【《特高压变压器发展现状文献综述》2500字】

特高压变压器发展现状文献综述回顾国内外变压器发展史，作为电网中的关键设备，变压器的雏形（法拉第电磁感应线圈）诞生于1831年，到今天变压器已经历了长达190年的发展，变压器的发展往往紧跟着电网发展的步伐。19世纪中叶，当时的社会处于工业蓬勃发展时期，对能源动力有着极大需求，同时伴随着电磁学和相关科学技术的发展，使得电力行业得到了快速的发展。这个阶段的电网主要为小型城市孤立电网，以交流输电为主，最高电压等级可达到220kV。该阶段也是变压器发展的初步阶段，从最早的感应线圈发展到变压器，从开路铁心原边串联变压器到目前通用的闭路铁心原边并联变压器ADDINNE.Ref.{9FBBC979-AC7D-45D3-9BD9-F263EB975B4C}[26]。1885年5月1日，岗茨公司用12台5kVA的齐伯诺夫斯基—德里—布拉什(Z-D-B)变压器点亮了会场上的上千盏白炽灯，此举使得变压器和交流输电的应用和发展得到了极大的发展。1891年8月，在德国法兰克福召开的展示交流电的输送和应用的世界博览会上，远在175km外的一套210kVA的三相水轮机组通过世界上第一台三相变压器将生产的电供给了博览会上的1000盏电灯和一台100马力的三相感应电机，该台变压器容量达到了150kVA，其外形如图1-3所示。二十世纪上半叶世界变压器单机容量和最高电压增长曲线如图1-4所示，这段时期是技术成长、成熟阶段，变压器理论、设计方法和制造技术日臻成熟，各式变压器相继出现。第二次世界大战之后全球经济快速发展，也极大地推动了电力工业的技术进步与创新。从20世纪中期到20世纪末期，该阶段电气化主要特征为大电网、超高压和大机组，电网规模不断扩大，机组容量也随之不断增大ADDINNE.Ref.{7BF5671F-925B-48C0-8A07-83601CDE3F68}[27]。1952年，瑞典通用电机公司ASEA建成了一条线路长达620km的380kV超高压线路，输送功率超过45万kW。到了1965年，加拿大首先建成了735kV输电线路。1967年法国的Alsthom公司建成用于实验研究的1050kV输电线路，美国的西屋公司也于1970年建成1100kV实验输电线路。许多国家都曾建成交流特高压实验线路，进行了大量的交流特高压输电技术研究和实验，然而，最终只有前苏联、日本和中国建设了实际运行的交流特高压线路。1985年，苏联建成了1150kV输电线路，该线路投入的变压器组容量达到了2000MVA（由三台单相变压器组合而成）ADDINNE.Ref.{4D3CB1E8-2CD6-4451-AE43-AA2B3390CEA9}[3]，如图1-5所示。1999，日本建成2条1000kV输电线路，与之配套的是额定电压等级为1050kV采用分体式铁心结构的单相有载调压壳式变压器ADDINNE.Ref.{4C772F69-6B8C-4458-8E20-4138D234373B}[28]。图1-31891年使用的S.Z.Ferranti150kW变压器Fig.1-3A150kWS.Z.Ferrantitransformerin1891图1-4二十世纪上半叶变压器单机容量和额定电压发展规律Fig.1-4Growthoftransformercapacityandsourcevoltageintheworldfrom1900to1960我国电力变压器发展起点较低，但是发展极为迅速，变压器单机容量、额定电压等级随着我国经济的快速增长而不断提高，如今特高压技术、装备、工程、标准的全面突破，实现了中国电力工业从落后到领先ADDINNE.Ref.{FB2FCF83-9061-47D3-A266-3ADBF6D37953}[29]。2009年1月，我国建成投运了首条“晋东南-南阳-荆门1000kV特高压交流实验示范工程”，投入了8台我国自主研发的特高压变压器，其额定容量和电压分别达到了1000MVA和1000kVADDINNE.Ref.{6ABF1810-0908-42B7-AC7F-DB709F8D4D03}[30]。2010年，中国西电集团自主研发出了世界首台单柱容量达到500MVA的单相四柱式特高压自耦变压器，打破了国际上变压器单柱最大容量334MVA的纪录。近些年，国家电网公司联合国内科研院所和制造企业对特高压变压结构设计、原材料、技术参数、制造工艺等技术瓶颈进行了联合攻关，摆脱了前期特高压变压器中铁心材料、高压套管和出线装置等完全依赖进口的不利局面，在特高压变压器的关键原材料和组部件上实现了国产化ADDINNE.Ref.{FB771895-9EF9-4440-B619-ACDC636C1580}[31]。我国能源基地主要分布在西部和三北地区，因山区或运输条件的限制，特高压交流输电工程中使用的特高压变压器组是由三台特高压变压器组合而成，其中单台特高压变压器如图1-6所示，其采用分箱式结构，主体、调压和补偿变压器分箱设置，并通过外部的电气接线连接。主体变压器与调压、补偿变直接相对独立，主体变的运行不影响对其他辅助变压器的维修，减少了维修所造成的主体变压器停机时间，除此之外，由于特高压变压器体积庞大，分箱设置的设计可以减轻运输压力ADDINNE.Ref.{422D815F-3801-4868-A6CF-7B07346B5FBC}[32-34]。我国工程中运行的特高压变压器根据铁心结构主要分为单相四柱式（双主柱双旁柱，单柱容量500MVA）和单相五柱式（三主柱双旁柱，单柱容量334MVA），本论文的研究主体为前者ADDINNE.Ref.{FCB5C4BC-AB1E-499C-9F08-96A50BB5DFD2}[35]，在后续的论文撰写中，均简称为特高压变压器。近些年，环境污染、气候变化、二氧化碳排放等能源问题越来越被重视，建设清洁、高效、安全、可持续的能源需求格外迫切，世界各国前后相应提出了“碳中和”能源发展目标，特高压将在这一阶段成为推进能源永续供给、实现碳中和、促进可持续发展、推动构建人类命运共同体的重要支撑。作为特高压输电工程中关键设备的特高压变压器，将被越来越多的投入到特高压工程的使用之中，其安全稳定运行对整个特高压输电工程至关重要。然而其结构特点和电气连接模式较为复杂，尤其是受到直流偏磁等外在影响时的抗干扰能力还需要进行持续的研究和探讨。通过开展相关的机理研究和数值计算，可以有效地预测外在扰动下特高压变压器的各关键参数变化情况，对特高压变压器安全运行评估提供技术支撑，对实际的工程有着重要的参考价值。图1-5前苏联667MVA/1150kV特高压变压器Fig.1-5UHVtransformermadebySovietUnion图1-6我国的特高压变压器Fig.1-6AppearanceviewofUHVtransformerofChina参考文献[1] 舒印彪,张文亮.特高压输电若干关键技术研究[J].中国电机工程学报,2007,27(31):1-6.[2] 黄道春,魏远航,钟连宏等.我国发展特高压直流输电中一些问题的探讨[J].电网技术,2007(08):6-12.[3] 周孝信,陈树勇,鲁宗相.电网和电网技术发展的回顾与展望——试论三代电网[J].中国电机工程学报,2013(22):1-11.[4] 刘振亚.中国特高压交流输电技术创新[J].电网技术,2013(03):567-574.[5] 刘振亚,张启平.国家电网发展模式研究[J].中国电机工程学报,2013(07):1-10.[6] 蔡胜伟,郭慧浩,伍志荣等.特高压交流变压器的工程应用及创新发展[J].电力系统保护与控制,2018(03):138-144.[7] 李鹏,李金忠,崔博源等.特高压交流输变电装备最新技术发展[J].高电压技术,2016(04):1068-1078.[8] DLT437-2012高压直流接地极技术导则[S]．2012．[9] 王泽忠,谭瑞娟,臧英等.基于串联电阻的特高压变压器空载直流偏磁计算[J].电工技术学报,2017(08):129-137.[10] MeliopoulosAPS,CokkinidesGJ,RabinowitzM.ComparisonofSS-GICANDMHD-EMP-GICEffectonPowerSystem[J].IEEETransactionsonPowerDelivery,1994,9(1):194-207.[11] PicherP,BolducL,DutilAetal.StudyoftheAcceptableDCCurrentLimitinCore-FormPowerTransformer[J].IEEETransactionsonPowerDelivery,1997,12(1).[12] 刘连光,刘春明,张冰等.中国广东电网的几次强磁暴影响事件_刘连光[J].地球物理学报,2008,51(4):976-981.[13] 蒋伟．UHVDC输电引起变压器直流偏磁及其抑制措施的研究[D]．西南交通大学，2009．[14] ButicchiG,LorenzaniE.DetectionMethodoftheDCBiasinDistributionPowerTransformers[J].IEEETransactionsonIndustrialElectronics,2013,60(8):3539-3549.[15] 王祥珩,徐伯雄.变压器的偏磁问题[J].