±400 kV直流SF_6气体绝缘穿墙套管研制

特高压直流穿墙套管是换流站中连接直流场和阀厅的重要关键设备之一,±400 kV直流穿墙套管的研制对于实际工程建设与±800 kV及更高电压等级直流穿墙套管的研制都有着重大意义。文中以额定电压±400 kV,额定电流5 000 A的直流纯SF_6气体绝缘穿墙套管为研制对象。研究了套管在绝缘结构、机械结构及试验工装方面的关键性问题。在绝缘结构设计方面,针对直流电场的特点,建立了直流套管电场优化设计平台;在机械结构设计方面,针对超长导电管挠度较大引起的套管轴对称电场分布畸变的问题,设计了超长导电管内部空间立体结构,有效增大了导管本身惯性力矩;针对超长导电管因热胀冷缩引起的金属材料伸缩问题,设计了带波纹伸缩管的专用接头。经试验验证,满足设计指标,能够应用于直流输电工程中且对更高电压等级直流穿墙套管的研制具有重要参考意义。     

±800kV气体绝缘直流穿墙套管的研制

为支撑我国特高压直流输电工程建设,实现重大装备国产化,西安西电开关电气有限公司开展了±800kV直流穿墙套管的研制工作。本文研制了一种气体绝缘直流穿墙套管,使用专业分析软件对直流穿墙套管内部电场及结构强度进行了仿真计算,并在国家高压电器质量监督检验中心通过全部型式试验,其结构简单、通流能力强、可靠性高,能够很好地适用于特高压直流输电工程中。     

超/特高压直流套管的研发新思路 ——±800 kV电容式复合绝缘穿墙套管结构设计的探讨

中国早期800 kV直流输电阀厅使用的进口穿墙套管,存在一些运行质量问题和结构设计缺陷.电气性能的可靠性与机械强度设计、制造工艺及成本控制的矛盾交织,使特高压直流穿墙套管的设计与制造成为一个世界性的难题.为破解这个难题,文中提出了开发电容式复合绝缘直流套管的设想,并简介这种套管的主要设计思路,以期其快速发展.     

SF_6气体绝缘直流穿墙套管污秽闪络特性

为研究不同污秽条件下直流穿墙套管的污闪特性、空心复合绝缘子不同伞形结构对直流穿墙套管污闪特性的影响规律、直流穿墙套管内部导体和屏蔽结构对其污闪特性的影响规律,利用大型人工环境气候实验室开展了±400 kV SF_6气体绝缘直流穿墙套管人工污秽试验,获得了不同伞形穿墙套管和空心复合绝缘子50%污秽耐受电压与附盐密度(SDD)间的负幂指数关系式。研究表明:伞形结构为1大1小伞的空心复合绝缘子单位爬距闪络电压值要高于1大2小伞的空心复合绝缘子,有内部导体和屏蔽层的直流套管较没有内部导体和屏蔽层的直流空心复合绝缘子的U50%在SDD为0.08、0.15、0.20 mg/cm~2时分别提高5.3%、4.2%、5.3%,根据研究结论建议±1 100kV SF_6气体绝缘特高压直流穿墙套管外绝缘伞形结构设计可采用爬电距离利用率较高的伞形配置,且爬电比距不低于48 mm/kV。     

±1100 kV直流纯SF_6气体绝缘穿墙套管关键技术研究

±1100 k V直流纯SF_6气体绝缘穿墙套管(以下简称±1100 k V直流穿墙套管)为目前世界电压等级最高的直流设备,也是直流输电系统中的关键设备。依托昌吉至古泉±1100 k V特高压直流输电工程,以±1100 k V直流穿墙套管为研究对象,建立了套管的三维物理模型,从直流绝缘材料、电场强度、机械强度及温度场等方面进行优化设计,并制造了±1100 k V直流穿墙套管样机。该样机顺利通过了全套型式试验验证,其各项性能指标均满足工程要求。通过该套管的研制,掌握了特高压直流SF_6气体穿墙套管的关键技术,并可以推广应用到其他电压等级产品中。     

特高压直流穿墙套管导体支撑结构研究

特高压直流穿墙套管是连接换流站直流场和阀厅的关键设备,目前,直流穿墙套管结构主要有胶浸纸电容式结构、环氧芯体SF6气体复合绝缘结构、SF6气体绝缘结构。在研究以上几种穿墙套管结构的基础上,提出一种SF6气体绝缘结构穿墙套管的导体支撑结构。该支撑结构中导体不需要绝缘支撑,通过几个有效措施减小导体挠度影响,同时也避免了直流电压下绝缘件表面电荷累积效应引发的电场畸变对绝缘件使用寿命的影响,使直流穿墙套管的运行可靠性更好。     

有限元数值计算技术应用于特高压穿墙套管三维电场模拟分析

800kV特高压直流穿墙套管是我国±800kV特高压直流输电工程中的重要设备,亟需应用有限元数值计算技术对其关键部位进行三维电场模拟分析,确定传统结构设计的合理性并提供优化方案。为此在环氧浸纸电容式和金属屏蔽式2种技术路线下,分别讨论了特高压直流穿墙套管的结构特点和绝缘性能。应用有限元法仿真计算了金属屏蔽结构下穿墙套管的三维电场分布,重点分析了穿墙套管金属屏蔽表面及其相关附件电场分布特点,进一步对套管中间连接结构及支撑绝缘子的实际尺寸进行三维实体模型电场分析,并优化支撑绝缘子结构型式和尺寸。计算结果表明:对于金属屏蔽式芯体结构,高场强区域集中在金属屏蔽翻边位置及外部均压环表面,双层金属屏蔽芯体结构下穿墙套管复合绝缘子沿面电位及电场分布相对均匀,可实现套管紧凑型结构设计。该研究结果可为特高压穿墙套管的设计、研制及运行提供理论依据。     

特高压换流变压器的绝缘结构和试验

回顾总结了国内外的特高压变压器技术现状,介绍了特高压换流变的作用、绝缘结构特点以及换流变的绝缘试验,指出了特高压换流变压器800 kV端绝缘结构耐压水平最高达到1257 kV以及阀侧套管和出线装置、陡波对绕组纵绝缘的影响和阀侧引出线等绝缘结构薄弱点,为特高压直流换流变的绝缘结构设计制造提供理论依据.     

干湿分区对直流穿墙套管内外部场强影响研究分析

基于电场仿真软件开展特高压换流站直流穿墙套管在雨雪天气下形成干湿分区后,外部电场畸变对套管内部场强的影响分析。进一步搭建干湿分区畸变形成的空间电荷模型,定量开展其对直流电场的影响分析,得到了不同空间电荷量、不同绝缘介质下,套管外部场强畸变对内部电场强度变化的影响,确定套管内部放电的原因为外部存在干湿分区引起内部SF₆气体场强异常增大,导致穿墙套管内部放电。为特高压换流站直流穿墙套管外绝缘设计与安装优化设计提供了支撑,保障了特高压换流站穿墙套管设备的稳定运行。     

±800kV直流穿墙套管安装和现场试验关键技术研究

±800kV直流穿墙套管是特高压直流输电的关键设备之一,±800kV云南—广东特高压直流输电工程中的特高压直流穿墙套管在世界范围内属于首次研发和使用。介绍了±800kV直流穿墙套管的结构及其主要技术参数,给出了套管及其空心复合绝缘子的技术要求,重点阐述了套管的安装及现场试验,对直流耐压试验过程中出现的贯穿性闪络放电问题进行了阐述并从套管的外绝缘裕度、环境条件以及均压环的配置等方面分析了原因,介绍了其在新工程中外绝缘裕度的改进措施,为特高压直流穿墙套管的设计、制造提供依据。     

新型515 kV直流SF6气体绝缘穿墙套管研发设计

直流穿墙套管是承载系统安全的一个核心设备,在直流输电系统中处于咽喉位置,文中以515 kV SF₆气体绝缘结构穿墙套管为研究对象,针对超长导电杆挠度过大引起穿墙套管内部电场畸变的问题,新设计一种带空间支撑结构的导电杆,并与传统导电杆对比分析,得到新型导电杆挠度值下降了34.95%,然后对安装新型导电杆的穿墙套管进行温升仿真分析,计算结果表明,安装新型导电杆的穿墙套管具备额定通流6515 A和耐受1550kV雷电冲击的能力。各项型式试验的顺利通过,验证了515kV SF₆气体绝缘结构穿墙套管结构的合理性,为直流输电工程更高电压等级穿墙套管的研制奠定理论基础。     

特高压变压器绝缘结构

特高压交流变压器和特高压换流变压器容量大,耐受电压水平高,特别是特高压换流变压器需耐受交直流复合高电压,内部电场分布复杂,代表了变压器油纸复合绝缘和出线装置设计和制造的最高水平。为推进特高压输电工程,根据特高压交流试验示范工程和特高压直流示范工程的实践,给出了特高压交流变压器、特高压换流变压器的绝缘结构特点,分析了两种特高压直流换流变现有引线装置和套管的特性,介绍了特高压变压器、换流变的主、纵绝缘设计要求和型式。在此基础上,提出了特高压变压器(换流变)出线装置和套管的国产化推进方案。     

百万伏气体绝缘穿墙套管问世

正从平高集团获悉,由该公司牵头承担的"十二五"国家"863"计划课题"±1 000 k V级直流纯SF6气体绝缘穿墙套管样机研制"通过了国家科技部高技术中心组织的专家评审和验收。它标志着平高集团已全面掌握纯SF6气体绝缘直流穿墙套管的核心技术,不仅填补了国际空白,还打破国外极少数企业对高电压等级直流套管核心技术的垄断,     

不均匀淋雨条件下SF6绝缘直流穿墙套管直流电压闪络特性

不均匀淋雨是直流穿墙套管在雨天由于阀厅墙壁遮挡而产生的一种特殊运行工况,不均匀淋雨会显著降低直流穿墙套管的外绝缘强度,不均匀淋雨导致的外绝缘闪络是影响直流穿墙套管安全运行的主要原因之一.为此,利用±100kV、±400 kVSF6绝缘直流穿墙套管产品开展了不均匀淋雨直流电压闪络试验,记录了试品的不均匀淋雨闪络电压值,监...     

特高压直流套管用环氧树脂/皱纹纸复合绝缘体系介电性能的研究

特高压直流套管是制约我国特高压直流输电设备发展的瓶颈。针对特高压直流套管用绝缘材料,分析观察了直流套管用皱纹纸的显微结构,制备了纯环氧树脂和环氧树脂/皱纹纸复合绝缘体系的试样,进行了介电性能测试,研究了不同试样介电性能随温度的变化规律。为研制特高压直流干式套管提供试验依据。     

±800kV直流穿墙套管耐压试验发生外闪原因分析及改进措施

为找出某特高压直流输电工程中,其高压端阀厅直流侧800 kV穿墙套管在进行直流耐压试验过程中发生外闪的根本原因,并研究应对措施,通过结合现场试验实际情况,借助有限元算法对其进行分析。分析结果表明:由于该型特高压直流穿墙套管原均压环结构不合理,造成其表面场强分布极不均匀,尤其法兰与绝缘外套连接处电场强度过高,非常接近空气击穿场强,在其表面有一定污秽和湿度较大的情况下,借助960 kV特高压直流试验电压非常强的累积效应,就形成了贯穿性外闪放电。据此,提出相应的改进措施,即在该型特高压直流穿墙套管的法兰与绝缘外套连接处加装1个相同的均压环,并适当调整均压环的罩入深度。通过有限元算法对此措施进行验算,结果表明:采用这种改进措施会使得其外部场强分布得到根本性改善,大大提高其运行可靠性。     

“±1000kV级直流SF_6气体绝缘穿墙套管核心技术研究及装置研制”通过验收

<正>2017-06-13,国家电网公司承担的国家863计划项目"±1000 kV级直流SF6气体绝缘穿墙套管核心技术研究及装置研制"4项课题顺利通过国家科技部组织的技术验收。该项目突破了±1100 kV直流穿墙套管研制的核心技术,解决了制约我国±1100 kV直流工程发展中的瓶颈问题,成功研制世界首支"环氧芯体SF6气体复合绝缘"和首支"纯SF_6气体绝缘"绝缘结构的±1100 kV直流穿墙套管,使我国在高端电工装备研发历史上实现了核心技术引领,对     

我国首支±800千伏特高压直流输电工程套管研制成功

正长期以来,特高压直流套管一直制约着我国特高压工程国产化,影响了我国电力工业的快速发展。中国西电集团始终致力于提升我国特高压装备研制水平,在特高压直流套管研制方面,2018年为"昌吉—古泉"提供世界首支±1100千伏直流环氧芯体SF6气体复合绝缘穿墙套管产品,创造了穿墙套管产品一次性顺利安装和一次顺利通过极2高端带电调试的纪录,目前已挂网平稳运行一年;2019年研制的国内首支±1100千伏换流变压器阀侧胶浸纸套管一次性通过各项试验考核,产品整体技术性能指标达到国际领先水平,为实现直流工程用系列套管批量国产化奠定了基础。"青海—河南"±800千伏特高压直流输电工程是为支撑青海新能源大规模外送建设的特高压直流工程,是世界首个以送出新能源为主的特高压直流工程,是推动革命老区脱贫攻坚和振兴发展的国家重点工程,意义重大。该工程途经青海、甘肃、陕西与河南4省,线路最高海拔4300米,换流站最高海拔2900米,对产品性能要求极为严苛。     

特高压直流穿墙套管–阀厅体系地震响应及抗震性能提升措施

为评估阀厅对特高压(UHV)直流穿墙套管地震响应的影响,以及对穿墙套管–阀厅体系抗震性能进行优化,建立了特高压直流穿墙套管–阀厅体系的有限元模型,获取了体系在地震激励下的响应特征;建立了穿墙套管–阀厅体系的振动力学模型,分析了不同振动分量对穿墙套管地震响应的影响。结果表明:阀厅结构对穿墙套管地震响应有较大的放大作用,阀厅山墙侧向振动对套管地震响应的影响显著。对阀厅结构进行了加固后,套管地震响应减小。对阀厅侧向刚度的增强能显著改善特高压穿墙套管–阀厅体系的抗震性能。     

特高压交流试验基地800 kV穿墙套管的吊装

武汉特高压交流试验基地800 kV直流穿墙套管,是我国至今最重、最长的套管,且质量分布不均匀,吊装高度高,与常规垂直吊装的套管相比,现场吊装难度较高。介绍了特高压交流试验基地800 kV直流穿墙套管的施工前技术方案准备,详细介绍了现场吊装准备及正式吊装工作。