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特高压系统过电压防护和接地优化关键技术及工程应用

成果类型:: 实用新型专利,新技术

发布时间: 2023-07-03 13:36:03

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 刘淼 | 2023-07-03 13:36:03

获得了长间隙的冲击放电特性和适用于特高压线路的雷电击距计算方法,提出了特高压的雷电性能评估方法和防雷优化设计方案,显著提升了工程防雷设计的科学性和经济性。

首次全面掌握了VFTO和操作过电压波前时间的统计特性,提出了取消隔离开关阻尼电阻和断路器合闸电阻的应用原则,简化了开关结构,提升了设备的运行可靠性。建立了特高压GIS真型试验场,通过3000余次试验,获得了VFTO波形、空间分布的统计特性,以及隔离开关速度和母线长度等因素的影响规律。首次将统计法应用到VFTO的绝缘配合中,提出了取消特高压GIS隔离开关阻尼电阻的条件,全站带阻尼电阻的隔离开关数量可减少至1/3以下。

特高压试验示范工程建成投运后,仍存在尚未解决的技术难题,同时后续的特高压呈现出一些不同的特点。在内过电压方面,特快速瞬态过电压(VFTO)特性尚未完全掌握,缺乏科学的绝缘配合方法;特高压过电压水平差异大,短线路是否可以取消合闸电阻需深入研究。在雷电防护方面,特高压线路间隙大,雷电模型关键参数仍沿用小间隙试验数据,不合理;特高压变电站均为GIS设计,采用昂贵的母线GIS避雷器存在优化空间;在接地技术方面,系统短路电流越来越大,高土壤电阻率地区接地网地电位升按现有标准2~5kV设计难度大,亟需寻找新的解决方案。

中国电力科学研究院有限公司,国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院,武汉大学,河南四达电力设备股份有限公司

该项目成果已经广泛应用于工程,其中提出的特高压GIS母线避雷器配置方案,在运的33个特高压变电站中32个变电站母线均没有安装避雷器。隔离开关阻尼电阻优化方案已在全部特高压工程的GIS隔离开关设计中得到应用。建立的大电流冲击接地实验系统开展了大量接地材料的试验和检测;地网地电位升允许限值的设计方案成功应用于溪洛渡、锦屏等30余个大型水电站和变电站的接地网设计,取消杆塔人工水平接地体应用于±800kV哈密-郑州直流工程中,并可推广到其他工程。

成果提升了我国特高压输电技术的竞争力,为国内外的特高压工程提供了重要的指导和参考,提升我国电力行业的国际上影响力。若计及项目实施以来产生的经济效益将在10亿元以上,经济效益显著。

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