國(guó)外75kv電氣自動(dòng)化制造技術(shù)的發(fā)展

1線路運(yùn)行情況到目前為止，已在世界上建立了10個(gè)國(guó)家（美國(guó)、前獨(dú)聯(lián)體國(guó)家、加拿大、巴西、秘魯和其他10個(gè)國(guó)家建造了750kvkv供電系統(tǒng)。750kv線路總長(zhǎng)超過(guò)27000公里。從各種供電設(shè)備到系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)，他們都有相對(duì)成熟的經(jīng)驗(yàn)。750kv電源已經(jīng)安裝并運(yùn)營(yíng)，多年來(lái)一直沒(méi)有發(fā)生過(guò)重大的設(shè)備事故。1993年5月9日至31日,經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn),由李守仁同志率中國(guó)超高壓輸變電設(shè)備技術(shù)考察團(tuán)先后訪問(wèn)了日本、瑞典和獨(dú)聯(lián)體。代表團(tuán)由國(guó)務(wù)院重大裝備辦、國(guó)家能源投資公司、西安電力機(jī)械制造公司、電力科學(xué)院高壓所、原水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì)設(shè)計(jì)局、機(jī)電部沈陽(yáng)變壓器研究所成員組成。當(dāng)時(shí)原蘇聯(lián)已建750kV線路3條,總長(zhǎng)3500km,這些線路經(jīng)過(guò)多年運(yùn)行,運(yùn)行情況正常。已建1150kV線路2000km,其中600km在1150kV電壓下運(yùn)行了5年,運(yùn)行情況正常。1997年11月,原西北電力集團(tuán)公司組織考察團(tuán)赴原獨(dú)聯(lián)體及歐美對(duì)750kV電網(wǎng)的運(yùn)行情況進(jìn)行了考察。歐美考察團(tuán)重點(diǎn)考察了美國(guó)AEP電力公司,從AEP電力公司750kV電網(wǎng)29年的運(yùn)行情況來(lái)看,除變壓器外,其它輸變電設(shè)備運(yùn)行情況良好。針對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行初期變壓器事故率750kV高于345kV的情況,AEP電力公司進(jìn)行了深入的調(diào)查研究,認(rèn)為該公司采用的750kV變壓器事故率高的原因是制造廠絕緣水平試驗(yàn)電壓偏低,并對(duì)有關(guān)規(guī)范進(jìn)行了修訂,按新規(guī)范測(cè)試的變壓器再?zèng)]發(fā)生故障。獨(dú)聯(lián)體考察團(tuán)重點(diǎn)考察了烏克蘭、俄羅斯等國(guó)的750kV輸變電設(shè)備制造及運(yùn)行情況,從考察的結(jié)果來(lái)看,獨(dú)聯(lián)體750kV系統(tǒng)運(yùn)行發(fā)展了30年,各種輸電設(shè)備制造水平和系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,有較成熟可靠的產(chǎn)品和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。750kV變壓器、斷路器、互感器、電抗器以及補(bǔ)償裝置均已成龍配套,運(yùn)行多年來(lái)未出現(xiàn)重大的設(shè)備事故。2001年9月,國(guó)電西北公司組織考察團(tuán)對(duì)加拿大、巴西兩國(guó)的750kV輸電系統(tǒng)進(jìn)行了考察。1965年,加拿大魁北克水電局建成了世界上第一條長(zhǎng)600km的735kV輸電線路,到目前為止750kV輸電線路已達(dá)13000km,運(yùn)行30多年未出現(xiàn)重大的設(shè)備事故。1983年,巴西建設(shè)了伊泰普水電站-巴西南部及東南部電網(wǎng)長(zhǎng)900km的765kV輸電線路,1989年投入了第二條765kV線路,運(yùn)行多年來(lái)未出現(xiàn)重大的設(shè)備事故。2001年11月,國(guó)電西北公司組織考察團(tuán)赴南非、委內(nèi)瑞拉對(duì)750kV系統(tǒng)進(jìn)行考察。1988年南非Escom建設(shè)了長(zhǎng)1000km的765kV輸電線路,線路兩端變電站采用GIS,投運(yùn)以來(lái)一直運(yùn)行良好,未發(fā)生設(shè)備事故。1992年,委內(nèi)瑞拉Edlca建設(shè)了長(zhǎng)600km的765kV輸電線路,運(yùn)行至今未發(fā)生重大的設(shè)備事故。2世紀(jì)80kv變壓器隨著國(guó)外750kV電網(wǎng)的發(fā)展,其750kV輸變電設(shè)備的制造技術(shù)已經(jīng)非常成熟。斷路器已從20世紀(jì)60年代由空氣斷路器發(fā)展為SF6斷路器,800kV的斷路器斷口從12斷口發(fā)展為2~3斷口。ABB公司70年代末就采用了一種AHMA系列彈簧儲(chǔ)能液壓操作機(jī)構(gòu),它兼有彈簧儲(chǔ)能和液壓機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn),利用盤(pán)型彈簧實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能,具有高度的、長(zhǎng)期的穩(wěn)定性和可靠性,不受環(huán)境影響。該技術(shù)已被很多廠家采用,并有了進(jìn)一步的發(fā)展。西門(mén)子公司70年代利用定熄弧距技術(shù),操作機(jī)構(gòu)采用活塞反向運(yùn)動(dòng)雙向機(jī)構(gòu),開(kāi)發(fā)了550kV、100kA大容量斷路器和800kV、50kA斷路器,該公司的開(kāi)關(guān)觸頭壽命長(zhǎng),動(dòng)作速度快。目前的750kV斷路器還采用了光電互感器技術(shù)、波形控制合閘裝置以及其它完善的監(jiān)控、控制系統(tǒng)。自從1980年第一套800kVGIS在美國(guó)投運(yùn)以來(lái),世界上很多800kV變電站采用了GIS,GIS在技術(shù)上取得了飛速的發(fā)展。70年代末,高性能氧化鋅避雷器的應(yīng)用使800kVGIS在10kA時(shí)的殘壓低于1400kV,在20kA時(shí)的殘壓低于1440kV;采用高性能的滅弧室、斷路器操作機(jī)構(gòu)及高性能氧化鋅避雷器,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了550kVGIS主母線三相共筒;80年代初,800kVGIS斷路器已經(jīng)發(fā)展為4斷口;目前GIS的生產(chǎn)設(shè)計(jì)采用解析技術(shù)對(duì)電場(chǎng)和應(yīng)力進(jìn)行分析,采用復(fù)合自動(dòng)吹弧式滅弧方式,已經(jīng)開(kāi)發(fā)出1100kV、額定電流為8kA、額定開(kāi)斷電流為50kA、雷電沖擊耐壓為2250kV的GIS用雙斷口斷路器。800kVGIS已經(jīng)采用光電互感器。在隔離開(kāi)關(guān)中采用并聯(lián)電阻可將隔離開(kāi)關(guān)分合閘時(shí)的操作過(guò)電壓降到1.3pu;采用快速接地開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)了二次電弧的快速熄滅;實(shí)現(xiàn)了局部放電和斷路器、隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)作特性的在線監(jiān)視、故障點(diǎn)檢測(cè)。現(xiàn)代變壓器的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)采用整套計(jì)算機(jī)程序,對(duì)變壓器進(jìn)行電場(chǎng)分布解析、電位擺動(dòng)解析、線圈絕緣及防止局部放電設(shè)計(jì),提高了變壓器的絕緣水平;采用漏磁分析和換位銅線技術(shù)降低了變壓器損耗;采用加熱固化銅線技術(shù)提高了變壓器抗短路機(jī)械強(qiáng)度;80年代800kV變壓器已經(jīng)通過(guò)了IEC-60076-5標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的短路穩(wěn)定性試驗(yàn)。自60年代第一臺(tái)800kV變壓器投入運(yùn)行以來(lái),已經(jīng)開(kāi)發(fā)制造出第四代產(chǎn)品。3國(guó)外主要生產(chǎn)750kv脫機(jī)裝置3.1其他國(guó)家的國(guó)家目前,世界上主要的變壓器生產(chǎn)廠家為:烏克蘭扎波羅熱變壓器股份公司、法國(guó)阿爾斯通公司、ABB公司、日本東芝公司、日本三菱公司、日本日立公司。產(chǎn)品主要分布在加拿大、美國(guó)、俄羅斯、烏克蘭、立陶宛、白俄羅斯、羅馬尼亞、保加利亞、巴西、波蘭、委內(nèi)瑞拉、巴西、韓國(guó)等國(guó)家。根據(jù)上述生產(chǎn)廠家的供貨記錄和其它資料,60年代以來(lái)世界上共生產(chǎn)和投入使用的750kV變壓器約為340臺(tái),單臺(tái)容量為1500MVA的變壓器用于巴西TijucoPreto變電站;單臺(tái)容量2000MVA的變壓器用于韓國(guó)Shin-Anjou變電站。2001年,第四代750kV變壓器已經(jīng)投入運(yùn)行。最早在1960年3臺(tái)1000kV/15MVA的試驗(yàn)變壓器問(wèn)世;70年代對(duì)新電壓等級(jí)1150kV變壓器和自耦變壓器絕緣進(jìn)行了大量的研究,生產(chǎn)了20臺(tái)667MVA/1150kV的自耦變壓器;1994年,第一臺(tái)1050kV/1000MVA的有載調(diào)壓變壓器問(wèn)世;1000kV變壓器主要用于前獨(dú)聯(lián)體國(guó)家和日本,目前都已降壓運(yùn)行。3.2kv電抗器投運(yùn)情況目前世界上生產(chǎn)750kV電抗器的廠家主要有:烏克蘭扎波羅熱、莫斯科電力設(shè)備廠、法國(guó)阿爾斯通、ABB、日本東芝等公司。自1965年開(kāi)始,先后有美國(guó)AEP、委內(nèi)瑞拉Edelca、南非Eskom、巴西Furnas、加拿大魁北克、美國(guó)紐約PwerAuthorty、烏克蘭NationalElectricGrid的765~800kV電抗器投入運(yùn)行。1977年制造出第一臺(tái)±750kV線性電抗器;1986年,南非EskomBeta變電站10臺(tái)765kV/133.3MVA并聯(lián)電抗器投運(yùn),這是目前容量最大的750kV等級(jí)電抗器;1999年,巴西蒂諾卡采用了3臺(tái)750kV/120MVA并聯(lián)電抗器,其容量?jī)H次于南非EskomBeta變電站投運(yùn)的并聯(lián)電抗器。3.3恒電流及光催化器斷口目前世界上生產(chǎn)750kV斷路器的廠家主要有:西門(mén)子公司、日本東芝公司、法國(guó)阿爾斯通公司、ABB公司。1965年,加拿大魁北克建設(shè)了世界第一條765kV輸電線路,該工程采用14臺(tái)765kV空氣斷路器;隨著技術(shù)進(jìn)步,空氣斷路器被SF6斷路器取代,750kV斷路器從12斷口發(fā)展為目前的2~3斷口,并引入了波形控制合閘技術(shù)和光電互感器技術(shù)。目前,部分?jǐn)嗦菲鞯募夹g(shù)參數(shù)如下:HPLB4型800kV瓷柱式SF6斷路器利用壓氣式原理,采用BLG型彈簧操作機(jī)構(gòu),額定電壓為800kV,額定電流為4kA,短路開(kāi)斷電流50kA/63kA,開(kāi)斷時(shí)間為2周波(60Hz)。3AT型800kVSF6斷路器額定電流為4kA,短路開(kāi)斷電流為63kA,工頻耐受電壓為1150kV,雷電沖擊耐壓(1.2μs/50)為2100kV,操作沖擊耐壓為1425kV,開(kāi)斷時(shí)間為2周波(60Hz)。FX42型斷路器額定電壓為800kV,額定電流為4kA,短路開(kāi)斷電流為50kA/63kA,工頻耐受電壓為1100kV,雷電沖擊耐壓為2100(+435)kV(峰值),操作沖擊耐壓為1100(+625)kV(峰值),開(kāi)斷時(shí)間為2周波(60Hz)。3.4gis數(shù)據(jù)處理目前世界上生產(chǎn)750kVGIS的廠家主要有:西門(mén)子公司、日本東芝公司、法國(guó)阿爾斯通公司、ABB公司、日本三菱公司、日本日立公司。1977年開(kāi)始,800kV的GIS相繼在美國(guó)、南非等國(guó)家投運(yùn),斷路器為3~4個(gè)斷口,開(kāi)斷電流達(dá)63kA,特殊情況下可達(dá)80kA。目前的GIS配備了微處理器開(kāi)關(guān)設(shè)備控制裝置,采用快速接地開(kāi)關(guān);采用一套集成處理系統(tǒng)可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集處理,并對(duì)變電站的狀態(tài)、運(yùn)行可靠性進(jìn)行在線診斷。目前,部分GIS的技術(shù)參數(shù)如下:額定電壓為800kV,額定電流為8kA(母線),5kA(端子),額定開(kāi)斷電流為63kA,工頻耐受電壓為950kV,雷電沖擊耐壓為2100kV,操作沖擊耐壓為1550kV。額定電壓為765kV,最高運(yùn)行電壓為800kV,頻率50Hz/60Hz,額定電流為5kA,額定開(kāi)斷電流為50kA,工頻耐受電壓為950kV,雷電沖擊耐壓為2100kV(內(nèi)),雷電沖擊耐壓為2400kV(外),操作沖擊耐壓為1550kV。額定電壓為800kV,額定電流為6.3kA(母線)、4kA(端子),額定開(kāi)斷電流為50kA,工頻耐受電壓為830kV,雷電沖擊耐壓為2100kV,操作沖擊耐壓為1425kV,開(kāi)斷時(shí)間為2周波(60Hz)。額定電壓為765kV,額定開(kāi)斷電流為63kA,雷電沖擊耐壓為1800kV,操作沖擊耐壓為1425kV,額定開(kāi)斷時(shí)間為2~3周波。額定電壓為800kV,額定電流為5kA(端子),額定開(kāi)斷電流為63kA,工頻耐受電壓為960kV,雷電沖擊耐壓為2100kV,操作沖擊耐壓為1425kV。1994年日本Shin-Haruna變電站的1100kVGIS降壓550kV投入運(yùn)行。4電網(wǎng)系統(tǒng)及用電設(shè)備等級(jí)的確定國(guó)外750kV電網(wǎng)經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)