俄罗斯乌克兰超特高压输变电技术发展近况.docx

《俄罗斯乌克兰超特高压输变电技术发展近况.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《俄罗斯乌克兰超特高压输变电技术发展近况.docx（32页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、俄罗斯乌克兰超特高压输变电技术发展近况摘要：较为全面介绍了中国电工技术学会特高压输变电技术考察团对俄罗斯与乌克兰超、特高压输变电技术的考察情况。其中，重点介绍了圣彼得堡直流高压研究院对1150kV特高压输变电技术的研究成果；乌克兰扎不罗热变压器研究所与变压器厂对超高压、大容量变压器的科研与生产情况；对高压电瓷股份公司的考察情况与对750kV输电线路杆塔与绝缘子使用现状的调研情况。图1前苏联1150kV输电线路的走向与分段情况242m图21150kV输电线路拉V塔结构在特高压的研究方面，直流研究院要紧开展了下列工作。1.1.1 放电间隙研究对特高压架空线路及隔离开关的空气间隙要紧使用两种试验波形

2、进行研究。一是波头时间为300500s的操作冲击波（由冲击电压发生器产生），另一是波头时间为2000-4500s的长波头试验波（由工频试验变压器产生）o图3示出了在进行特高压输电设计中所应用的不一致电极结构空气间隙的50%放电电压曲线。图3不一致电极结构空气间隙的50%放电电压曲线（波前时间为3000-4500s的操作波）1-棒-板间隙；2-棒-棒间隙；3-分裂导线-地间隙；4-分裂导线-4.5m高的接地车辆；5-分裂导线-塔身及干绝缘子串1.1.2 绝缘子串放电研究在雷击与操作冲击电压下，干燥气候条件下的长绝缘子串的放电特性要紧取决于绝缘子串的空气间隙的长度；淋雨条件下的长绝缘子串的放电要紧

3、在空气间隙中发生，仅有一小部分是沿绝缘子串表面放电。在持续的工作电压作用下，湿污绝缘子的闪络通常都是沿面发生。在不一致的试验条件下，不一致结构绝缘子长绝缘子串的长波头(3000-4500s)操作冲击闪络电压放电试验曲线见图40对长串绝缘子的操作冲击放电试验结果说明：当绝缘子串长达7m时，在小雨、雾、雪甚至在环境条件脏污的条件下，长串绝缘子的操作冲击放电电压与操作冲击干闪电压相比并没有明显降低，因此长串绝缘子操作冲击的干闪电压特性曲线是最基本最重要的特性曲线。关于V形塔当中的V形绝缘子串，根据分裂导线悬挂高度及位置的不一致，V形绝缘子串的操作冲击闪络电压较同一长度I形绝缘子串的操作冲击闪络电压降

4、低10%15%,因此，对中相V形绝缘子串的操作冲击绝缘水平的选择十分重要。图4不一致结构绝缘子长绝缘子串的操作冲击闪络电压曲线(波前时间3000-4500s)I-雨闪电压，大爬距绝缘子1IH2,2;2-雨闪电压，普通型绝缘子IJHV2.0;3-干闪电压为了确保线路运行的可靠性，在早期设计阶段沿规划的1150kV线路建立了试验站，专门研究了该线路绝缘子的污秽状况、土壤状况及该区域35500kV线路的运行经验。线路穿越的部分地区属盐碱性土壤，通过分析，确定穿越该地区的线路绝缘子所使用的泄漏比距要高于常用的泄漏比距(/1=1.5cm/kV)o1.1.3 特高压线路的操作过电压操纵1150kV线路需要

5、通过并联电抗器达到100%的补偿。三相电抗器的容量高达30.3Gvar,每隔150km就需要安装一组这样的电抗器，这使得降低由操作引起的瞬时过电压成为可能。根据原苏联、加拿大、美国的750kV线路运行经验，单相接地故障占线路故障总数的99%,因此，为了1150kV系统的稳固运行，使用单相重合闸是必要的。关于1150kV线路，最要紧的是确保故障相在两端断路器跳开后潜供电弧的熄灭。通过研究得出一个重要的结论：使用一套专门设计的具有合适参数的补偿电抗器连接在每组并联电抗器的中性点与地之间，能够有效地将潜供电流降低一个数量级。使用下列措施以降低1150kV线路的操作过电压：并联电抗器确保达到100%的

6、补偿；在每组并联电抗器的中性点与地之间连接补偿电抗器；在断路器动作时，合上并联电阻；另外，在线路端部安装氧化锌避雷器。1150kV线路是使用统计的方法来进行绝缘配合的。1.1.41150kV的雷电性能1150kV输电线路的防雷设计已从超高压输电线路的雷电特性中吸取了许多有益的经验。一方面，1150kV线路的反击耐雷水平很高，能够承受高达250kA的冲击电流，因此，当雷击杆塔或者避雷线时，不可能对线路造成威胁。另一方面，当雷绕击导线时，2030kA的雷电冲击电流就可能造成威胁。为了研究1150kV线路的雷电特性与雷击跳闸的概率，关于雷电日、杆塔上雷电流的测量、雷击线路的位置等的综合性研究从198

7、5年就已经开始了。现已得出了很多有用的结论。确定出每百公里年的雷击次数为0.5;在1989年与1990年，实测雷击跳闸的次数为0.3与0.4。要紧是由绕击导线引起的跳闸。1.1.5 绝缘子串电压分布为了用试验方法来检查设计上使用不一致悬式绝缘子时绝缘子串的分布电压，与为了将计算与测量的数据作一比较，建造了一个与真塔尺寸相同，具有边相与中相绝缘子串及模拟导线的实体模型；单片绝缘子上的电压是通过在绝缘子内部的一个专用的光传感器直接在绝缘子串的测量中得到的。对30个绝缘子串所测得的电压分布证明，计算值与测量值相当一致。从绝缘子串上的计算值能够看出，在干燥的天气条件下，中相使用单串PS400A型绝缘子

8、的1150kV交流输电线路的V型串中，靠近导线第一片绝缘子上的最大电压能够达到40kVo关于使用单串PS-300K型绝缘子串的边相，这一值不可能超过32kV,这是由于第一片绝缘子在分裂导线内。在边相与中相都使用双绝缘子串的1150kV输电线路中，绝缘子的最大分布电压值也不可能超过35kV,这时靠近导线的第一片绝缘子是在分裂导线的上方。计算与测量的数据都说明，尽管最接近导线的绝缘子（中相与边相分别使用2PS-210B型或者2PS-300K型）上的a值略高于这些型号绝缘子的无线电干扰电压同意值,实质上绝缘子串上的整体无线电干扰水平并不影响由导线电晕所确定的1150kV线路上的整体干扰水平。为了确定

9、分布电压的同意值，在各类天气条件下使用户外试验装置对1150kV交流线路中所有绝缘子构成的绝缘子串进行了长期的测量。由测量结果得出结论：设计定出的值是能够同意的。1.1.6 1150kV线路与开关站的电磁环境影响通过已投入运行的1150kV输电线路来研究他们对环境的影响。比如输电线路与变电站中的无线电干扰水平、输电线路信道与变电站中的电场、变电站中操作台上的感应电流等。在运行的初始阶段，由1150kV输电线路与变电站产生的无线电干扰水平超过了规定水平。运行一年之后，导线上的毛刺减少，线路产生的无线电干扰水平降低了56dBo在变电站内，对母线（特别是在他们的交汇处）与装置的屏蔽改进等设计工作仍在

10、继续。电场的测量结果能够用来绘制户外开关装置的场强分布区域。选择日常巡视路径来进行测量，要求该路径的场强在5kV/m下列。关于场强大而工作人员又要经常去的地方，能够加装保护屏与保护罩。为了保持输电线路正下方地面场强的最大值在原苏联安全规范给出的15kVm（距地面1.8m温度32）之内，增加了导线的对地高度，这导致在线路上的投资增加了6%o由原苏联所确定的线路信道（限制进入区域）边界为距离输电线路轴线805m,这一值是根据计算与测量结果并按照场强值E不大于1kV/m来确定的。对人体健康可能造成的伤害是,当人与大型农用车辆（如联合收割机）接触时电流持续地通过人体，而假如如今车辆正好处于输电线路下电

11、场最高（E=15kV/m）的不一致位置,则由测量与计算（计算流过人体电流的等效电路见图5）结果能够看出，在这种情况下，通过人体的电流不可能超过5mA,这一值低于摆脱电流（女性6mA,男性9mA）o关于横跨公路路面的1150kV输电线路考虑到可能出现的对车辆（干的柏油路面）与行人（路边）的不利情况，要求场强值E1应低于10kVmo图5计算流过人体电流的等效电路1.1.7 1150kV线路的改进设计对工程初期使用的1150kV塔已进行了改进通过使用更高的塔（50m）与更大的档距（475525m取代385425m）,使每公里线路节约了10%的钢材与在施工工程中节约了15%20%的费用。除了改进现有的

12、塔外，在将来的1150kV线路中使用新型塔在技术与经济上是可行的。比如，在农田与人烟稀少的地区，能够使用拉索塔，这可在钢材上节约25%。这种塔已经设计、制造并通过了测试。建设具有高自然输送功率的1150kV线路是可能的。最初设计的1150kV线路具有5.5GW的自然输送功率，新项目设想为具有7GW.9GW的自然输送功率。设计中的分裂导线数将更多，相间距离将更小。关于导线分裂数/7=12,相间距离。=15m的1150kV线路来说，输送自然功率可高达7GW,7.5GW;当/7=14或者15,且Z12m时，输送自然功率可上升到8.5GW.9.0GWo几种新型杆塔结构见图6、图7与图8。当然，目前这仅

13、是设想，并未付诸实施。I596nJ图6具有悬式桁架的拉线塔Ir33.2m图7紧凑型拉V塔30.0n图8三角形结构拉线塔1.1.8 多分裂导线的电晕损耗与无线电干扰计算结果说明，次导线上的表面最大场强国分布极不均匀。对12分裂导线电晕损耗的试验证明，不管是在整束还是在单根次导线上的电晕损耗都存在着很大的差别。分裂母线、导线的电晕电流见图9、图10。这使得研究新的试验研究技术与预估年度电晕损耗成为必要。图9分裂母线的电晕电流(a)雨雪；(b)霜O-分裂导线整体；I-最下面子导线；7-最上面子导线;%.41.25-1)2,J号1+2(D曳ph=IOOOkV图10分裂导线的电晕电流（a）分裂导线的排列

14、；（b）好天气O-整个分裂导线；I-最下子导线；4中间子导线；7-最上子导线对分裂根数大于8且有不一致分裂间距。的导线的电气特性进行了研究。当分裂间距。较小时，其电气特性与相同直径的管导线很接近，且导线下的地面场强显著降低。对具有较小分裂间距（）115Cm）的8分裂导线的理论计算也验证了导线试验结果。因此，应使用较小分裂间距的多分裂导线作为变电站的母线而不是使用铝管。通过对8AS-40051导线的试验，研究了分裂间距D对电晕的影响。分裂间距分别为常规值Z38.3Cm与较小值。=11.5cm,较大值。=115cm。结果说明，在同样的表面梯度下。增加则电晕损耗减小。对类似的试品进行了无线电干扰试验

15、，结果说明当分裂间距与次导线半径之比超过25时，无线电干扰水平与Em无关。试验说明能够通过用试验线段来建立一个全天候的R1测量方式。这一试验对通过密集人口地区的1150kV线路的建设是必要的。1.1.9 带电作业早在20世纪30年代，原苏联就在输电线路上进行了首次带电作业试验，这些作业包含用绝缘棒检查及拆换导线零件。在40年代，等电位作业这一新的带电检修方法已得到应用并大规模推广，第一本带电作业操作规程已经编制审定。到50年代中期，带电作业技术已普及。在前苏联电力系统75%的地区，线路抢修工作有85%使用带电作业。带电作业内容包含：绝缘子检测、压接管电阻测量、线路金具拆换、对架空地线及拉线涂刷防腐剂等。关于330750kV输电线路的带电作业，已进展了一套完整、合理的操作方法，并配有现代的装备及易于使用的工具。另外，对1150kV输电线的带电作业技术、工具、保护方法等问题也进行了深入研究。对带电作业时架空线电磁场影响的研究已进行了大量工作。从试验分析结果来看，750kV线路上的磁场强度不致对带电作业工人造成有害影响。而关于电场的影响，则可通过采取保护措施来消除电场的直接效应，如为了消除电场效应与人体接触高电位瞬间产生的脉冲电流效应，制作了高标准的屏蔽服。1.2直流研究院的研究领域及要紧试验设备1.2.1 试验研究领域试验研究领域有：加速老化