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近日，金上—湖北±800千伏特高壓直流輸電工程永興換流站正式啟動(dòng)雙極低端直流系統(tǒng)端對端帶電調(diào)試，這標(biāo)志金沙江上游的水電通過這條特高壓能源動(dòng)脈第1次抵達(dá)湖北。此次雙極低端直流系統(tǒng)調(diào)試主要包括直流場、雙極低端換流變、雙極低端閥廳及相關(guān)輔助系統(tǒng)的帶電聯(lián)調(diào)，計(jì)劃開展直流端對端系統(tǒng)調(diào)試項(xiàng)目200余項(xiàng)，預(yù)計(jì)8月中下旬完成調(diào)試工作。
據(jù)悉，金永直流是世界上的第1個(gè)采用送端分址級聯(lián)接線的直流輸電工程，送端分別位于四川康甘換流站和西藏昌都換流站，途徑西藏、四川、重慶、湖北，線路全長1901公里，額定輸送容量800萬千瓦，可以將金沙江上游兩地水電能源送入湖北。同時(shí)直流運(yùn)行方式非常靈活，共有77種，是常規(guī)特高壓直流的1.7倍。該工程低端調(diào)試完成后將進(jìn)行頂端調(diào)試，計(jì)劃年內(nèi)投運(yùn)。
一、適用范圍（LYCJ2000高壓變壓器“400KV雷電沖擊發(fā)生器"操作方案）
本發(fā)生器適用于35千伏及以下電壓等級的空氣間隙，套管、電力變壓器(容量2000VA及以下)和互感器等試品進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓全波試驗(yàn)。
二、一般使用條件（LYCJ2000高壓變壓器“400KV雷電沖擊發(fā)生器"操作方案）
※ 海拔高度：<1000m
※ 環(huán)境溫度：－10℃～＋40℃
※ 相對濕度：<80％（25℃）
※ 極大日溫差：25℃
※ 使用環(huán)境：戶內(nèi)
※ 無導(dǎo)電塵埃
※ 無火災(zāi)及爆炸危險(xiǎn)
※ 無腐蝕金屬和絕緣的氣體
※ 電源電壓的波形為正弦波,波形畸變率<5%
※ 接地電阻小于0.5Ω
※ 安裝地點(diǎn):戶內(nèi)
三、遵循技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（LYCJ2000高壓變壓器“400KV雷電沖擊發(fā)生器"操作方案）
※ GB7449 電力變壓器和電抗器的雷電沖擊和操作沖擊的試驗(yàn)導(dǎo)則
※ GB1094.3 電力變壓器第3部分 絕緣水平和絕緣試驗(yàn)
※ GB/T 311.1 高壓輸變電設(shè)備的絕緣與配合
※ GB/T 16927.1 高電壓試驗(yàn)技術(shù) 第1部分 一般試驗(yàn)要求
※ GB/T 16927.2 高電壓試驗(yàn)技術(shù) 第2部分 測量系統(tǒng)
※ GB/T 16896.1 高電壓沖擊試驗(yàn)用數(shù)字記錄儀
※ ZBF 24001 沖擊電壓試驗(yàn)實(shí)施細(xì)則
※ GB/T11920 電站電氣部分集中控制裝置通用技術(shù)條件
※ GB/T191 包裝儲(chǔ)運(yùn)圖示標(biāo)志
※ DL/T 846.1 高電壓測試設(shè)備通用技術(shù)條件 第1部分：高電壓分壓器測量系統(tǒng)
※ DL/T 848.2 高壓試驗(yàn)裝置通用技術(shù)條件 第2部分：工頻高壓試驗(yàn)裝置
※ DL/T 848.5 試驗(yàn)裝置通用技術(shù)條件 第5部分：沖擊電壓發(fā)生器
※ DL/T ′′′′ 《高壓線路絕緣子沖擊電壓擊穿試驗(yàn)?定義、試驗(yàn)方法和判據(jù)》的規(guī)定
四、設(shè)備組成（LYCJ2000高壓變壓器“400KV雷電沖擊發(fā)生器"操作方案）
1.LYCCD－100直流充電裝置 1套
2.LYCJ2000-400沖擊電壓發(fā)生器本體(包括全部調(diào)波元件) 1套
3.LYRF－400弱阻尼電容分壓器 1套
4.LYAT自動(dòng)測控系統(tǒng) 1套
5.LYFJ二次回路測量線、控制線 1套
五、主要技術(shù)指（LYCJ2000高壓變壓器“400KV雷電沖擊發(fā)生器"操作方案）
系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)
1、標(biāo)稱電壓：400kV
2、額定級電壓：100kV
3、額定能量：20kJ
4、沖擊電容量：0.25 uF
5、總級數(shù)：4級
6、額定級電容量：1uF (單臺(tái)脈沖電容器2uF/2×50千伏，共4級)
7、沖擊電壓波形： 雷電波：T1=1.2uS±30%、T2=50uS±20%、峰值電壓偏差≤3%，
截波時(shí)間：2～5uS；沖擊電壓波形參數(shù)及其偏差均符合GB/T 311.1及GB/T 16927.1國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。
8、電壓利用系數(shù)：負(fù)荷電容為1000PF以下時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)雷電波的電壓利用系數(shù)≥90%，
9、同步范圍：級電壓在20%～100%額定電壓范圍內(nèi)，正負(fù)極性同步范圍不小于20%;
10、同步放電失控率：<2%
11、極低輸出電壓：≤±20%額定電壓
12、充電電壓不穩(wěn)定度：<±1.0%
13、使用持續(xù)時(shí)間:在2/3額定電壓以上，每120秒充放電一次可連續(xù)運(yùn)行，在2/3額定電壓以下，每60秒充放電一次可連續(xù)運(yùn)行
六、主要元件的技術(shù)說明：
1、直流充電部分
(1)采用可控硅恒流調(diào)壓裝置,額定輸出電壓±100kV,額定輸出直流電流10-100mA；
(2)采用油浸式充電變壓器，次級電壓50kV，額定容量5千伏安；
(3)采用LYDL-200kV/100mA的高壓整流硅堆,反向耐壓3200kV，平均電流30.1A，高壓整流硅堆安裝在充電變壓器內(nèi)，可由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)自動(dòng)倒換充電電壓極性。控制臺(tái)上有極性開關(guān)轉(zhuǎn)換按鍵；
(4)高壓整流硅堆保護(hù)電阻采用漆包電阻絲有感密繞在絕緣管上；
(5)自動(dòng)控制時(shí)，恒流充電裝置在10%～100%額定充電電壓范圍內(nèi)，實(shí)際充電電壓與整定電壓偏差不大于±1%，充電電壓的不穩(wěn)定性不大于±1%，充電電壓的可調(diào)精度為1%；
(6)直流電阻分壓器1只，采用100kV，200MW，油浸式金屬膜電阻。低壓臂電阻裝在分壓器底法蘭內(nèi)，低壓臂上的電壓信號用屏蔽電纜引入控制臺(tái)內(nèi)；
(7)自動(dòng)接地開關(guān)采用電磁鐵分合接地機(jī)構(gòu)，試驗(yàn)停止時(shí)可自動(dòng)將主電容器短路并經(jīng)保護(hù)電阻接地；
(8)充電變壓器(包括高壓整流硅堆及極性轉(zhuǎn)換裝置)及其保護(hù)電阻，自動(dòng)接地開關(guān)和絕緣支柱等安裝在一個(gè)底盤上；
2、本體部分
(1)主體結(jié)構(gòu)形式采用仿德國HIGHVOLT-H型
(2)本體采用雙邊不對稱充電回路，每級額定電壓100kV；
(3)本體絕緣支柱4級塔式結(jié)構(gòu).每級包括1臺(tái)MWF100-3鐵外殼油浸式脈沖電容器、充電電阻、波頭電阻、波尾電阻和點(diǎn)火球隙等，當(dāng)產(chǎn)生雷電波時(shí)，根據(jù)試品電容量大小，選擇適當(dāng)?shù)睦纂姴ú^電阻、波尾電阻和級數(shù)；
(4)級脈沖電容為3±0.05mF，直流工作電壓±100kV，電容器剩余電感￡0.15mH，電容器出線套管能夠承受垂直拉力15kg，同時(shí)保證不損壞和滲漏油，電容器出線套管能夠承受垂直拉力15kg，在以上范圍無損壞和滲漏油,電容器安裝就位無變形；
(5) 波頭電阻、波尾電阻均采用板形結(jié)構(gòu)，無感繞制。
電阻采用西門子的特殊結(jié)構(gòu)，保證電阻的熱容量能滿足試驗(yàn)要求；剩余電感小；
(6) 接頭均為彈簧壓接式，方便調(diào)波時(shí)的插拔且接觸可靠；
(7) 波頭、波尾電阻支架可以由多支電阻同時(shí)并聯(lián)使用；
(8) 第1級球隙采用雙邊異極性觸發(fā)，第2級至第四級球隙均采用三間隙橢圓球隙點(diǎn)火，從而保證觸發(fā)的可靠性；
(9)各級球隙距離由低速永磁電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)作直線調(diào)整，裝置噪音小，定位無慣性，準(zhǔn)確、快速，控制顯示對應(yīng)球距的放電電壓；
(10)球隙距離也可在控制部分人為干預(yù)；
(11)本體可每2級或多極并聯(lián)使用，并聯(lián)連接桿采用統(tǒng)一接插件，方便換接；
(12) 本體支柱采用玻璃鋼材料制造，很高電位的部分采取抗老化和電暈的措施；
(13) 各級均采取防暈措施，在充電過程中不會(huì)出現(xiàn)明顯電暈。
3、LYRF-400kV/300pF沖擊弱阻尼分壓器
（1）高壓臂由電容器組成，電容額定參數(shù)400kV/300pF
（2）額定雷電沖擊耐受電壓為400kV
（3）分壓器分壓比為：2000：1
（4）測量不確定度：小于2.5％
（5）過沖：≤20%
（6）部分響應(yīng)時(shí)間：≤100ns
（7）弱阻尼電容分壓器的方波響應(yīng)特性滿足GB/T 311.1及GB/T 16927.2的標(biāo)準(zhǔn)要求
4、LYAT控制測量系統(tǒng)
※ 本套設(shè)備采用具有*水平的計(jì)算機(jī)測控一體化系統(tǒng),將控制和測量功能組合在一起。
※ 控制系統(tǒng)采用了日本三菱公司的PLC可編程控制器，使控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了小型化、智能化及高可靠性。
※ 屏幕采用10"觸摸屏。
※ 控制部分和本體的信號傳輸采用光纖傳輸，具有雙向信號處理功能，從而提高了控制系統(tǒng)的可靠性。
※ 控制系統(tǒng)中關(guān)鍵的元器件及部件全部選用進(jìn)口件，如：PLC可編程控制器采用日本三菱公司、示波器采用美國泰克公司等。
※ 測量系統(tǒng)具有波形顯示、分析、成圖和打印等功能。可以按照高壓試驗(yàn)的習(xí)慣設(shè)定測量參數(shù)從而自動(dòng)整定好數(shù)字示波器。可自動(dòng)計(jì)算各個(gè)波形參數(shù)，所采用的計(jì)算方法按照GB/T16896.1-1997及IEC1083標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
※ 控制測量系統(tǒng)采用了*的抗干擾技術(shù)，在高電壓、強(qiáng)電場的環(huán)境下運(yùn)行，系統(tǒng)測量準(zhǔn)確、控制方便、可靠。
控制系統(tǒng)技術(shù)說明如下:
※ 控制系統(tǒng)的主要目的是控制沖擊電壓發(fā)生器操作，完成正常的充放電過程，所有運(yùn)行參數(shù)均可通過觸摸屏的操作來完成，并對設(shè)備運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
※系統(tǒng)控制方式為手動(dòng)或自動(dòng),自動(dòng)控制方式能按規(guī)定的程序進(jìn)行沖擊電壓試驗(yàn)，在界面顯示發(fā)生器狀態(tài)(接地/不接地,充電速度,充電電壓,球距等)。
（1） 動(dòng)作控制
能夠手動(dòng)或自動(dòng)控制放電球距跟蹤充電電壓，并顯示放電球距值；
控制本體自動(dòng)接地；
沖擊次數(shù)預(yù)置、極性自動(dòng)換接等功能；
控制并顯示截波球距。
（2）充電控制
充電電壓,充電速度,充電極性直接由界面輸入設(shè)定；系統(tǒng)自動(dòng)跟蹤設(shè)定電壓下的球隙跟蹤。充電方式采用可控硅調(diào)壓方式恒流充電。能夠自動(dòng)控制沖擊電壓發(fā)生器的充電過程，可以根據(jù)試驗(yàn)要求，調(diào)節(jié)充電電壓和充電時(shí)間，并顯示充電電壓值；可控硅調(diào)壓方式較之傳統(tǒng)的調(diào)壓器調(diào)壓方式，具有體積小，響應(yīng)速度快，控制精度高。充電穩(wěn)定度0.3%，充電速度可調(diào)。
采用自控方式充電時(shí),能使充電電壓按所需的充電曲線上升，自動(dòng)穩(wěn)定在預(yù)先整定的充電電壓值上，從而保證了充電的均勻性、重復(fù)性和試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
（3）觸發(fā)控制
采用高性能的點(diǎn)火脈沖放大器，能夠產(chǎn)生大于15kV/100nS的脈沖電壓，確保沖擊設(shè)備點(diǎn)火可靠，同步放電穩(wěn)定。
截波延時(shí)方式采用電子延時(shí)回路，可方便地獲得2～6μS的截波觸發(fā)延時(shí)，穩(wěn)定性好，精度高，截?cái)喾稚⑿孕∮?.1μS，點(diǎn)火脈沖延時(shí)可調(diào)范圍：0～9.9μS。
（4）可靠聯(lián)鎖控制
整個(gè)系統(tǒng)具有完善的警燈、警鈴等試驗(yàn)區(qū)的報(bào)警功能和控制接口；
具有自動(dòng)接地和可靠接地與系統(tǒng)聯(lián)鎖，過流和過壓保護(hù)功能；
緊急停止功能。
（5）擴(kuò)展功能
能與其它計(jì)算機(jī)通過串口進(jìn)行通訊和數(shù)據(jù)交換；
測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)說明如下：
測控一體化工作臺(tái)為兩聯(lián)柜形式，顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)放置在桌面上，計(jì)算機(jī)主機(jī)、示波器、隔離濾波電源、UPS放在辦公桌內(nèi)，繼電器、PLC、過電壓和過電流保護(hù)元件等放置在本體底盤內(nèi)。
用戶在系統(tǒng)界面上選擇“波形分析"功能后,系統(tǒng)進(jìn)入測量功能設(shè)置界面。
測量系統(tǒng)以美國泰克公司的數(shù)字存儲(chǔ)示波器TBS-1102B為波形數(shù)據(jù)采集平臺(tái),工作方式的設(shè)置由測控軟件（具有軟件著作權(quán)）自動(dòng)完成。其帶寬100MHz，標(biāo)稱分辯率達(dá)9bit，很高采樣速度達(dá)2. GS/s，記錄長度10M，通道2個(gè)；可記錄雷電全波和雷電截波。用戶只需根據(jù)界面提示，輸入各項(xiàng)試驗(yàn)條件即可（用戶也可選擇其它示波器）。
系統(tǒng)可以完成表1所示的各種沖擊電壓的測量和表2測量誤差及系統(tǒng)波形參數(shù)分析功能。
表1 沖擊電壓波形及其參數(shù)
波形 | 參數(shù) |
雷電沖擊標(biāo)準(zhǔn)波 | 峰值/波前時(shí)間/半峰值時(shí)間 |
表2 測量系統(tǒng)不確定度(含分壓器)
測量的沖擊波類型 | 測量系統(tǒng)不確定度(含分壓器) Ke￡ % |
標(biāo)準(zhǔn)雷電波/截波 | 3 |
沖擊電壓的所有信息均以位圖(.bmp)文件和數(shù)據(jù)文件(.DAT)格式保存在硬盤上。
系統(tǒng)的典型測量功能包括:
沖擊電壓測量和波形分析: 2通道,很高采樣速率1.25GS/S
不同沖擊電壓波形的比較和離線分析: 可將試驗(yàn)得到的波形 以數(shù)據(jù)文件(*.DAT)的格式存盤，從硬盤中讀出并顯示在屏幕上，幫助用戶比較不同沖擊試驗(yàn)得到的沖擊試驗(yàn)波形
試驗(yàn)報(bào)告數(shù)字化: 點(diǎn)擊菜單項(xiàng)“試驗(yàn)報(bào)告"可直接進(jìn)入中文Word ，在已設(shè)計(jì)好的沖擊試驗(yàn)報(bào)告模板上編寫試驗(yàn)報(bào)告。利用Word 強(qiáng)大的處理功能, 輸入文字，繪制和插入電路接線圖，插入試驗(yàn)波形圖，存儲(chǔ)、打印試驗(yàn)報(bào)告等。
多時(shí)基波形顯示: 系統(tǒng)具備將各個(gè)通道波形數(shù)據(jù)(例如變壓器的入波電壓和示傷電流波形)分別獨(dú)立按不同的時(shí)基顯示的功能，方便用戶分析波形。
控制系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)
充電電壓整定范圍 0.5～100.0kV
充電電壓 0.5～100.0kV
充電電壓調(diào)節(jié)精度 1 %
充電電壓不穩(wěn)定度 < 1 %
充電時(shí)間設(shè)定范圍 30～900S
充電時(shí)間調(diào)節(jié)精度 1 S
報(bào)警延時(shí) 2 S
截波觸發(fā)脈沖延時(shí) 0.0～9.9μS
截波延時(shí)調(diào)節(jié)精度 0.1μS
沖擊試驗(yàn)次數(shù)設(shè)定范圍 0～99次
沖擊試驗(yàn)次數(shù)調(diào)節(jié)精度 1次
輸入電源電壓 220VAC±10%
輸出交流電壓 0～220VAC(連續(xù))
輸出交流電流 0～16A
雙屏蔽測量電纜
金上-湖北±800千伏特高壓直流輸電工程所需的28臺(tái)換流變壓器已全部運(yùn)輸就位。據(jù)了解，該工程在送端新建了四川甘孜幫果和西藏昌都卡麥兩座換流站，共需安裝28臺(tái)換流變壓器。這些設(shè)備體量巨大，單臺(tái)長12.7米、寬4米、高約5米，體積相當(dāng)于兩輛雙層巴士并排，重量超過280噸。運(yùn)輸工作自啟動(dòng)以來分14批次進(jìn)行，每批次運(yùn)送2臺(tái)，單程耗時(shí)約16至20天。
金上至湖北特高壓工程是世界上海拔最高的特高壓工程，工程起于四川省甘孜州白玉縣，止于湖北省大冶市，是第1個(gè)深入川藏高原腹地的特高壓直流輸電項(xiàng)目。
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