换流变

4月7日上午，在位于湖北宜昌市郊的±420千伏宜昌换流站里，运维人员正在对刚完成年度检修的换流变压器等站内设备开展日常巡检。

换流变压器是特高压直流输电工程中技术水平最高、单体体量最大、单体价格最高、制造难度最大、出现故障后果最严重的设备。

特高压换流变压器阀侧套管和特高压直流穿墙套管是直流输电系统的“咽喉”，具有承载电压高、输送容量大、复杂度高、可靠性要求高等特点。 国家电网有限公司承担国资委“1025工程”特高压套管关键核心技术攻坚任务，由中国电科院牵头，联合西电集团、特变电工、平高集团等单位共同研制出±200、±400、±800kV干式换流变压器阀侧套管，±150、±400、±800kV干式和SF6气体绝缘两种技术路线的直流穿墙套管，并通过型式试验考核。2支±800kV换流变压器阀侧套管在青豫工程首次示范应用，24支±200、±400kV换流变压器阀侧套管、8支±150~±800kV直流穿墙套管在青豫、陕湖工程批量应用。 6类换流变压器阀侧套管、4类直流穿墙套管通过中国机械工业联合会等组织的专家鉴定，主要技术指标达到国际领先水平，技术成熟度高。

换流变压器是特高压直流输电工程中技术水平最高、单体体量最大、单体价格最高、制造难度最大、出现故障后果最严重的设备。

变电

海上风电柔性直流输电系统的故障特性有别于常规电力系统，因此常规继电保护方案应用于海上风电柔性直流输电系统时可能存在适应性不足的风险。分析了海上风电柔性直流输电系统故障情形下，不对称的电气量引发的谐波分量以及故障穿越过程中的负序抑制、限流措施对差动保护的影响。推导了计及序分量的差动保护灵敏度计算式并进行适应性分析，指出故障情形下的奇次谐波容易对差动保护产生影响，负序抑制及限流措施也将导致差动保护灵敏度下降。结合实际示范工程的仿真系统进行了大量仿真计算，结果表明，常规差动保护方案的灵敏性、可靠性均存在下降的问题。

在该技术研发前，胶浸纸穿墙套管和换流变阀侧套管严重制约了我国特高压直流输电工程建设。 通过开展±800kV胶浸纸直流穿墙和换流变压器阀侧套管核心技术科研攻关，攻克了特高压直流套管绝缘、载流、温升、电场分布控制、核心材料、抗震等关键技术，研制成功国内首支±800kV胶浸纸直流穿墙套管和±800kV胶浸纸换流变阀侧套管。 该产品具有电压等级高、温升低、整体强度高、局部放电量低等优点，主要技术指标达到同类产品国际领先水平，并在“青海-河南”±800kV特高压直流输电工程和乌东德±800kV柔性直流工程挂网运行，解决了我国特高压直流输电工程建设中的又一难题。

悬浮放电是换流变压器油纸绝缘中比较常见的一种缺陷形式,由于换流变压器内部电场除单纯交、直流电场外,还存在交直流复合这种比较特殊的电场形式,因此本文结合换流变压器实际运行环境搭建了一套交直流复合局部放电检测平台,采用串联加压法获取了交直流复合电场情况下油纸绝缘悬浮放电的宽带脉冲波形,并提取了波形的时域、频域及时频联合特征。实验结果表明,换流变压器悬浮放电出现了两种截然相反的首波主脉冲放电波形,同时每种波形都具有明显的时、频域特征,该结果可为换流变压器的悬浮放电诊断提供依据。

异常振动和声响是设备故障的重要表征之一，尤其针对特高压高抗、换流变等高负荷运行设备，异常振动和声响更为频繁，但是当前针对异常声响的检测判断主要通过人耳完成，存在辩识准确度低、可靠性差等问题，难以满足现场运维检测要求。而声学成像系统通过非接触式声学阵列传感器同步采集多个传声器的噪声信号，运用麦克风阵列成像算法获得不同频率噪声的空间位置，进而获得异响信号的空间位置和信号特征，并可形成视频信号，从而快速有效地判断异常声响的来源和性质，协助评估异常故障的危害和设备运行风险。