±800kV奉贤换流站的结构与功能特点
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±800kV奉贤换流站的结构与功能特点我国宜宾向家坝至上海奉贤送电距离达1900 km的±800 kV特高压直流输电工程于2010年7月8日正式投运。
这是目前世界上运行线路最长、输电容量最大、损耗最低(线损仅4%)、信价比最高的特高压直流输电工程。
上海奉贤换流站是向家坝-上海±800千伏特高压直流输电工程的受端换流站,位于上海奉贤区境内,站址总用地面积17.48hm2,围墙内用地面积15.06hm2,换流站容量为6400MW,直流额定电压为±800kV。
奉贤换流站也是目前世界上最大容量的特高压换流站,从建设到运行共创下18项电力工业技术的世界纪录,把主要集中在金沙江、大渡河、雅砻江三江流域的四川丰富的水电资源,同中国经济最发达地区之一的上海联结在一起。
奉贤换流站的结构是:每极两个12脉冲阀组串联接线方式;换流变压器(单相双绕组)28台(4台备用),每台容量297.1MV A;交流滤波器4大组,15小组,总容量3746Mvar。
1回±800kV高压直流输电线路,1回接地极线路。
交流出线本期3回,远景4回。
1.主接线方式直流换流站的主接线设计主要有两个方面,即直流侧主接线和交流侧主接线。
奉贤换流站直流侧主接线采用(400 +400)kV 换流器接线方案,参见图1。
每极高、低端12 脉动换流器两端设计电压相同,12 脉动换流器两端连接直流旁路断路器,通过直流旁路断路器操作可以投入或者推出该12 脉动换流器,因此,运行方式非常灵活,可根据实际情况合理组合。
其正送和反送功率传输方向下的直流输电系统运行方式如下:1)完整双极运行方式;2)1/2 双极运行方式;3)完整单极大地返回运行方式;4)1/2 单极大地返回运行方式;5)完整单极金属回路运行方式;6)1/2 单极金属回路运行方式;7)3/4 双极运行方式。
平波电抗器采用 2 台串连的型式,分别配置在直流极线和中性线母线上,降低了平波电抗器的制造难度。
±800kV向上直流换流站交流滤波器的配置与控制
邓艳平;杨秀;张美霞;潘爱强
【期刊名称】《高压电器》
【年(卷),期】2017(53)2
【摘要】换流站交流滤波器的配置与投切方案是特高压直流输电系统设计的重要组成部分。
文中介绍了向家坝—上海±800 kV特高压直流输电工程奉贤换流站交流滤波器配置方案,根据向家坝—上海直流工程奉贤换流站无功需求特点,结合受端交流系统,从交流母线电压控制、滤波要求和容量选择方面进行换流站交流滤波器的配置,并分析了其投切策略。
通过校核计算和PSCAD仿真,验证了滤波器的配置以及投切策略的可行性。
笔者研究对后续直流工程滤波器设计具有借鉴作用。
【总页数】6页(P8-13)
【关键词】特高压直流输电;滤波器;投切控制
【作者】邓艳平;杨秀;张美霞;潘爱强
【作者单位】上海电力学院电气工程学院;国网上海市电力公司电力科学研究院【正文语种】中文
【中图分类】TM721.1
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1.±800kV特高压直流换流站交、直流滤波器用金属氧化物避雷器的研究
2.±800kV特高压换流站直流滤波器电容器不平衡研究
3.±800kV沂南换流站交流
滤波器保护配置及调试方法4.±800kV特高压直流换流站交、直流滤波器用金属氧化物避雷器的研究5.调相机与特高压直流换流站交流滤波器的协调控制措施
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±800kV换流站建筑设计中的要点分析摘要:伴随着我国电力工业的快速发展,高压输电技术逐渐在电网建设中普及运用,而且以及成为了输电系统中的关键环节,而且对于高压直流换流站的设计也有了更为严格的要求和标准。
因此本文对800kV换流站设计中的要点进行分析。
关键字:±800kV换流站;主控制楼;阀厅;要点一、±800kV换流站换流站是进行高压直流输电的一种特殊形式,按照不同的运行方式可以分为整流站和逆变站,其中前者是将交流变换为直流,而后者是将直流变换为交流。
根据我国颁布的《高压直流换流站设计技术规定》中的相关要求,换流站内装设有换流器、换流变压器、平波电抗器、交流滤波装置、直流滤波装置、无功功率补偿设备以及直流输电系统控制、监视、保护、测量设备和相关的辅助设施以及其它构筑物,而且在设计上要符合方便调度、简化控制的原则。
二、±800kV换流站的建筑设计要点800kV换流站的土建部分主要包括极1高端阀厅、极2高端阀厅、极1低端阀厅、极2低端阀厅、主控制楼、极1高端阀厅辅助控制楼、极2高端阀厅辅助控制楼、500kV等继电器室、备品备件库、综合楼、综合水泵房、雨淋阀间、阀冷却泵房、车库及警卫室等。
建筑的设计必须要符合国家电力行业标准《高压直流换流站设计技术规定》及电力工程顾问集团公司企业标准《±800kV换流站设计技术导则》中的要求,其中主控制楼、阀厅等重要建筑物以及换流变压器、平波电抗器、交直流滤波器等大型设备都应该布置在地质条件较好的地段而且还应该充分考虑环境污秽、水源、交通运输等多种因素进行考虑。
以下根据要求进行分析,主要以主控制楼和阀厅为主针对各自的设计要点进行细致分析:(一)主控制楼的设计要点基于换流建筑物工艺布置和运行巡视等因素,一般情况下控制楼和阀厅采用联合布置方式。
主控制楼内包括控制室、极控制保护设备室、站用直流以及UPS电源室、通信设备室、通信电源室、阀冷却设备室、空调设备室、中压配电室、低压配电室、蓄电池室等设备用房,以及检修间、备品备件室、资料室、值班室、会议室、办公室、备餐室等。
±800kV云广特高压换流站安全管理研究1. 引言1.1 研究背景±800kV云广特高压换流站作为我国特高压输电工程的重要组成部分,对于保障电网稳定运行、提高电网输电能力具有重要意义。
随着我国电力系统的不断发展壮大,特高压技术得到了广泛应用,特高压换流站作为特高压输电系统中的重要设备之一,其安全管理工作显得尤为重要。
由于特高压换流站设备复杂、技术难度高、操作环境恶劣,安全隐患较多,一旦发生事故后果不堪设想。
加强对±800kV云广特高压换流站安全管理的研究具有重要意义。
通过系统研究其安全管理体系建立与实施、安全管理措施、安全管理风险评估、安全管理应急预案等方面的内容,可以为提高特高压换流站的安全性、稳定性和可靠性提供理论和实践指导。
【200字】1.2 研究目的研究目的是深入探讨±800kV云广特高压换流站的安全管理情况,分析其存在的问题和挑战。
通过研究,旨在寻找提升换流站安全管理水平的有效方法和措施,为确保换流站运行稳定、安全提供科学依据和指导。
通过对安全管理的研究,可以为其他特高压换流站和电力设施的安全管理提供借鉴和参考,促进电力行业的安全管理整体水平的提高。
研究还旨在探讨安全管理在换流站运行中的重要性,以及不断完善和提升安全管理的必要性,为电力系统的稳定运行和可持续发展做出贡献。
通过对安全管理的研究,旨在为未来特高压换流站的安全管理工作指明方向,促进电力行业的健康发展和安全运行。
1.3 研究意义引言:安全管理是电力行业的重要组成部分,尤其对于特高压换流站这样高压、高风险的设施而言,安全管理更是至关重要。
本研究旨在探讨±800kV云广特高压换流站的安全管理现状,通过建立和完善安全管理体系,提高换流站运行的安全性和稳定性。
本研究将分析安全管理措施的有效性和实施情况,为换流站安全管理提供经验和借鉴。
特高压换流站的安全管理不仅关乎电力系统运行的稳定性,还关乎社会公共安全。
±800kV云广特高压换流站安全管理研究我国能源分布的不均衡性和经济发展的不平衡性决定了我国必须采用"西电东送,东部经济拉动西部发展"的经济能源政策。
特高压直流输电具有低损耗、大容量、远距离等特点。
目前,特高压直流输电在我国已经开工建设并相继投产,特高压换流站作为特高压直流输电的核心与普通换流站相比,其设备结构更为复杂、运行方式更多、技术要求更高,也必然带来安全风险系数加大、安全管理难度提高。
所以,如何提高特高压换流站的安全管理水平,也成了目前急待解决的难题。
1 电力安全管理的概念电力安全管理就是对电力企业安全生产工作进行的计划、组织、指挥、协调和控制的一系列活动,目的是保证在生产、经营活动中的人身安全与健康,电网的安全与稳定,以及设备和财产安全,促进企业的发展,保持社会的和谐稳定[1-2]。
众所周知,安全发展是电力企业永恒的生命线,没有安全,企业就丧失了其存在价值。
尤其是特高压换流站的安全稳定运行,关系到整个电网的运行工况,影响西电东送主通道顺利畅通。
管理好特高压的安全,就为我国的经济能源政策奠定了坚实的基础。
在进行电力生产时,安全风险主要来自于生产者自身日常的生产、生活活动的各个方面,从设备的操作和维护到生活的每个方面都存在风险。
而这些又是日常生产生活中必不可少的,也是无法回避的基本条件,所以说,不论进行任何活动,安全与风险是相互依赖存在的,是同一事物的两个方面,并统一于事物发展的过程之中。
因此,生产活动不可能完全消除风险的存在,但事物发展过程中,安全与风险并不是等量存在的。
安全的因素多,风险因素就会降低,安全就有所保障;相反,如果风险因素高于安全的因素,就容易发生危害,造成事故。
通过人为的干预,对风险因素加以控制和预防,降低危害和事故发生的可能性,或减少事故的损失,这便是电力企业安全管理的核心,是电力企业发展的必要条件,也是社会发展的必备要素。
2 特高压换流站安全管理的现状和意义就目前看来,在全国范围内,各地的直流工程建设也进入施工高峰。
特高压直流换流站电气设计的主要特点崔丽娜摘要:由于高压直流变流器的输电能力和电压等级的增加,在主电气接线中,过电压保护和绝缘协调、外部绝缘特性、设备的选择和布局等,与传统超高压变流站相比有显著的变化。
根据这些方面,基于中国和世界上第一批特高压直流输电工程设计阶段的研究,归纳分析特高压直流换流站电气设计应注意和掌握的主要技术特点,对后续工程设计工作具有重要的指导意义。
关键词:特高压;直流换流站;电气设计;技术特点1前言±800kv特高压直流输电不仅能实现大容量、低损耗、传输距离远,还能节省宝贵的传输通道资源,提高输电走廊利用率,是中国电力跨地区的必然选择。
第11个五年计划云南至广东特高压直流输电工程的建设始于2006年12月,上海向家坝±800kv特高压直流输电工程将很快开始,十五到十三五期间规划建设特高压直流输电工程还有7至9个,十三五期间还规划藏电外送特高压直流输电项目交付。
目前,特高压直流输电技术在世界上还没有成熟的应用经验,在第一批特高压直流输电工程的设计研究基础上,归纳分析特高压直流换流站电气设计应注意掌握的主要技术原则,为后续的工程设计工作提供重要的指导和参考意义。
2电气主接线2.1交流开关场电气主接线±800kv特高压直流换流站的输送容量是5000至6400mw,一般使用500千伏电压等级,进线大小约12至20回,其中换流变组进4回线,改变交流滤波器或电容器3~5大组,站用电1~2次,电力出口和进口的其他沟通是4~9回,有时需要提供母线电压反应堆项目的条件。
根据规模,开关具有高度可靠性,主要的电线有丰富的调度经验,500千伏电网的操作在中国广泛使用,半断路器连接不存在争议,主要处理单元在工程与元件配串研究和设计的问题,提高变换器的可靠性和可用性。
2.2换流阀组接线除了直流输电项目在巴西为两回±600kv,单回3150兆瓦的发电能力,每12脉冲阀杆采用2组串联连接,其余的大部分的高压直流输电工程,尤其是在中国的500千伏直流输电项目采用每级1个12脉冲阀连接。
±800kV云广特高压换流站安全管理研究±800kV云广特高压换流站是我国电网系统中一个非常重要的设施,对于其安全管理工作的研究具有重要意义。
本文将从多个方面对该换流站的安全管理工作进行研究,旨在提出有效的安全管理措施,确保该设施的稳定运行。
一、背景介绍±800kV云广特高压换流站是我国电网系统中一项重要的基础设施,其主要功能是将直流输电系统和交流输电系统相连,实现两种系统之间的能量互换。
该换流站位于云南省昆明市,是我国西南地区电力交流和输电的重要枢纽,对于保障西南地区电力安全稳定运行具有至关重要的作用。
二、现状分析1. 设备状况换流站设备数量众多,其中包括主变压器、整流器、逆变器、断路器等重要设备。
这些设备的运行状态直接影响到整个换流站的安全稳定运行。
对这些设备的定期检测和维护显得尤为重要。
2. 安全管理在换流站的日常运行中,各种安全事故随时可能发生。
安全管理工作的不严密将给整个系统带来极大的风险,因此加强对换流站的安全管理工作也是十分必要的。
三、存在问题1. 安全管理体系不健全目前,换流站的安全管理体系还不够健全完善,缺乏一套完备的安全管理制度和规范。
这对于整个换流站的安全稳定运行构成了一定的隐患。
2. 安全意识不强在管理人员和运维人员中,安全意识不够强烈。
在换流站管理中,缺乏对安全风险的识别和防范意识,这也是造成安全事故频发的重要原因之一。
四、对策建议1. 建立健全的安全管理体系对于换流站来说,建立健全的安全管理体系尤为重要。
一方面,需要建立完备的安全管理制度和规范,明确各项安全管理工作的责任部门和责任人;要加强安全培训,提高管理人员和运维人员的安全意识,确保他们了解安全管理相关知识和技能。
2. 加强设备检测和维护对于换流站的重要设备,需要进行定期检测和维护,确保设备的正常运行。
特别是需要重视对主要设备的运行状态进行实时监控,及时发现设备的故障并进行修复,以确保整个系统的安全稳定运行。
±800kV奉贤换流站的结构与功能特点
我国宜宾向家坝至上海奉贤送电距离达1900 km的±800 kV特高压直流输电工程于2010年7月8日正式投运。
这是目前世界上运行线路最长、输电容量最大、损耗最低(线损仅4%)、信价比最高的特高压直流输电工程。
上海奉贤换流站是向家坝-上海±800千伏特高压直流输电工程的受端换流站,位于上海奉贤区境内,站址总用地面积17.48hm2,围墙内用地面积15.06hm2,换流站容量为6400MW,直流额定电压为±800kV。
奉贤换流站也是目前世界上最大容量的特高压换流站,从建设到运行共创下18项电力工业技术的世界纪录,把主要集中在金沙江、大渡河、雅砻江三江流域的四川丰富的水电资源,同中国经济最发达地区之一的上海联结在一起。
奉贤换流站的结构是:每极两个12脉冲阀组串联接线方式;换流变压器(单相双绕组)28台(4台备用),每台容量297.1MV A;交流滤波器4大组,15小组,总容量3746Mvar。
1回±800kV高压直流输电线路,1回接地极线路。
交流出线本期3回,远景4回。
1.主接线方式
直流换流站的主接线设计主要有两个方面,即直流侧主接线和交流侧主接线。
奉贤换流站直流侧主接线采用(400 +400)kV 换流器接线方案,参见图1。
每极高、低端12 脉动换流器两端设计电压相同,12 脉动换流器两端连接直流旁路断路器,通过直流旁路断路器操作可以投入或者推出该12 脉动换流器,因此,运行方式非常灵活,可根据实际情况合理组合。
其正送和反送功率传输方向下的直流输电系统运行方式如下:
1)完整双极运行方式;2)1/2 双极运行方式;3)完整单极大地返回运行方式;4)1/2 单极大地返回运行方式;5)完整单极金属回路运行方式;6)1/2 单极金属回路运行方式;7)3/4 双极运行方式。
平波电抗器采用 2 台串连的型式,分别配置在直流极线和中性线母线上,降低了平波电抗器的制造难度。
每一个12 脉动换流器两端并接有旁路断路器以及隔离开关,用于旁路或者投入此12 脉动换流器。
换流变压器的型式为单相双绕组。
由于直流系统电压从±500 kV 提高到了±800kV,特高压直流输电工程换流器接线从传统的单12脉动换流器改为采用双12 脉动换流器结构。
采用双12 脉动换流器结构,使主回路有更多的运行方式,提高了整个系统运行的灵活性和可用率。
针对双12 脉动的特点,在直流侧接线中,增加了旁路断路器和隔离开关。
通过旁路断路器和隔离开关的配合控制,可以完成单12 脉动换流器的正常起停控制和故障情况下的换流器退出操作,以实现上述7 种不同运行方式。
奉贤站交流侧主接线则采用常规的3/2断路器接线方式,这种接线方式的优点是运行的可靠性和灵活性很高,在检修母线或回路断路器时不必用隔离开关进行大量的倒闸操作,操作方便。
并且,调度和扩建也很方便。
但不足的地方是与单断路器双母线相比,设备投资和断路器维修量都有所增加;并且一条回路故障有二台断路器要跳开,联络断路器故障会造成相连两条回路的短时停电;再有,为了便于回路的交叉配置,要求电源数和出线数最好相等;还有这种接线的继电保护装置也比其他接线要复杂得多。
交流侧主接线参见图2。
2.直流侧主要部分及其功能
1)换流变压器。
换流变压器是接在换流阀与交流系统之间的电力变压器。
采用换流变压器实现换流阀与交流母线的连接,并为换流阀提供一个中性点不接地的三相换相电压。
换流变压器与换流阀是构成换流单元的主体。
换流变压器在直流输电系统中的作用:一是传送电力;二是把交流系统电压变换到换流器所需的换相电压;三是利用变压器绕组的不同接法,为串接的两个换流器提供两组幅值相等、相位相差30°(基波电角度)的三相对称的换相电压以实现十二脉动换流;四是将直流部分与交流系统相互绝缘隔离,以免交流系统中性点接地和直流部分中性点接地造成直接短接,使得换相无法进行;五是换流变压器的漏抗可起到限制故障电流的作用;六是对沿着交流线路侵入到换流站的雷电冲击过电压波起缓冲抑制的作用。
由于换流变压器的运行与换流器换相造成的非线性密切相关,它在漏抗、绝缘、谐波、直流偏磁、有载调压和试验等方面与普通电力变压器有不同的特点和要求。
2)晶闸管换流阀。
可控硅晶闸管换流阀是直流输电工程的“心脏”,实现交流和直流的变换。
可控硅阀安装于室内,采用空气绝缘和水冷却。
按照触发原理的不同可分为LTT换流器和ETT换流器。
由电触发晶闸管ETT组成的换流单元称为ETT换流器,电触发晶闸管工作原理是阀控系统来的触发信号转化为光信号,由光缆将光信号传送到每个晶闸管级,在门极控制单元把光信号再次转换成电信号,经放大后触发晶闸管元件。
由光触发晶闸管LTT组成的换流单元称为LTT换流器,光触发晶闸管工作原理是在晶闸管门极区周围,有一个小光敏区,当一定波长的光被光敏区吸收后,在硅片的耗尽层内吸收光能而产生电子空穴对,形成注入电流使晶闸管元件触发。
这种触发方式与电触发方式相比,省去了
控制单元的光电转换、放大环节及电源回路,简化了阀的辅助元件,改善了阀的触发特性,提高了阀的可靠性。
参见图3所示。
奉贤换流站采用的是6英寸、8.5kV、4kA的大功率电触发晶闸管原件。
每极阀厅包括高端和低端各一个,高、低端阀厅分别悬吊六个双重阀塔,每个双重阀塔有两个单阀组成;每个单阀包含两个阀层,每个阀层有4个可控硅组件和4个电抗器组件,每个单阀共有8个可控硅组件和8个电抗器,每个单阀并联一个阀避雷器;每个可控硅组件由七个可控硅元件及其并联的均压电阻、电容串联而成,每个可控硅位于两个铝制散热器之间,7个可控硅和8个铝制散热器被压力达190kN的夹紧件压在一起;全站共有48个单阀,每个单阀共有56个可控硅(包括2个冗余可控硅),双极总计可控硅数目为2688只。
参见图4。
3)直流开关场
在常规直流典型接线输电工程中,为满足直流主接线的基本运行、检修要求,直流开关场按极对称设置有平波电抗器、直流滤波器、直流电压测量装置、直流电流测量装置、直流PLC 滤波装置、直流隔离开关、金属回路转换开关(MRTB)、大地回路转换开关(GRTS)、中性母线高速开关(NBS)、中性母线高速接地开关(NBGS)、中性点设备及过电压保护设备等,特高压直流仍然需要配置上述设备。
上述主要设备的基本功能特点如下:
平波电抗器的作用主要包括:
抑制换流阀产生的纹波电压、直流小电流运行时保持电流连续、防止逆变器换相失败、直流故障时抑制电流的突变速度、抑制线路电容和换流站直流侧容性设备通过换流阀的放电电流,以免损坏阀的元件、减少从直流线路侵入到换流站雷电波对换流阀的危害等作用,与直流滤波器配合,减少系统谐波分量,减小对邻近通信线路的干扰。
直流PLC 串接在直流极线上,以滤除该频段的电流分量,减少直流线路对相邻线路产生的干扰。
直流滤波器并接在直流极线与中性母线之间,其主要作用为减少直流侧谐波,降低直流架空线路对相邻通讯线路的影响。
过电压保护装置由阀组避雷器、直流侧避雷器及中性母线电容器组成。
直流部分测量装置包括直流极线、中性线、直流滤波器组设置各种电流互感器及电压互感器,向直流控制保护系统的测量提
供输入。
3.3交流侧主要部分及其功能
1)GIS。
奉贤换流站500千伏交流侧主接线采用3/2断路器接线方式,其交流场内采用的是户内GIS方案。
GIS即为六氟化硫封闭式组合电器,它将一座变电站中,除变压器以外的一次设备包括由断路器、母线、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、接地开关、电缆终端、进出线套管接器等,经过优化设计有机地组合成一整体,并封装在金属封闭外壳内,与出线套管、电缆连接装置、汇控柜等共同组成,充以一定压力的SF6气体作为灭弧和绝缘介质的高压成套配电装置。
GIS结构参见图5。
GIS具有结构小型化、可靠性高、安全性好、杜绝了对外部的不良影响、安装周期短、维护方便等优点。
2)交流滤波器。
奉贤换流站交流滤波器共分4大组(15小组),分别接在交流场第1、2、3、4串上。
第一大组分3小组交流滤波器或并联电容器,其他每大组分4小组交流滤波器或并联电容器。
全站共有8组HP12/24型交流滤波器;6组带阻尼电抗器的并联电容器(SCD),1组不带阻尼电抗器的并联电容器(SC)。
直流滤波器共2组,每条800kV极母线上各接有一组2/12/24的的三调谐直流滤波器。
奉贤换流站是我国为实现西电东送的重大特高压直流工程建设项目。
该工程从四川复龙换流站到南汇和奉贤交界处的邵厂镇上海奉贤换流站绵延近1900余公里,该工程建成后,通过奉贤换流站每年给上海可输送电量约305亿千瓦时,可替代600多万千瓦燃煤火电机组,每年可减少二氧化碳2500万吨、二氧化硫排放20万吨、氮氧化物4万吨,减少1500万吨煤炭运输问题。
作为向家坝-上海±800千伏特高压直流输电示范工程的奉贤换流站是上海解决能源问题的重大电力工程项目,具有十分重要的社会意义和经济价值。