14 października kompozytowa obudowa z szeregowym ogranicznikiem tlenku metalu dla linii przesyłowych ± 1100 kV, opracowana wspólnie przez State Grid Anhui Electric Power Co., Ltd. i State Grid Electric Power Research Institute Wuhan Nanrui Co., Ltd. została zainstalowana na 3-podstawowa żelazna wieża odcinka Anhui linii Jiquan. Instalacja i uruchomienie zostały zakończone i oficjalnie oddane do użytku.
Podsumuj prawo działania pioruna i oceń ryzyko uszkodzenia pioruna
Pod koniec 2018 roku oddano do użytku linię przesyłową Jiquan UHV ± 1100 kV ze stacji przekształtnikowej Zhundong (Changji) w Xinjiangu do stacji przekształtnikowej Xuancheng (Guquan) w Anhui. Linia przebiega przez sześć prowincji, w tym Xinjiang, Gansu i Anhui, o łącznej długości 3304,7 km.
„Ze względu na znaczenie linii Jiquan, zanim linia została oddana do użytku, przestudiowaliśmy środki ochrony odgromowej linii w ramach organizacji Departamentu Wyposażenia Państwowej Sieci”. Wei Min, dyrektor Departamentu Transmisji Departamentu Urządzeń Elektrycznych Anhui Państwowej Sieci, przedstawił: „Oprócz podjęcia środków ochrony odgromowej, takich jak zmniejszenie rezystancji uziemienia wieży, przeprowadziliśmy badania i rozwój ± Odgromniki 1100 kV. Ponieważ sprzęt jest używany w liniach przesyłowych o najwyższym poziomie napięcia na świecie, nie ma odniesienia do odpowiednich prac odgromowych, a prace badawcze napotykają wiele trudności.
W styczniu 2019 Anhui Electric Power Research Institute połączył siły z Wuhan NARI Co., Ltd., Global Energy Internet Research Institute Co., Ltd., Tsinghua University itp., aby utworzyć zespół projektowy, zaczynając od charakterystyki ochrony odgromowej ± 1100 kV linie przesyłowe, badania, rozwój i zastosowanie ograniczników oraz rozwój i zastosowanie ograniczników. Zacznij od opracowania i zastosowania inteligentnych urządzeń i platform monitorujących online do prowadzenia badań nad ochroną odgromową.
„Odgromniki mogą chronić sprzęt na liniach przesyłowych przed przepięciami wyładowań atmosferycznych. W pierwszym kroku przeanalizowaliśmy statystycznie aktywność wyładowań atmosferycznych na obszarach wzdłuż linii Jiquan ± 1100 kV, podsumowaliśmy zasady działania wyładowań atmosferycznych oraz przeprowadziliśmy ocenę zagrożenia wyładowaniami atmosferycznymi i ryzyka na całym linia." - powiedział Liu Jing.
Zespół projektowy policzył typ wieży, odległość biegu, wysokość wieży bazowej 6079 wzdłuż linii Jiquan, a także topografię, typ klimatu i wysokość nad poziomem morza obszaru, na którym znajduje się wieża. Parametry wyładowania atmosferycznego, takie jak gęstość wyładowania doziemnego i amplituda prądu wyładowania atmosferycznego każdej wieży bazowej; uwzględniając wpływ napięcia roboczego ± 1100 kV, przeanalizować napięcie znamionowe ogranicznika, napięcie szczątkowe udaru piorunowego i inne parametry ogranicznika; badanie procesu przejściowego ogranicznika z jednego stabilnego stanu do drugiego w różnych pozycjach instalacji, różnych amplitudach prądu piorunowego i różnych typowych przepięciach.
Dzięki serii badań zespół projektowy dokładnie uchwycił prawo rozkładu ryzyka wyładowania atmosferycznego i uderzenia pioruna wzdłuż linii Jiquan ± 1100 kV i ostatecznie potwierdził, że wieże o wyższym ryzyku wyładowania atmosferycznego koncentrowały się głównie w sekcji Anhui, sekcji Henan i sekcja Shaanxi. W mieście Wuhu w prowincji Anhui znajdują się 3 żelazne wieże, które znajdują się na odcinku o największej gęstości wyładowań atmosferycznych na całej linii, a zagrożenie wyładowaniami atmosferycznymi w przypadku 2 żelaznych wież osiągnęło najwyższy poziom D.
„Klasa D oznacza, że gęstość wyładowań przyziemnych jest większa niż 7,98 razy/(kilometr kwadratowy · rok), a aktywność wyładowań atmosferycznych jest najsilniejsza”. Liu Jing powiedział: „Tylko stosując niezawodny system ochrony odgromowej i instalując odgromniki o doskonałej wydajności, możemy zmniejszyć ryzyko uszkodzenia linii odgromowej i zapewnić bezpieczną i stabilną pracę sieci energetycznej”.
Pokonaj problemy jeden po drugim i pomyślnie opracuj ogranicznik linii przesyłowej ± 1100 kV
W styczniu 2020 r., w oparciu o wyniki oceny zagrożenia piorunowego i ryzyka całej linii Jiquan ± 1100 kV, zespół projektowy rozpoczął opracowywanie kompozytowego płaszcza z szeregowym ogranicznikiem tlenku metalu dla linii przesyłowych ± 1100 kV.
Bez uwzględnienia przestrzennych i czasowych różnic aktywności wyładowań atmosferycznych, gdy dodatnie i ujemne przewody linii przesyłowej HVDC zostaną uderzone przez piorun, wystąpi zjawisko, że jedna biegunowość jest bardziej zerodowana niż druga, to znaczy efekt polaryzacji napięcia linii przesyłowej HVDC. Efekt polaryzacji napięcia spowoduje, że szybkość wyładowania atmosferycznego przewodu dodatniego pozostanie wysoka, co spowoduje pojedynczą awarię komutacji lub ciągłą awarię komutacji linii transmisyjnej. Jest to pierwszy problem, który zespół projektowy musi rozwiązać w trakcie procesu badawczo-rozwojowego. Zespół projektowy przeprowadził badania systemu przesyłowego HVDC i zaproponował takie działania, jak regulacja modulatora synchronicznego, regulacja kąta wyłączenia regulatora kąta stałego wyłączenia zgodnie z charakterystyką zwarcia oraz zmniejszenie kąta wyzwalania konwerter po stronie falownika, aby stłumić awarię komutacji.
Najważniejszym elementem wewnątrz ogranicznika jest blacha rezystora. Linie przesyłowe ± 1100 kV mają wyższe wymagania dotyczące parametrów takich jak napięcie znamionowe ogranicznika, napięcie odniesienia DC oraz napięcie szczątkowe udaru piorunowego ogranicznika niż linie przesyłowe ± 800 kV. Dlatego ogranicznik instalowany na linii przesyłowej ± 1100 kV wymaga blachy oporowej z tlenku cynku o większej pojemności, niższym napięciu szczątkowym i większej odporności na uderzenia. Zespół projektowy powtórzył testy w celu dostosowania ciężaru właściwego tlenku cynku i innych dodatków w arkuszu rezystora iw końcu opracował arkusz rezystora o charakterystyce dużej pojemności, niewielkich rozmiarów i niskiego napięcia szczątkowego. „Wysokość tego rezystora jest o 4,4 procent niższa niż w przypadku rezystora odgromnika ± 800 kV, pojemność jest o 11,3 procent większa, a stosunek napięcia resztkowego jest również znacznie niższy niż w przypadku rezystora odgromnika ± 800 kV”. Liu Jing powiedział .
Linia Jiquan ± 1100 kV znajduje się głównie na terenach górskich i pagórkowatych i jest łatwo narażona na wilgoć. Kiedy zespół projektowy opracował kompozytową osłonę ogranicznika z kauczuku silikonowego, udoskonalono formułę kauczuku silikonowego i dodatków, aby zapewnić, że wewnętrzne rezystory ogranicznika, które przez długi czas przebywały na wolności, nie są zawilgocone i nie pogarszać się.
W styczniu 2021 r. z linii produkcyjnej w Wuhan zjechał pierwszy krajowy ogranicznik tlenków metali z płaszczem kompozytowym z przerwą szeregową dla linii przesyłowej ± 1100 kV, który przeszedł pomyślnie testy.
W sierpniu br. Departament Urządzeń Sieciowych zorganizował ekspertów do przeglądu praktycznego planu pracy ogranicznika. Eksperci zgodzili się, że korpus ogranicznika ma doskonałą wydajność, może działać szybko w przypadku przepięcia pioruna, uwalniać energię pioruna i zapobiegać uszkodzeniu szczeliny powietrznej między drutem a wieżą lub łańcuchem izolatora. Ma dobrą ochronę odgromową dla linii przesyłowych ± 1100 kV i może być podłączony do sieci w celu ćwiczeń.
Wybierz optymalny schemat instalacji, próbną pracę odgromnika wiszącego w sieci
Po 10 dniach ciężkiej pracy ponad 20 pracowników budowlanych, 14 października tego roku na 3-bazowej żelaznej wieży w sekcji Anhui zainstalowano płaszcz kompozytowy z szeregowym ogranicznikiem tlenków metalu dla linii przesyłowej ± 1100 kV linii ± 1100 kV Jiquan.
Ochronnik ma 11 metrów wysokości i waży około 1 tony. Aby mocno zainstalować go na wsporniku wieży w odległości większej niż 40 metrów od ziemi, należy wziąć pod uwagę boczne ciśnienie wiatru, któremu jest on poddawany, aby zapewnić stabilność po instalacji. Ponadto personel budowlany musi dokładnie kontrolować odległość szczeliny powietrznej między ogranicznikiem a drutem wynoszącą 2450 mm, dopuszczając błąd wynoszący zaledwie ± 50 mm.
Przed instalacją zespół projektowy, producenci i personel budowlany wielokrotnie omawiali i proponowali trzy rozwiązania instalacyjne, a mianowicie wznoszenie wież odgromowych, instalację podwieszaną, instalowanie wsporników i stosowanie kompozytowych ciągów izolacyjnych do wzmocnienia.
„Pierwszy plan jest drogi, drugi plan wymaga wzmocnienia konstrukcji żelaznej wieży, a podczas instalacji musi przejść przez drut, co jest trudne do zbudowania”. Liu Jing przedstawił: „W trzecim planie wspornik podtrzymujący jest połączony z głównym materiałem żelaznej wieży, a żelazna wieża ma małą siłę i wysokie bezpieczeństwo; nie ma potrzeby przechodzenia przez drut do instalacji, a konstrukcja jest trudne; pozycja instalacji jest niska, a załadunek, rozładunek i konserwacja są wygodne”. Ostatecznie trzeci plan instalacji został zatwierdzony przez ekspertów.
Aby monitorować stan działania ogranicznika i zweryfikować efekt zastosowania ogranicznika, zespół projektowy opracował również inteligentne urządzenie monitorujące online do debugowania i uzyskiwania dostępu do urządzenia podczas instalowania ogranicznika. W przyszłości specjaliści z Anhui Electric Power Research Institute będą wykorzystywać urządzenie do monitorowania stanu pracy ogranicznika, pozyskiwania informacji takich jak czas pracy ogranicznika, liczba uderzeń pioruna, parametry prądu piorunowego oraz przebiegi w czasie uderzenia pioruna linii, gromadzą dane operacyjne ogranicznika i zapewniają wsparcie danych dla późniejszej analizy efektu działania ogranicznika.