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有载调容分级并联电抗器研制及工程应用
成果信息
立项支持
  • 公布年份:
    2018
  • 中图分类:
    TM472
  • 关键词:
  • 成果简介:
    该项目属于输电工程领域。在交流输电线路中,保持电压稳定和无功补偿平衡是十分重要的。传统铁心并联电抗器只能提供固定的电抗值,当线路负荷改变,出现较大波动时,不能根据线路负荷有效地进行电容补偿调节,稳定输电线路电压。有载调容分级并联电抗器通过有载开关进行电抗值调节,进而改变电抗器的容量。当输电线路在空载或载荷较小时,保证对剩余充电功率进行无功补偿,避免引起电网运行电压偏高。特别是远距离输电时,使用有载调容分级并联电抗器比使用传统电抗器需要的设备更少,经济性更高。此外有载调容分级并联电抗器可以将电压保持在指定范围内,可以稳定季节性或每天出现负载波动的电网。特别是当天气原因造成功率波动时,有载调容分级并联电抗器可以保证电源电压稳定并提高运行安全性。 该项目依托特变电工沈变公司与美国洛杉矶水电部正式签订的3台三相有载调容分级电抗器的供货合同进行开发研制。是国内首次承接研发的带有载开关大容量三相一体调容分级并联电抗器。此类有载调容分级并联电抗器电压不变电感逐级变化,容量变化范围为50%~100%。 该项目在研发过程中,结合项目的技术特点,提出了全新产品设计方案要求。采用6项专利完成该项目研制。该方案设计、仿真验证、工艺、制造等多个方面难度极大,项目结合可调并联电抗器产品工作原理的特殊性,通过一系列的技术攻关,产品均一次试验成功,并具有控制灵活、自动调节容量以及噪音低、温升低、振动小、局放小等优点,形成以下四项创新点: ①采用主线圈、粗调线圈和细调线圈排列结构。这种结构有效地降低了电抗器损耗,实现了电抗器容量50%~100%有级调节。 ②编制新的主线圈、粗调线圈和细调线圈排列结构电抗值计算方法。通过对三个轴向排列绕组漏磁分析研究和线圈电抗高度等效计算,电抗值可控制允许偏差为±5%范围内。 ③采用全新的有载开关中性点打开使用方法。通过对产品中性点连接方式研究,对电抗器三相中性点不平衡电容值和开关打开中性点连线后两相间的冲击电位值进行验证。将三相一体开关中性点打开使用,有效地简化了产品引线结构、缩小了产品外形尺寸。 ④容量调节范围宽。该项目产品容量调节范围为50%~100%,即容量可以从45 Mvar调节至90 Mvar。容量调节范围可完全满足系统无功补偿需求,与固定高抗相比有最大优势,它会随着系统负荷的变化调节自身容量,实现真正的柔性输电,还可以抑制工频和操作过电压,从而可大大提高系统的稳定性和安全性。 该项目共实现销售收入2500万元,2015年12月底成功挂网运行,运行情况良好。有载调容分级并联电抗器优点突出、作用明显,现已成为国外各先进厂商的研究热点,尤其是北美地区对有载调容分级电抗器需求量呈稳定的增长趋势。通过该项目的成功研制,实现了该类科研产品的市场转化,在2017年初实现该类型产品预中标订单3000万元。 项目获权国家发明专利1项。2016年1月通过了中国机械工业联合会新产品、新技术鉴定,产品各项技术指标达国际领先水平。项目的成功开发填补了国内空白。该项技术的突破为中国输电无功补偿开拓了新的思路和广阔的视野。该产品具有降低电网线路损耗、提高电能传输质量等节能优点,对节约型社会建设具有积极的意义。
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