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“1000kV罐式电容式电压互感器研制及工程应用”获国家电网公司科技进步一等奖

  • 发布时间:2015-09-10 01:31:51  来源:科技日报  作者:佚名  责任编辑:罗伯特

  主要完成单位:中国电力科学研究院

  完成人:王晓琪、李璿、吴士普、陈国强、汪本进、冯宇、王欢、叶国雄、徐思恩、孙岗、余春雨、黄华、李磊、毛安澜、陈晓

  项目简介

  在国家“一带一路”发展战略和国家电网公司电网发展战略的带动下,我国特高压进入了全面提速、大规模建设的新阶段,沿着“一带一路”的多个跨境特高压工程也将获得突破。在该背景下,实现特高压设备的自主研制显得尤为迫切。特高压GIS设备具有占地面积少、环境电磁干扰低、运行维护方便等优点,随着特高压工程的陆续建设,特高压GIS设备需求量将大幅增加。特高压电压互感器是特高压GIS设备中实现电网电能计量、电压测量和系统保护的重要设备,但受结构限制,由我国自主研制且在特高压敞开式变电站中大量运行的1000kV柱式电容式电压互感器(柱式CVT)无法直接安装于特高压GIS设备上,而随着电压等级提升至特高压等级,常规用于GIS设备的罐式电磁式电压互感器(罐式PT)生产工艺、制造难度大幅增加,仅有日本针对我国特高压工程实现了商品化,形成了技术垄断。

  为打破该技术垄断,国家电网公司组织全公司技术专家开展专项科研攻关,我国互感器知名专家、中国电力科学研究院高压所教授级高工王晓琪突破传统互感器的设计理念,创新性的提出了罐式CVT的概念,用单一同轴气体绝缘结构代替了油纸复合绝缘的小单元串联结构,在山东泰开互感器有限公司协助下,带领科研团队攻克了设备结构设计、关键技术参数确定、特快速瞬态过电压(VFTO)抑制、加工工艺、等效试验方法、运行误差监测等多项关键技术,实现了特高压电压等级样机研制及工程应用。该项技术避免了罐式PT存在与电网发生串联谐振的风险,并进一步提高了罐式电压互感器的可靠性。该科技成果被湖北省科技厅鉴定为整体达到国际领先水平。

  技术创新点

  该成果的关键技术和创新点:(1)国内外首次提出了一种具有同轴电极结构的气体绝缘罐式CVT,解决了结构设计、场强控制、关键技术参数确定、电容分压器大尺寸电极同心度加工工艺等问题,研制了1000kV罐式CVT样机并应用于特高压工程中。(2)提出了在高压电容与中压电容之间增加高频波阻尼导线的方式抑制VFTO的措施,降低了VFTO传递至中压回路及二次系统的过电压幅值及陡度,提高了1000kV罐式CVT的可靠性,该项技术还可应用于对电力系统雷电冲击过电压以及GIS设备中VFTO的抑制,提高电网可靠性。(3)提出了1000kV罐式CVT等效试验方法,有效解决了部分试验无法开展的难题,确保了1000kV罐式CVT试验的顺利实施。(4)提出了一种1000kV罐式CVT运行误差在线检测方法,研制了误差实时检测系统,获得了其运行误差受环境变化的影响量,为其长期运行提供技术支撑,该项技术的测量数据比现阶段电压互感器离线测得的误差数据更符合运行实际,已在特高压工程中得到了应用。

  成果应用及效益

  1000kV罐式CVT通过了电力工业电气设备检验测试中心的型式试验及为期一年的长期带电考核。2013年9月,该互感器在我国“皖电东送”工程淮南站挂网,运行情况良好。该技术成果形成了完善的1000kV罐式CVT设计技术及生产制造工艺,建立了实验室及现场性能考核体系,形成了1000kV罐式电压互感器技术规范,为其广泛推广应用奠定基础。该技术成果直接经济效益达9000万元,随着后续特高压工程的陆续建设,将创造更大的经济效益。

  1000kV罐式CVT的成功研制,打破了国外技术垄断,为我国国产装备走向国际奠定了基础,其结构设计对建设特高压全GIS站、提高设备抗震性能及节约变电站占地面积等方面具有积极作用,对维护电网安全稳定具有重要意义。同时,该技术还可应用于超高压罐式电压互感器和其他高压电器设备的研制,对相关领域技术有较大的启发和推动作用,经济效益和社会效益显著。(李杰

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  王晓琪,教授级高级工程师,中国电力科学研究院高电压研究所党委书记,全国互感器标准化技术委员会副主任委员;电力行业电力变压器标准化技术委员会副主任委员;全国电力设备状态维修与在线监测标准化技术委员会委员。长期从事高电压大电流计量技术研究以及高电压与绝缘技术研究。研究领域包括:高压电器设计技术、输变电设备检测技术及故障诊断、电力系统过电压抑制等。近年来,负责研制了1600kV标准电容器、现场试验用1000kV标准电压互感器和量值溯源用1000kV标准电压互感器系列标准装置,提出了特高压电压互感器误差在线比对技术,有效解决了特高压电压互感器实验室及现场误差试验难题,为我国特高压工程建设做出贡献。

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