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新型环保气体开关设备关键技术研究与应用
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  • 公布年份:
    2018
  • 中图分类:
    TM564
  • 关键词:
  • 成果简介:
    该项目研发12~40.5kV全系列新型环保气体开关设备采用绿色环保的氮气作为绝缘气体,实现了中压开关设备的智能化、环保化及可靠性升级,避免传统空气绝缘开关设备绝缘性能受环境因素影响及正常运行能耗较高的缺点,具有同SF6气体绝缘开关设备免维护、紧凑型、高可靠的技术特点,同时可完全避免温室气体SF6的使用及排放。项目针对12~40.5kV气体绝缘开关设备采用微正压环保氮气作为绝缘介质的高压绝缘技术、大电流载流散热技术、低泄漏率密封技术及现场运维检修技术等方面进行了研究,研制了采用微正压环保氮气绝缘的12~40.5kV气体绝缘开关设备及状态检测装置,实现了在电力、煤矿、自来水厂等多个领域的50多座变电站的工程应用及可靠运行,其中40.5kV N2绝缘开关设备实现全球范围内首次成功应用,填补了国内外在该领域的空白。 主要技术要点如下:(1)完成12~40.5kV纯氮气绝缘紧凑型环保型开关设备工程应用及运行,占地面积降低40%以上,实现开关设备一次高压系统免维护并可实现智能化监控及无人值守,设备绝缘可靠性大幅提高,运维检修成本大幅下降。同时环保气体绝缘开关设备无高温室效应及窒息性SF6气体泄漏风险,绿色环保、安全性高。(2)新型环保气体开关设备采用额定充气压力0.02MPa(相对压力)的微正压氮气替代SF6气体,同时满足零表压下工频耐压和雷电冲击耐压的绝缘设计,实现设备可靠运行。通过研究氮气的放电特性及电场结构仿真计算,完成环保气体开关设备绝缘结构设计及优化,实现单个绝缘件局放值小于1pC,整柜局放值小于10pC的设计目标,确保一次高压系统40年免维护运行。(3)紧凑型环保气体开关设备采用多母线分散并联结构构成自然优化的电场分布以及对流、传导和辐射同时作用的密封气箱散热结构设计,有效控制载流导体的电流密度分布,采用发热、散热相结合的技术手段,实现了2500A微正压氮气开关设备自然散热。相比于空气绝缘开关柜降低主回路电阻30%,且接触电阻无劣化风险,大幅降低设备损耗,实现节能增效。(4)研制了基于声电联合检测技术的局部放电在线监测设备,开发了绝缘状态智能评估系统;研究了气体湿度和纯度对纯氮气开关设备绝缘性能的影响,提出了现场检漏和补气操作方法;发明了硅橡胶连接器,实现了柜体模块化拼接和中间柜可抽出功能。 依托项目成果编制5项国家标准、3项能源行业标准和1项团体标准。获授权发明专利13项,实用新型专利21项,软件著作权1项,累计发表学术论文13篇。 项目整体技术被鉴定为国际先进水平。项目的产品及技术拥有绿色环保和安全可靠的优势,适应电网可靠性日益提升与环境协调发展需要,已在安徽、北京、湖南、上海、浙江等电网推广应用,正逐渐应用于环境友好型电网的建设中,具备在全国电力企业全面推广的条件。
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