19世紀(jì)60年代,隨著資產(chǎn)階級革命和改革完成帶來的經(jīng)濟(jì)與科學(xué)快速發(fā)展,作為二次清潔能源的電能走上了歷史舞臺,因電能相比于之前使用的一次能源具有清潔高效、方便轉(zhuǎn)化、利用率高等優(yōu)點,很快在社會中各個行業(yè)開始了廣泛使用,隨著電能利用的普及,第二次工業(yè)革命開始,電氣時代拉開了帷幕。
柴油發(fā)電機(jī)組世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,電能需求量的逐漸增加,單一的本地能源供電消耗方式已不能滿足用電需求,但是發(fā)電能源與負(fù)荷中心的不均勻分布,電能的輸送成為研究者們急需解決的問題。
柴油發(fā)電機(jī)組直流輸電是人們最先嘗試的方法,但因輸送電壓低,導(dǎo)致輸送功率越高電流越大,巨大的線路熱損耗造成的低輸送效率,低壓直流輸電變得毫無意義。
柴油發(fā)電機(jī)組提高輸送效率必然要減少線損,減少線損必然要提高輸送電壓,如何改變電壓成了需要解決的難題。經(jīng)過眾多科學(xué)家與工程師的不懈努力,在1885年5月1日的匈牙利布達(dá)佩斯國家博覽會上,一臺150V,70Hz單相交流發(fā)電機(jī)發(fā)出的電流經(jīng)過75臺5kVA變壓器降壓,點亮了1067只愛迪生燈泡,標(biāo)志著現(xiàn)代實用變壓器的誕生。至此,交流輸電設(shè)備快速發(fā)展,交流輸電迅速占領(lǐng)了統(tǒng)治地位。
柴油發(fā)電機(jī)組而今,伴隨著時代的發(fā)展,科技的進(jìn)步,驚人的電能需求帶來了電壓等級的不斷增長,從而意味著對交流設(shè)備的更高要求,截至目前中國已建成了數(shù)條1000kV以上的交流特高壓線路,在這個過程中,中國特高壓人對特高壓交流設(shè)備的完善、創(chuàng)新、以及從中總結(jié)的經(jīng)驗、建立的標(biāo)準(zhǔn),無一不是智慧的結(jié)晶。
柴油發(fā)電機(jī)組基于《中國特高壓輸電技術(shù)的研究與應(yīng)用》一文,本期講述特高壓為您帶來交流特高壓關(guān)鍵設(shè)備的研究成果。
柴油發(fā)電機(jī)組特高壓交流設(shè)備主要包括哪些?
柴油發(fā)電機(jī)組變壓器、并聯(lián)電抗器、開關(guān)、串聯(lián)補(bǔ)償裝置、互感器、電容器、避雷器、絕緣子、套管、導(dǎo)地線、金具和桿塔等。
柴油發(fā)電機(jī)組交流特高壓關(guān)鍵設(shè)備
柴油發(fā)電機(jī)組關(guān)鍵設(shè)備主要有特高壓變壓器、并聯(lián)電抗器、開關(guān)、串聯(lián)補(bǔ)償裝置。
柴油發(fā)電機(jī)組1變 壓 器
柴油發(fā)電機(jī)組中國攻克了特高壓變壓器全場域電場控制、無局放絕緣設(shè)計、減振降噪、溫升控制等技術(shù)難題,在世界上率先研制出單相三柱式特高壓變壓器,單柱容量334 MVA,單臺總?cè)萘窟_(dá)到1000MVA。
柴油發(fā)電機(jī)組在成功解決單柱容量提升帶來的漏磁控制問題的基礎(chǔ)上,中國進(jìn)一步研制出單柱容量為500MVA的1000MVA、1000kV變壓器(兩柱結(jié)構(gòu))和1500MVA、1000kV變壓器(三柱結(jié)構(gòu))。
柴油發(fā)電機(jī)組為滿足發(fā)電廠直接升壓需求,研制出400MVA、(1100/√3-4×1.25%)/27kV的特高壓升壓變壓器,并應(yīng)用于工程中。
柴油發(fā)電機(jī)組為解決容量提升導(dǎo)致變壓器運(yùn)輸受限的問題,分別成功研制了局部解體和全部解體式1500MVA特高壓變壓器,將單件運(yùn)輸重量在75t以內(nèi) 。
柴油發(fā)電機(jī)組通過特高壓輸電工程實踐,中國逐步開發(fā)形成了較為完善的特高壓變壓器序列,滿足不同工程建設(shè)需求,表1給出了特高壓交流變壓器的部分性能參數(shù),1500MVA特高壓變壓器實物圖見圖1。
柴油發(fā)電機(jī)組柴油發(fā)電機(jī)組柴油發(fā)電機(jī)組2并 聯(lián) 電 抗 器
柴油發(fā)電機(jī)組中國相繼成功研制了200Mvar、240Mvar和320Mvar特高壓并聯(lián)電抗器,其中320Mvar單體容量世界最大,性能參數(shù)見表2。
柴油發(fā)電機(jī)組柴油發(fā)電機(jī)組為滿足電壓靈活調(diào)整的需要,中國還研制了1000kV/200MVA特高壓分級式可控高抗,性能參數(shù)見表3。
柴油發(fā)電機(jī)組柴油發(fā)電機(jī)組3斷 路 器
柴油發(fā)電機(jī)組中國的特高壓變電站均采用氣體絕緣金屬封閉開關(guān)電器(GIS)設(shè)備。在攻克了雙/四斷口高效能滅弧室設(shè)計、大容量高可靠性分合閘電阻裝置研發(fā)、特大功率操作機(jī)構(gòu)設(shè)計等技術(shù)難題的基礎(chǔ)上,中國先后成功研制了額定短路開斷電流為50 kA和63 kA 的GIS設(shè)備,性能參數(shù)見表4。
柴油發(fā)電機(jī)組基于對特快速瞬態(tài)過電壓抑制技術(shù),操作過電壓柔性限制技術(shù)和混合絕緣氣體技術(shù)的深入研究,中國正在開展新一代特高壓GIS設(shè)備的研制和應(yīng)用工作,進(jìn)一步提升設(shè)備的可靠性和環(huán)保性。
柴油發(fā)電機(jī)組柴油發(fā)電機(jī)組4串 聯(lián) 補(bǔ) 償 裝 置
柴油發(fā)電機(jī)組為進(jìn)一步提升系統(tǒng)輸送能力,中國交流特高壓工程采用了串聯(lián)電容補(bǔ)償技術(shù),解決了二次系統(tǒng)抗強(qiáng)電磁干擾、超大容量電容器組的設(shè)計和保護(hù)、火花間隙通流及動作可靠性、限壓器壓力釋放及均流、旁路開關(guān)快速開合以及阻尼裝置等關(guān)鍵技術(shù)問題,成功研制出特高壓串聯(lián)補(bǔ)償裝置。中國研制的特高壓串補(bǔ)裝置額定電流達(dá)5080A,額定容量達(dá)3000Mvar,現(xiàn)場運(yùn)行圖片見圖2,設(shè)備火花間隙性能參數(shù)見表5。
柴油發(fā)電機(jī)組柴油發(fā)電機(jī)組柴油發(fā)電機(jī)組5其 他 設(shè) 備
柴油發(fā)電機(jī)組中國在特高壓交流輸電工程實踐過程中,成功研制出全系列交流特高壓輸變電設(shè)備。除了前述主要設(shè)備之外,還研制成功了1000kV罐式CVT,1000kV站用避雷器和線路避雷器,550kN大噸位的1000kV復(fù)合絕緣子,以及用于1000kV串補(bǔ)平臺的支柱絕緣子
柴油發(fā)電機(jī)組