±400kV換流變閥側(cè)出線絕緣裝置分析

汪斌 王麗丹 劉洋

摘 要：本文著重介紹了±400kV換流變壓器閥側(cè)出線裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)尺寸，并采用烏克蘭變壓器電場(chǎng)軟件TELAX_2D及ANSYS對(duì)該出線裝置結(jié)構(gòu)的電場(chǎng)進(jìn)行驗(yàn)證，保證其安全裕度，為后期設(shè)計(jì)產(chǎn)品提供設(shè)計(jì)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：±400kV換流變；閥側(cè)出線裝置；提供設(shè)計(jì)依據(jù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.11.160

1 引言

±400kV換流變閥側(cè)出線裝置是±400kV換流變壓器的核心技術(shù)環(huán)節(jié)，其的主要作用是保護(hù)閥側(cè)繞組引線與閥套管連接處絕緣的可靠性和閥套管與升高座之間絕緣的穩(wěn)定性，在閥側(cè)出線裝置的絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要有足夠的安全裕度，并考慮換流變壓器的絕緣水平和試驗(yàn)電壓。

2 出線裝置性能參數(shù)

額定電壓：±400kV；

工頻耐受電壓：479kV；

雷電沖擊耐受電壓：1300kV；

操作沖擊干或濕耐受電壓：1175kV；

2h直流耐受電壓試驗(yàn)并局放脈沖數(shù)量測(cè)量：646kV；

最后30min局放≥500pC的脈沖數(shù)≤10個(gè)；

極性反轉(zhuǎn)耐壓試驗(yàn)并局放脈沖數(shù)量測(cè)量：460kV；

最后30min局放≥500pC的脈沖數(shù)≤10個(gè)。

3 出線裝置結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)尺寸

換流變壓器閥側(cè)出線裝置在運(yùn)行中要長(zhǎng)期承受高幅值的交直流疊加工作電壓、高次諧波電壓、以及啟動(dòng)、停止和極性反轉(zhuǎn)等動(dòng)態(tài)直流電壓，根據(jù)閥出線裝置使用位置的特殊性，±400kV換流變閥側(cè)出線裝置采用RIP套管、多層直紙板筒和少量絕緣件組合的結(jié)構(gòu)見(jiàn)下表，具體結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)圖1。

4 出線裝置電場(chǎng)驗(yàn)證

為了滿足閥出線裝置的絕緣裕度，采用烏克蘭變壓器電場(chǎng)軟件TELAX_2D及ANSYS對(duì)該出線裝置結(jié)構(gòu)的電場(chǎng)進(jìn)行驗(yàn)證，見(jiàn)圖2，3。

通過(guò)本次電場(chǎng)計(jì)算得到以下結(jié)論：在長(zhǎng)時(shí)工頻479kV電壓下，閥側(cè)出線裝置與升高座之間最小安全裕度電力線出現(xiàn)在均壓球下表面油隙，最小安全裕度為1.05。

在直流646kV電壓下，閥側(cè)出線裝置與升高座之間最大電場(chǎng)強(qiáng)度出現(xiàn)在第一層紙板筒上，最大電場(chǎng)強(qiáng)度為37kV/mm。

以上計(jì)算結(jié)果可作為后期產(chǎn)品設(shè)計(jì)的裕度依據(jù)。

5 小結(jié)

我國(guó)是直流輸電工程的建設(shè)大國(guó)，換流變壓器的關(guān)鍵組部件閥出線裝置長(zhǎng)期存在“空心化”的問(wèn)題。進(jìn)口出線裝置價(jià)格昂貴，供貨周期較長(zhǎng)，影響著我國(guó)電網(wǎng)的建設(shè)進(jìn)度。此次對(duì)±400kV閥出線裝置的研究，能夠提高國(guó)內(nèi)換流變壓器自主設(shè)計(jì)、自主制造的能力，縮小與國(guó)際領(lǐng)先企業(yè)的差距。