电压互感器(CVT)是我国特高压交流试验示范工程中的新型设备,其准确度(误差)的现场试验在世界上没有先例。为确保1000kV CVT误差现场试验的顺利实施,开展了对1000kV CVT现场试验方法的研究,结合试验示范工程用1000kV CVT的结构特点和具体参数,提出了差值法、电压系数测量法等3种方法,通过比较这些方法的优缺点,表明在现场宜用1000kV电磁式标准电压互感器作为试验标准、采用差值法进行CVT的准确度(误差)现场试验;根据试验方法所需的标准装置,研制出1600kV标准电容器、1000kV量值传递用和现场用电磁式标准电压互感器。同时,对测量中可能导致不确定度的来源进行分析,使测量中的偏差控制在允许误差的1/3以内。     

1000kV罐式电容式电压互感器附加误差特性研究

1 000 kV罐式CVT是为特高压GIS设备电能计量、电压测量及继电保护提供电压信号的新型结构电压互感器,其电压测量准确度关系到特高压电网电能计量准确性及继电保护的可靠性。1 000 kV罐式CVT与1 000 kV柱式CVT在电容分压器结构上存在很大差异,而电容分压器性能与CVT附加误差密切相关,因此,有必要对1 000 kV罐式CVT附加误差特性进行研究。文中建立了1 000 kV罐式CVT电容分压器物理模型,计算1 000 kV罐式CVT高压电容C1及中压电容C21的电容温度系数,研究1 000 kV罐式CVT温度附加误差计算及分析方法,计算结果表明:由于金属电极热膨胀引起的温度附加误差为-0.256 5′≤δτ≤0.085 5′;由于电容分压比变化引起的温度附加误差为-2.6×10-2≤fτ(%)≤8.87×10-3。文中研究结果为1 000 kV罐式CVT现场长期稳定运行奠定理论基础。     

1000kV特高压交流电压互感器研制现状及性能浅析

1 000 kV电压互感器是实现特高压电网电能计量及电网保护的关键设备,中国特高压工程所采用的1 000kV电压互感器均为自主研制,如用于敞开式变电站的柱式电容式电压互感器,用于GIS站的罐式电容式电压互感器、罐式电磁式电压互感器和电子式电压互感器等.为提高特高压电压互感器技术水平,总结研究经验,笔者介绍了适用于特高压...     

1000kV罐式电容式电压互感器长期带电考核研究

罐式电容式电压互感器(以下简称罐式CVT)是一种采用SF6气体绝缘的新型特高压GIS工程用电压互感器,相比传统柱式CVT具有电容量不受杂散电容影响的优势.受限于容性设备自身特点,罐式CVT的误差容易受到温度、频率等因素的影响.为了更好地掌握1000 kV罐式CVT长期运行状态和运行中的误差情况,本文对误差影响因素进行了分析,建立了带电考核系统,包括温度监测系统、故障录波系统、误差校验系统,采用0.2级电容式电压互感器与罐式电容式电压互感器进行误差对比,实现了不同温度变化下误差的对比校验和长期带电考核.研究表明,1000 kV罐式CVT绝缘性能良好、温度误差合理,满足工程需求.文中研究成果为1000 kV罐式CVT进行工程应用奠定了基础.     

串联阻尼元件的特高压小电容量电容式电压互感器的设计及性能验证

为降低隔离开关切合串补平台时通过邻近特高压电容式电压互感器(CVT)冲击电流的幅值,利用ATP-draw建立了特高压串补平台侧隔离开关操作的等效模型,经计算得到,降低CVT额定电容量和在CVT顶端串联电阻或电感元件可以有效降低通过其本体的冲击电流幅值。研制了额定电容量为2 000 pF的小电容量特高压CVT样机,建立了其宽频等效电路模型,选取5组具有不同参数的串联阻尼元件,通过仿真计算与实测的比较,验证了仿真的合理性,并确定了阻尼元件参数。搭建了雷电冲击电压下特高压CVT冲击电流测量系统,分别测量了雷电冲击下通过带有阻尼元件的额定电容量为2 000 pF特高压CVT及工程用额定电容量为5 000 pF的特高压CVT的冲击电流。测量结果表明:在特高压CVT高压端施加幅值为1 550 kV,波前/全波时间为5.5/67μs的雷电冲击过电压时,通过前者的冲击电流幅值为0.82 kA,通过后者的冲击电流幅值为2.66 kA。该研究结果表明,采用串联阻尼元件的小电容量特高压CVT,可有效降低通过其本体的冲击电流幅值,提高特高压串补隔离开关操作时邻近特高压CVT的可靠性。     

±1000kV特高压直流电流互感器选型及结构设计

直流输电作为一项成熟、可靠的大容量、远距离输电技术,在中国跨省、区联网工程中发挥了重要作用。随着特高压±800 kV直流输电工程的顺利开展和实施,更高电压等级±1 000 kV直流输电技术的发展成为可能。直流互感器是供直流输电系统用电能计量、电量监测、电力系统控制与保护的重要装置,由于直流互感器的技术比交流互感器复杂,制造难度大,国内用量少,且事故率很高,所以一直没有得到推广,特高压±800 kV云南—广东和向家坝—上海直流工程中直流互感器均依赖于进口,中国未掌握核心技术。为推进特高压直流设备国产化进程,使得±1 000 kV直流电压等级的直流互感器研究成为必然。笔者在对比分析目前直流互感器的类型,同时又参照±800 kV直流工程中直流互感器的运行情况的基础上,对于±1 000 kV直流互感器进行了选型及结构分析。分析结果表明:±1 000 kV特高压直流互感器的研究在世界上尚属首次,研究成果对于±1 000 kV直流电网的建成与否起到极其重要的作用,中国掌握核心技术,大量节省工程建设资金,使中国的直流互感器技术达到世界领先水平。     

现场试验用1000kV标准CVT的研制与应用

为了解决特高压交流电网1000kV电容式电压互感器(CVT)误差特性的现场检测问题,研制了现场试验用1000kV标准电压互感器。该互感器高度约8m,质量7t余,采用特殊的内部设计结构以适应大型精密测试装备的长途运输颠簸;内设液压装置以实现此大型精密测试装备竖立和卧倒的自动升降操作而无需其它吊装设备配合,减少现场试验的作业面,提高工作效率。实测样机误差特性满足0.01%误差限值水平,是目前世界上电压等级最高、误差特性最好的电磁式工频电压比例标准器具。现场试验用1000kV标准电压互感器已用于国网特高压交流试验基地的1000kVCVT预防性试验和晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程的18台1000kVCVT误差特性现场检测,使用效果良好。     

特高压空载变压器谐振过电压和励磁涌流分析及抑制方法

为研究从1 000kV侧合闸空载特高压(UHV)变压器的暂态特性,并确定其过电压和励磁涌流的幅值,从而为以后运行中合闸空载变压器的操作方式提供技术依据,首先将特高压交流试验示范工程系统调试时合空变过电压和励磁涌流的实测结果与模拟计算结果进行了对比,并找出了合理的的变压器励磁曲线和剩磁取值以提高仿真模型的准确性,在此基础上进行了合闸空载变压器的模拟计算。结果表明,变压器励磁曲线的电压不宜取得过低,变压器剩磁宜取40%～50%。将所选取的变压器励磁曲线和剩磁运用到特高压交流试验示范工程扩建工程的合空变研究中,并计算了从1 000kV侧合闸特高压空载变压器的过电压和励磁涌流。研究结果表明,合闸特高压空载变压器产生谐振过电压的可能性比合闸500kV变压器大,长治站和荆门站特高压空载变压器合闸均没有出现谐振过电压,而南阳站合闸第2台特高压变压器时产生了标幺值>1.3(基准值为(槡2×1 100/槡3)kV)的谐振过电压,并且基本上不衰减;合闸电阻可有效地抑制该谐振过电压;合闸时产生的励磁涌流均不大。     

交流特高压避雷器等变电设备带电考核

特高压交流试验示范工程用的1000kV变电设备在我国是全新电气设备,目前不具备对特高压设备进行挂网试运行的条件,为确保特高压试验示范工程一次投运成功、长期可靠运行,进行了在特高压交流试验基地带电考核场内对特高压避雷器、电容式电压互感器(CVT)、支柱绝缘子和变电金具进行带电考核。考核设备在考核场内的布置和连接方式参照特高压交流试验示范工程3个变电站/开关站的实际布置和连接。相关试验充分考核了特高压避雷器、CVT、支柱绝缘子及变电金具的电气性能和机械性能;验证了试验示范工程中相关设备布局、连接方式的合理性;同时考核过程中对噪声进行了治理,取得了良好的效果;取得了设备均匀环、变电金具、耐张串绝缘子均压环的电晕特性、噪声水平和地面场强等的第一手资料。带电考核工作不仅完成了预期的考核任务,还为特高压交流试验示范工程积累了有益的经验。     

1000 kV交流输电系统动态模拟研究

为了准确模拟1000 kV交流输电系统,基于晋东南- 南阳-荆门交流特高压试验示范工程提供的参数,设计了满足要求的高性能线路元件模型(线路阻抗角可高达88．5°)、并联电抗器元件模型、电容式电压互感器及电流互感器等。建立1000 kV交流输电系统的动态模拟系统能够为所模拟系统继电保护装置的设计和选型提供试验条件,并可应用于1000 kV交流输电系统暂态特性的研究。     

特高压交流基地首次升压时35 kV对地电压不平衡的原因分析及对策

2007年2月5日,国家电网公司特高压交流试验基地启动委员会组织了基地1000 kV变压器、CVT及避雷器的首次带电试验。一带电便出现了35 kV母线三相对地电压不对称的现象。后续试验采取将电抗器中性点接地,但存在过电压安全隐患;作者对此进行了分析并提出了对策。     

1 000 kV特高压电容式电压互感器的研制

对1 000 kV特高压电容式电压互感器提出了关键技术问题解决方案和产品绝缘结构的设计思路,并介绍了桂林电力电容器有限责任公司最新研制的1 000 kV电容式电压互感器的结构、技术参数、性能指标、试验考核情况和产品特点。2年多的安全运行验证了该电容式电压互感器的可靠性和优越性。     

特高压交流变电站用磁控式动态无功补偿技术方案

1 000 kV交流特高压变电站110 kV侧并联无功补偿电容器组具有电压等级高、容量大等特点。通过对1 000 kV晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程110 kV无功补偿装置的电容器和电抗器投切控制进行仿真分析,特高压输电系统因无功补偿装置频繁投切时产生的合闸涌流和系统电压波动不容忽视。讨论了110 kV磁控式动态补偿的设计方案,通过对设计方案进行仿真分析,结果表明采用磁控式动态无功补偿技术可以避免并联电容器组频繁投切,有效地稳定系统的电压波动。     

特高压交流试验基地1 000 kV变压器选型及试验

作为特高压交流试验基地的重要设备,1000kV变压器的结构设计及选型首先应保证其安全运行,其次必须考虑它作为将来1000kV交流试验示范工程主设备的功能的同时兼顾试验基地作为示范工程的前期科研作用。为此,国网武高院采用多个厂家不同结构的设计进行对比,以充分考核其可靠性与优劣。此次1000kV特高压变压器设计在它的技术条件和标准、选型、招标采购、安装调试、交接验收、系统设备投运等工程建设全方位进行了尝试、铺垫,为正式工程的建设奠定了良好的基础。