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±500kV超高压柔性直流换流变压器研制技术

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成果主要完成人

刘洪正、张 利、臧奕茗、王 浩、王善晓、董 政、王 鹏

项目概况

1、 成果简介 ±500kV超高压柔性直流换流变压器研制的关键技术是国家建设新型柔性直流输电工程的主要技术壁垒之一,主要应用于向弱交流系统甚至无源系统送电,弱系统或孤岛送电、可再生能源等分布式发电并网、异步交流电网互联以及城市电网供电等领域,促进可再生能源开发利用。世界范围内已投运的柔性直流输电工程最高电压等级达±350kV,最大输送容量1000MW,在建工程最高电压等级达到±420 kV,输送容量1250 MW。±500 kV超高压大容量柔性直流换流变压器网侧电流高达4677 A,输送容量3000 MW。产品经电力工业电力设备及仪表质量检验测试中心例行试验、型式试验和相关特殊试验的检测,各项性能指标符合GB/T18494.2、GB1094等标准和产品技术条件要求,该产品主要技术性能指标达到同类产品国际领先水平。 (1)柔性直流换流变压器是柔性直流输电系统中的关键核心装备。±500 kV超高压大容量柔性直流换流变压器关键技术是国家建设新型柔性直流输电工程的主要技术壁垒之一。其为单相双绕组有载调压强迫油循环导向风冷换流变压器,具有容量大、绝缘等级高、输送容量大的特点。(2)解决我国柔性电网建设发展关键核心技术问题,维护国家电网稳定运行。±500kV超高压柔性直流换流变压器研制技术,能够充分发挥柔性直流输电在新能源开发、利用上的技术优势,更好的服务于向弱交流系统甚至无源系统送电,弱系统或孤岛送电、可再生能源等分布式发电并网、异步交流电网互联以及城市电网供电等领域,促进可再生能源开发利用。(3)技术达到国际领先水平。产品可以替代国家重大技术装备进口税收政策中《重大技术装备和产品进口关键部件及原材料目录》“二、超、特高压输变电设备(一)直流输变电设备、直流换流变压器”装备产品。 产品技术经中国电力企业联合会技术鉴定,技术达到国际领先水平 2、主要创新点 主要创新点1:由于柔直换流变压器运行过程中有较强的震动,对柔直换流变压器的安全运行产生影响。储油柜是柔直换流变压器的重要部件,为降低柔直换流变压器的震动对储油柜的影响。 主要创新点2:本项目额定容量为566.7 MVA,网侧最大电流达到4677A,是目前所有直流工程中网侧电流最大的换流变压器。换流变压器的绕组结构是影响变压器安全运行的主要因素之一,调压线圈的结构设计在满足电气性能和机械强度要求的同时,还要研究换流变压器长期运行时大电流引线的局部温升和漏磁影响,即大电流引线漏磁在油箱壁中引起的涡流损耗和局部过热问题。 主要创新点3:本项目柔性直流换流变压器的额定容量为566.7 MVA,总损耗数值大,需要多组冷却器对变压器油进行循环冷却,使柔直换流变压器的绕组温升及油的温升满足要求。冷却器的安全运行和安装的稳固性及抗震能力,对柔直换流变压器的稳定运行至关重要。采用一种对冷却系统中冷却器组的安全有效的安装支撑方式,对冷却器及柔性直流换流变压器的安全运行起到很好的作用。 主要创新点4:本项目±500 kV超高压大容量柔性直流换流变压器额定容量566.7MVA,是目前国内外在运柔性直流工程中容量最大的。随着容量的增大,柔直换流变压器内部漏磁会相应增加,同时内部线圈的附加损耗增加,促使线圈的热点温升升高。内部漏磁在铁心夹件等大型金属结构中产生的附加损耗也会使变压器油温升高,总损耗增加,对产品安全经济运行产生影响。本项目铁心夹件采用一种新型铜屏蔽结构,利用铜屏蔽的涡流产生返磁势原理,有效防止漏磁进入铁心夹件,产生附加损耗及油温升升高。