换流变压器

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。

项目属于高电压技术领域。 超特高压换流变压器是直流输电系统的核心设备，其状态直接影响电网安全运行。在运换流变承受交直流复合电压、极性反转电压，绝缘设计与交流变显著不同，依靠交流变技术进行绝缘状态检测评估的局限性日益凸显，体现在换流变绝缘故障机理不明确、高纸板比例主绝缘评估准确性差、复杂电压下套管绝缘评估手段缺乏、局部放电性缺陷检测不灵敏。因此亟需研究超特高压换流变绝缘故障预防关键技术。 在国家自然科学基金项目支持下，项目开展了复合电压下油纸绝缘击穿特性、主绝缘电气无损检测评估、套管绝缘状态有功损耗评估、局放超声检测诊断四方面关键技术研究并实现工程应用。

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。

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。

变电

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。

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。

针对大型电力变压器和油纸绝缘套管受潮缺陷导致的绝缘性能下降问题，本项日系统梳理总结变压器油纸绝缘套管典型缺陷，仿真分析不同缺陷类型的电场分布特性，建立油纸绝缘套管复合工况试验平台，试验研究油纸绝缘套管典型缺陷劣化机理及关键特征量，提出基于DS等特征量的油纸套管受潮检测方法，并在全网范围推广应用；项目通过建立大型变压器外部大气水分、器身内部气相及固体绝缘中水分交互扩散、迁移的微观动力学模型，揭示了大型变压器充气状态下绝缘受潮与水分动态平衡机理，研发适于大型变压器绝缘受潮现场干燥的低频短路加热与移动气相干燥装置，提出了变压器现场绝缘干燥技术作业规范，解决了大容量变压器绝缘老化受潮后绝缘现场干燥难题。项日研究成果作为南方电网500kVG0E型主变套管重大隐患排查治理工作的主要依据，2017年至2018年，成功应用于全网范围内197支G0E型油纸绝缘套管的FDS普测分析工作，其中，有效检测出绝缘缺陷套管5支，缺陷检测准确率达100%。 项目提出的大型变压器现场绝缘恢复技术的工艺流程成果在多个直流工程中获得应用，在从西、贺州、普洱、东方4座变电站共14台变压器的现场绝缘状态评估及绝缘恢复工作取得良好效果。 项目研究成果有效降低变压器、套管绝缘失效带来的系统运行风险，提高了南方电网主网的安全稳定运行水平，对提高系统可靠性具有突出工程价值，对全网五省区生产、商业用电和居民生活用电起到保障作用，具有十分重要的社会效益。解决了大容量换流变压器运输、贮存受潮后绝缘现场恢复难题。

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。

在±800kV特高压直流系统中，换流变压器套管SF6压力表计发生接点粘连时，跳闸回路将会启动换流器单元紧急停运，使换流器单元退至备用状态。为消除这一缺陷，方案一在SF6压力低跳闸回路1、跳闸回路2中分别并入继电器K205、K305，改造后的信号回路和跳闸回路可以对单一元件拒动或误动进行监视，并正确启动跳闸功能;方案二增加一对机械表计接点，采用三选二的逻辑，可以很好地解决机械表计、继电器的拒动和误动问题;方案三通过告警回路与跳闸回路串联的方式，并与现场运行实际结合，从而避免了接点粘连而引起换流器单元紧急停运的情况。比较可知，方案二具有较大优势和使用价值。