2022年±800kV直流换流变压器

1、 800kV 直流换流变压器一、产品简介特高压直流输电建设已成为国家的一项重大技术装备政策,随着我国电力事业的进展,我国高压直流输电线路电压等级已经从500kV 全面迈向 800kV 等级；目前国家电网公司和南方电网公司已经先后完成并投运三个800kV项目,工程额定输送容量从最初南网公司云广项目的 5000 MW 、国网公司向上项目的 6400 MW、进展到国网公司锦屏项目的 7200 MW,两个 800kV 项目正在建设,南网公司输送容量糯扎渡仍为 5000 MW,国网公司哈郑项目已经进展到 8000MW,为目前世界上该电压等级最高直流输电项目中,项目；输送容量最大的直流云南至广东直流输电工

2、程的发送端位于云南省楚雄换流站,接受端位于广东省穗东换流站,直流输电距离约为 1418 公里；额定直流运行电压为800kV,额定直流电流为 3125A,输送容量 5000MW；云广直流工程采纳双十二脉动阀组串联接线；换流变压器电气接线如图 1 所示；与每个 12 脉动桥相连的有 6 台换流变压器, 其中 3 台换流变压器的阀侧绕组应为星形连接,另外3 台采纳三角形连接；从高压端到低压端的换流变压器阀侧绕组连接方式依次为星形接线三角形接线星形接线三角形接线；图 1 换流变压器电气接线示意图 压器图 2 800kV直流换流变其中 YH、DH表示高端换流变, YL、DL表示低端换流变；二、技术介绍（

3、一）产品技术特点与 500kV直流输电比较,更加节能、环保、高效,建设成 本降低； 1 800kV 直流输电与两个500kV 直流输电比较：a、换流站投资少,总体损耗小；b、输电线路走廊窄,占地面积小；c、输电线路造价低 , 输电用电缆少一半； 800kV 输电线路及换流变压器与两个换流变压器对比如下表：500kV 输电线路及输电电压等级 500kV 800kV 800kV 800kV 800kV 南网云广、国网向国网锦国网哈糯 扎 渡 项上项目屏项目郑项目目输送总容量 3000 MVA 5000MVA 6400MVA 7200MVA 8000MVA 需架设输电线路条数 2 1 1 1 1 所

4、用变压器规格 297MVA 250MVA 297.1MVA 363.4MVA 405.2MVA 500kV 800kV 800kV 800kV 800kV 所需变压器台数（台） 24 24 24 24 24 变 压 器 总 空 载 损 耗 2932 2827 4368 4128 4392 （kW）变 压 器 总 负 载 损 耗15833 14413 16860 25884 27960 （kW）变压器总损耗（ kW）18765 17240 21228 30012 32352 2） 800kV 直流换流变压器产品采纳全密封结构,变压器油无渗漏的特点,对环境无污染,符合国家环保政策的要求；（二）、技

5、术难点及解决方案简介1、运输问题运输问题是换流变压器的第一个技术难点,运输方式打算了换流变压器的结构设计；对换流变压器来说, 运输外限中宽度的要求是最难满意的； 为了满意铁路运输外限的要求,主要实行了以下措施：1）高端换流变压器铁心采纳单相五柱式结构,与单相四柱式铁心相比, 采纳了单相五柱式铁心结构后,每一个铁心柱上的容量降低了三分之一； 但这种结构将对变压器的制造工艺提出更高要求, 在减小运输宽度的同时,增加了变压器的主体长度和运输重量,变压器的成本也要相应增加；2）采纳了一种具有较小运输尺寸的绕组排列方式；3）高端换流变压器对引线的结构布置进行了优化,一种结 构是将800kV阀侧出线装置置

6、于油箱外侧引出,另一种结构是将 500kV 网侧出线装置置于油箱外侧引出,除,在现场组装；二者在运输时将其拆4） 变压器的油箱采纳槽形加强铁,降低了变压器的主体运输宽度；2、绝缘问题 800kV 换流变压器除了要经受住长期工作电压、短时感应试验电压（ ACSD）、长时感应试验电压（ACLD）、长时沟通外施耐压、操作冲击试验、雷电冲击试验等的考查外,仍要经受直流两小时的直流耐压和近四小时的极性反转试验；线圈间和端部绝缘结构的牢靠性设计是特别关键的,利用电场分析程序运算在各种绝缘试验情形下的各油隙、绝缘纸板及电极表面场强,在掌握第一油隙和绝缘纸板场强的同时,分布以及沿绝缘纸板的爬电强度,缘系统中的

7、薄弱环节；3、出线装置的制造全面分析沿电力线各油隙的电场 通过优化绝缘结构排除整个绝换流变压器阀侧绝缘水平的提高加大了换流变压器阀侧出线装置的制造难度； 特殊是为了满意铁路运输要求,将换流变压器阀侧出线装置外置, 给出线装置的绝缘结构设计、生产制造带来极大的难度； 由于必需保证严格的绝缘尺寸,阀侧出线装置与变压器本体的装配工作要求特别高；为此,一套装置被开发出来特地用于阀侧出线装置与变压器本体的装配；4、其它方面 抗震问题和直流偏磁问题是特高压直流换流变压器设计制造过程中必需仔细考虑的重要问题；第一地震波是从震源由地层深处岩层以波的形式向地表层传播,通过地基其振幅被放大,需要周密地讨论这种地震

8、的传递结构,正确地把握共振的振幅,采用动态抗震设计方法合理地进行抗震设计；其次在直流偏磁的条件下,励磁电流有较大的变化,直流偏磁产生的附加损耗近似为空载损耗的增加； 直流偏磁可使得变压器铁心饱和,变压器内部热点温升上升,噪声水平提高和谐波频谱转变； 三 试验结果项目要求值南网云广、国 网 向 上国 网 锦 屏国 网 哈 郑网侧感应局300pC 糯 扎 渡 项 目项 目 产 品项 目 产 品项 目 产 品产品试验值试验值试验值试验值16pC 30pC 30pC 30pC 放水平阀侧沟通外300pC 100pC 60pC 60pC 60pC 施局放水平阀侧直流耐任意 10 分钟0 个0 个0 个0

9、 个压局放小于 10 个2022pC的个数阀侧极性反任意 10 分钟0 个0 个0 个0 个转局放小于 10 个2022pC的个数油面温升50K 29.3K 34.5K 35.0K 37.0K 网侧绕组温55K 40.5K 43.1K 44.3K 47.0K 升阀侧绕组温55K 37.4K 43.8K 43.2K 39.0K 升油箱热点温75K 39.4K 51.8K 56.9K 58.0K 升空载损耗- 149.75kW 179.13kW 179.60kW 189.0kW 负载损耗- 530.5kW 650.06kW 1061.08kW 1103.0kW 依据试验结果, 反映出特变电工生产的换流变压器性能指标 特别优异,处于世界领先水平；三、社会效益 1、填补了我国及世界特高压直流电网建设的一项空白,有力推动特高压直流项目的国产化进程,同时为将来特高压直流电网建设所用的电力设备的设计制造积存了珍贵体会；2、为国家实施“ 西电东送”、“ 南北互供” 、“ 全国联网” 能源优化配置战略供应了国产装备保证,并起到示范带头作用；