±1100kV特高压直流输电工程换流阀研发产品运行试验

随着向家坝—上海、云南—广东等多项±800 kV特高压直流输电工程的顺利建成,中国在特高压直流输电线路的建设和工程运行过程中积累了丰富的经验。为了满足中国国民经济的飞速发展对电力能源的需求,建设更大输送容量的直流工程将成为下一步直流输电工程建设发展的必然趋势,而系统电压等级的提高又对换流阀产品性能提出了更高要求。用于±1 100 kV特高压直流输电工程的换流阀产品,其单级晶闸管元件运行试验最高触发电压和恢复电压分别达到5.5 kV和3.3 kV,试验电流和短路故障电流分别为5 332 A和50 kA。为保证系统运行安全,换流阀产品在投运之前,必须通过型式试验对其性能进行验证。西安高压电器研究院有限责任公司利用换流阀运行试验合成回路,模拟±1 100 kV特高压直流输电工程用换流阀在实际运行中的各种工况,完成了试品阀的运行型式试验,并对得到的试验数据进行了分析,为±1 100 kV特高压换流阀产品的设计、制造及工程运行和试验标准的制定提供了参考依据。     

±1 100 kV特高压直流输电换流阀研制及型式试验

为了研发更高电压等级、更高容量的直流输电线路及相关设备,中电普瑞电力工程有限公司完成了±1100kV特高压直流换流阀的研制。介绍了电气回路、触发与监控系统、换流阀冷却系统、阀塔结构设计,并给出了试验电路拓扑。所研制样机通过了型式试验验证。试验结果表明,该±1100kV／5000A特高压直流换流阀样机可满足工程应用,并具备一定的升级空间。     

±1100kV特高压直流输电用6英寸晶闸管及其设计优化

为满足国家±1 100 kV特高压直流的应用需求,适应换流阀用晶闸管向更高电压等级、更大电流容量、更高可靠性发展趋势,基于中国南车现有6英寸晶闸管成熟技术基础,通过计算机仿真与试验相结合的方法,优化晶闸管芯片结构设计,改善了晶闸管芯片边缘电场分布和电压稳定性,改善器件内部热分布与外部散热,提高了晶闸管电流容量;优化晶闸管芯片放大门极结构设计,改善了器件的动态特性;采用先进的电子辐照技术,通过试验优化辐照工艺,进一步改善了晶闸管静态参数与动态特性折衷关系;研究开发出6英寸5 000 A/8 500 V晶闸管,器件的所有静、动态参数达到设计指标,通过了可靠性试验,满足±1 100 kV特高压直流输电换流阀的应用要求。     

特高压直流换流阀单阀交流试验方法研究

±800 kV直流输电是目前世界上直流输电领域电压等级最高的输电方式.±800 kV特高压直流换流阀是特高压直流输电(UHVDC)中的关键设备,在投入电网使用之前必须要进行严格的型式试验.单阀交流耐压试验,是特高压直流换流阀绝缘型式试验中一个比较特殊的试验项目.笔者以国内自主试验的首例±800 kV换流阀绝缘型式试验为...     

中国电科院自主创新研制成功世界首台±800kV/4750A特高压直流换流阀

中国电科院自主研发的世界首个±800kV/4750A特高压直流换流阀在国家电网公司电力系统电力电子实验室顺利通过全部型式试验,试验结果符合国家电网公司《±800kV级直流输电用换流阀通用技术规范》,试验中换流阀的通流能力和电压等级均创世界之最。     

国内电力资讯

<正>中国电科院自主创新研制成功世界首台±800 kV/4750 A特高压直流换流阀为中国电科院自主研发的世界首个±800 kV/4750 A特高压直流换流阀在国家电网公司电力系统电力电子实验室顺利通过全部型式试验,试验结果符合国家电网公司《±800 kV级直流输电用换流阀通用技术规范》,试验中换流阀的通流能力和电压等级均创世界之最。这标志着中国电科院通过自主创新,已全面掌握了直流换流阀研发设计制造的核心技术与工艺,拥有完全自主知识产权,实现了真正意义上的直流换流阀设备国产化,成为继瑞士ABB、德国SIEMENS公司之后,全球第三个掌握和拥有特高压直流换流阀设计制造和试验技术的企业。     

国内电力资讯

中国电科院自主创新研制成功世界首台±800 kV/4750 A特高压直流换流阀 为中国电科院自主研发的世界首个±800 kV/4750 A特高压直流换流阀在国家电网公司电力系统电力电子实验室顺利通过全部型式试验,试验结果符合国家电网公司《±800 kV级直流输电用换流阀通用技术规范》,试验中换流阀的通流能力和电压等级均创世界之最。这标志着中国电科院通过自主创新,已全面掌握了直流换流阀研发设计制造的核心技术与工艺,拥有完全自主知识产权,实现了真正意义上的直流换流阀设备国产化,成为继瑞士ABB、德国SIEMENS公司之后,全球第三个掌握和拥有特高压直流换流阀设计制造和试验技术的企业。     

直流电压等级序列的经济比较

提出了对±1 000、±800、±660和±500 kV直流输电电压等级的单位到网容量经济指标进行比较研究的方法,分析了不同电压等级直流输电的经济规律,测算了不同电压等级直流输电技术的经济输电距离,结果表明：±500 kV直流输电技术的经济输电距离小于1 100 km,±660 kV直流输电技术的经济输电距离为900~1 700 km,±800 kV直流输电技术的经济输电距离为1 200~2 700 km,±1000 kV直流输电技术的经济输电距离在1 800 km以上。文中的内容对于实现我国远距离大容量直流输电技术的标准化、发挥规模效益、使电网节能降耗等具有重要意义,对类似的研究工作也具有参考价值。     

±1 100 kV特高压直流换流阀多重阀绝缘试验用宽频等效负载研制

针对±1 100 kV换流阀绝缘试验中的多重阀试验设计了一套等效负载,替代部分换流阀模块,用以解决多重阀试验中试验电压等级高、试验设备数量多、试验回路尺寸大、试验实施复杂的难题。通过仿真验证了所设计等效负载参数可以满足±1 100 kV换流阀工程试验需要,推荐了进行多重阀直流试验、操作冲击试验和雷电冲击试验的试验方法。     

±1100kV/5000A特高压直流输电换流阀非周期触发试验仿真研究与试验验证

换流阀是直流输电工程中的核心设备,除电气设计及结构设计均比较复杂外,电器元件的选择也是核心工作,随着大功率电力电子器件的飞速发展,其技术的先进性和运行的可靠性也得到了大幅度提升,6英寸晶闸管现已在特高压直流输电换流阀上得到了普遍使用。换流阀在挂网运行之前需要对其进行绝缘型式试验,绝缘型式试验是对换流阀的绝缘性能进行全面的考核,文中将对±1 100 kV直流输电换流阀绝缘型式试验中的非周期触发试验进行研究,非周期触发试验是对换流阀考核最为严格和全面的一项试验,旨在考核换流阀在操作冲击电压下通过冲击电流的能力,同时也考核了VCM对换流阀晶闸管器件开通和关断的控制及保护能力。笔者利用PSCAD仿真软件对±1 100 kV换流阀的非周期触发试验进行了仿真分析,分析结果可知,给单阀施加规定的操作冲击电压574.4 kV时,单阀通过冲击电流的能力约为6 045 A,并得到试验验证。     

±1100kV特高压直流换流阀外绝缘操作冲击放电试验及海拔校正研究

目前,±1 100 kV是世界上直流输电中最高的电压等级。±1 100 kV直流换流阀作为核心设备,确定其外绝缘在不同海拔高度所需要的室内最小空气间隙距离有重要意义。在北京特高压直流试验基地对中电普瑞A5000系列产品的±1 100 kV特高压直流换流阀外绝缘进行了对虚拟墙和虚拟地的操作冲击放电试验,得到相应操作冲击放电特性曲线。由于现有条件不能满足在高海拔地区进行换流阀外绝缘的操作冲击试验,需要根据已有对长空气间隙进行的高海拔操作冲击试验研究结果,结合以往对海拔校正因数的研究,探讨和提取适用于±1 100 kV特高压直流换流阀外绝缘的海拔校正因数。最后依据在北京试验得到的±1 100 kV换流阀外绝缘操作冲击放电特性曲线计算了其在不同海拔高度下所需要的最小空气间隙距离。     

长距离大容量750kV高压直流输电的研究动态

1总体比较高压直流非常适用于长距离大容量输电。目前世界上直流输电采用的最高电压等级是±600kV,如巴西的伊泰普直流输电工程,至今还没有电压等级高于800kV交流和±600kV直流的输电线路投入商业运行。国际大电网委员会(CEGRE)与美国电气工程师学会(IEEE)展开了关于800、1000kV和1200kV等更高电压等级高压直流输电的全面研究。IEEE提出一个关于直流800kV的观点,这种电压等级的输电方案是可行的,但是还需要进一步的研发工作,以便设备得以优化使用。ABB正在对这些计划开展研发和长期测试工作。     

±1 000 kV特高压直流输电技术研发思路

±1 000 kV特高压直流输电技术能够实现大范围内能源优化配置,适合巨型能源基地实现电力超大容量、超远距离外送。提出了±1 000 kV特高压直流输电技术研发思路,共包括5个部分：第1部分分析指出了±1 000 kV特高压直流输电工程建设的必要性和开展±1 000 kV特高压直流输电技术研究的必要性;第2部分研究了±1 000 kV特高压直流输电在各种情况下的系统适应性和研究重点;第3部分研究了±1 000 kV特高压直流输电的换流站设备和线路的技术可行性,提出了需要进一步研究的技术难点和研发思路;第4部分提出了从换流站造价、线路造价和能源价格方面分析±1 000 kV特高压直流输电技术经济优势的思路;第5部分介绍了国家电网公司±1 000 kV特高压直流输电技术研究的计划。     

锦屏—苏南±800kV特高压直流工程晶闸管换流阀

换流阀是特高压直流输电工程中主要关键设备,其设计的可靠性直接影响直流系统的安全可靠运行。文中介绍了锦屏—苏南±800 kV特高压直流工程晶闸管换流阀主要技术参数。主要从电压应力、电流应力、水冷系统、晶闸管参数4个方面和先前投运的向家坝—上海±800 kV特高压直流工程晶闸管换流阀进行了对比分析。验证了锦屏—苏南特高压直流工程晶闸管换流阀整体性能比向家坝—上海±800 kV直流工程有所提升,可以长期安全可靠运行;同时也为后续±800 kV特高压直流工程换流阀的设计和制造奠定了良好的基础。     

世界首个±800kV/6250A特高压直流输电换流阀研制成功

<正>7月10日获悉,国网智能电网研究院研制的世界首个±800 kV/6 250 A特高压直流输电换流阀顺利通过全部型式试验。该换流阀输送容量较±800 kV/5 000 A换流阀提升了25%,进一步提高了输送效率,大大节约了成本,在世界范围内创造了同类产品通流能力之最。这是我国在直流输电领域取得的又一重大成果,进一步巩固了国家电网公司在该领     

±1100kV直流输电工程换流变压器阀侧套管的设计

换流变压器阀侧套管作为换流变压器的关键组成部分,长期以来依靠进口,对其进行设计具有重要意义。为此,基于GB/T 22674—2008《直流系统用套管》及国家电网公司2011年5月份颁布的《±1 100千伏特高压直流输电工程设备研制技术规范-换流变压器册》技术规范,对准东-重庆±1 100kV特高压直流输电工程换流变压器阀侧套管结构型式、外绝缘、性能及关键技术进行了研究。结果表明:换流变压器阀侧套管结构比较复杂,采用充SF6式型式比较好;绝缘水平比换流变压器绕组绝缘水平要提高不等系数,其中雷电冲击耐受和操作冲击耐受提高1.05倍,直流耐受、极性反转和工频耐受试验水平提高1.15倍。根据研究结果给出了准东换流站换流变压器阀侧套管的技术参数,对±1 100kV特高压直流输电工程换流变压器阀侧套管的研制具有重要指导作用。     

一种晶闸管换流阀技术改造及工程应用

当前特高压直流输电容量越来越大,±800 k V/5 000 A特高压直流输电工程的额定容量已经达到8 000 MW,规划建设的后续±1 100 k V特高压直流工程容量可达11 000 MW,传输容量在受端电网所占容量比重也越来越高。在当前受端电网"弱交强直"的基本局面下,特高压直流输电工程运行的可靠性尤为重要。国家电网公司在运直流输电工程存在多种换流阀方案,近年来,某国外品牌技术路线特高压换流阀在运行过程中出现多次事故,给电网安全稳定运行带来极大影响,因此亟需对该方案换流阀进行技术改造,以提升其运行的稳定性和可靠性。结合工程实际,详细阐明改造方案,围绕其关键问题——晶闸管触发检测单元设计的缺陷,给出改造意见,并对相配套的阻尼电阻和阀模块绝缘配合重新进行设计,为验证改造方案的可行性,给出验证结果及型式试验结论。工程投运结果表明,改造后换流阀可靠性得到提高。     

Bushings Design of Converter Transformer＇s Valve Side of UHVDC Transmission Project

换流变压器阀侧套管作为换流变压器的关键组成部分,长期以来依靠进口,对其进行设计具有重要意义。为此,基于GB/T 22674—2008《直流系统用套管》及国家电网公司2011年5月份颁布的《±1 100千伏特高压直流输电工程设备研制技术规范-换流变压器册》技术规范,对准东-重庆±1 100kV特高压直流输电工程换流变压器阀侧套管结构型式、外绝缘、性能及关键技术进行了研究。结果表明：换流变压器阀侧套管结构比较复杂,采用充SF6式型式比较好;绝缘水平比换流变压器绕组绝缘水平要提高不等系数,其中雷电冲击耐受和操作冲击耐受提高1.05倍,直流耐受、极性反转和工频耐受试验水平提高1.15倍。根据研究结果给出了准东换流站换流变压器阀侧套管的技术参数,对±1 100kV特高压直流输电工程换流变压器阀侧套管的研制具有重要指导作用。     

±1100 kV/12 GW特高压换流阀关键技术研究

随着特高压(UHV)直流输电技术的不断成熟和完善,输送容量又达到了新高度,总结了±1 100 kV/12 GW UHV换流阀设计所采用的关键技术,此处仅从换流阀关断特性研究、结温控制技术研究和型式试验展开分析,首先结合晶闸管特性和试验数据,提出了换流阀不同运行工况下反向恢复电荷修正函数;在此基础上根据换流阀内部拓扑结构,提出了晶闸管结温计算方法,建立了换流阀应力分析模型。所设计制造的±1 100 kV/12GW晶闸管换流阀,根据IEC 60700-1标准通过了全套型式试验,并应用于世界上第一条电压等级最高、输送容量最大的“昌吉-古泉±1 100 kV/12 GW UHV直流工程”,为后续UHV换流阀精益化设计奠定了良好基础。     

特高压直流输电工程系统调试研究

简述了±800 kV特高压直流输电工程系统调试的主要技术内容和系统调试大纲。分析研究了±800 kV特高压直流输电工程系统调试前期准备工作内容;借鉴±500 kV直流工程系统调试的经验,对调试系统安全稳定进行初步分析,对直流系统电磁暂态过电压计算分析内容以及模拟仿真试验内容进行了阐述分析。根据上述分析结果和±800 kV特高压直流工程特点,首次在国内制定了目前直流电压等级最高的±800 kV直流输电工程系统调试方案内容。系统调试方案可以分为3个方案,第1为单换流器系统调试方案,第2为单极系统调试方案,第3为双极系统调试方案,并对系统调试试验项目的主要内容进行了分析和探讨。