特高压串补阻尼电抗器技术世界领先

电力18讯：    □特约通讯员 张忠

　　7月中旬，北京电力设备总厂科技人员回访我国首个晋东南―南阳―荆门特高压1000千伏交流试验示范工程项目部，带回一份评价意见：“贵厂自主研发的特高压串补阻尼电抗器技术世界领先，质量可靠，性能优良，完全满足安全稳定运行的要求。”

　　这是该产品投运一年后的回访，这份意见让全厂所有工程技术人员备感欣慰和自豪。由该厂研发的阻尼电抗器经受住了特高压线路大负荷输送的考验，今后将广泛应用于多项交流特高压工程中，成为有效保证电能送出、极大减少线路损耗和保证电力系统安全运行的重要设备。

　　承担关键设备研发重任

　　在特高压串补站中，阻尼电抗器有保持1000千伏交流特高压输电网稳定运行、优化输送功率因数、保证长期稳定输出500万千瓦电能、充分发挥输电通道经济效益的重要作用。

　　阻尼电抗器另一个重要作用就是增大短路阻抗，限制短路电流。由于采用了电抗器，在发生短路时，电抗器上的电压降较大，所以也起到了维持母线电压水平的作用，使母线上的电压波动较小，保证了非故障线路上的用户电气设备运行的稳定性。近年来，我国500千伏输电线路迅速发展，电网容量越来越大，由于电压等级高，电网装接容量大，造成了电力系统短路电流增大，事故电压波动大，功率因数偏低，开关容量不够，谐波电流增加，解决这些问题的方法就是研发适合特高压电网稳定运行的串补阻尼电抗器。

　　为了解决线路送电能力，顺利推进特高压交流电网建设，中国电力科学研究院于2010年4月开始研发线路串联补偿装置技术，同年8月将串补装置中关键主设备――特高压串补阻尼电抗器委托给该厂进行立项研发。

　　合力攻克世界技术难关

　　特高压串补阻尼电抗器设计研发及抗短路稳定性能是产品研发过程中的重点，也是难点。据该厂副总工程师吴玉坤介绍，特高压工程订制的串补阻尼电抗器需要承受170千安培短路电流，所产生的短路电动力是普通产品的2至3倍。

　　由于技术参数要求高，运行条件苛刻，产品结构、电场电晕、磁场发热、抗震稳定、动热稳定等多项技术难题亟需解决。初步设计时，吴玉坤和他的团队意识到，串补阻尼电抗器额定容量大，发热严重，机械稳定性要求高，如果直接进行单台式产品设计，很难通过后期的温升试验和短路试验，这样的结构虽然成本低，但风险非常大。

　　在利益和风险面前，该厂坚定特高压工程的质量和稳定高于一切的工作信念，选择了分体式并联结构设计，即由大化小，增加部分成本、降低整体难度和风险。事实证明，这种方式是可行的，从而顺利保证了工程的研发进度。

　　科学检验产品的可靠性，保障产品能够满足系统要求，是该项目的技术重点，也是检验产品是否成功的关键。为此，该厂在多次与代表国际先进试验水平的中国电力科学研究院、西安高压电器试验研究所、荷兰KEMA高压试验基地沟通的基础上，组织专家团队借助经验、合力攻关、自主试验、破解难题。先后采用国际上先进的电、磁、力仿真软件，进行类比式分析核算，找出了产品的安全薄弱点；采取横向绝缘机械支撑的独特加强方式进行加固，使之满足抗短路要求，取得试验成功。

　　2011年11月20日，该厂对自主研发的特高压串补阻尼电抗器进行人工短路试验。随着现场“吱吱”的电流声以及强烈的电场火花迸出，串补阻尼电抗器表现稳定，经受住了大电流考验。这表明该厂终于攻克了特高压串补阻尼电抗器这一世界技术难关。