Введение
Изоляторы, используемые на подстанциях сверхвысокого напряжения 1000 кВ, требуют более высокой механической прочности, хороших электрических характеристик и защиты от загрязнения. В то же время от изоляторов на 1000 кВ требуется более высокая эксплуатационная надежность из-за их более длинной гирлянды и крайне неудобного обнаружения и замены.
Фарфоровый изолятор 1000 кВ имеет недостатки, заключающиеся в большом количестве деталей, длинной конструкции и большом весе. В то же время, из-за плохой гидрофобности электрофарфоровых материалов, гирлянды фарфоровых изоляторов подвержены перегоранию во влажной среде (например, в дождливые и туманные дни). Поэтому для увеличения длины пути утечки гирлянд изоляторов часто принимаются такие меры, как достаточное количество изоляторов с нулевым значением или дополнительное покрытие противообрастающими материалами RTV или PRTV. Однако это приведет к дальнейшему увеличению длины колонны изоляторов и объему работ по техническому обслуживанию. Применение синтетических изоляторов в электросетях также стало предметом исследований из-за преимуществ высокого напряжения молнии, высокого коэффициента использования пути утечки и хороших характеристик накопления загрязнения. Синтетические изоляторы (включая опорные и подвесные изоляторы) использовались для замены фарфоровых изоляторов на некоторых подстанциях 750 кВ и ниже. Вводы 1000 кВГИС подстанций 1000 кВ, таких как станции Jingmen и Wannan, также частично используют синтетические материалы, и они хорошо работают.
Статус разработки фарфоровой изоляционной нити
В построенных или строящихся подстанциях СВН комбинированный тип компоновки распределительного устройства 1000 кВ. Фарфоровый изолятор двойного или тройного зонта с большим расстоянием подъема выбирается в качестве колонны изолятора поперечного натяжения на станции. Для гирлянды подвесного изолятора, чтобы контролировать длину гирлянды и обеспечить безопасное расстояние между подводящей линией и оборудованием под ней, выбран фарфоровый изолятор трехзонтового типа. Цельная длина пути утечки трех фарфоровых изоляторов зонтичного типа для подвесного изолятора составляет 545 мм.
Количество гирлянд изоляторов зависит от уровня загрязнения подстанции. Для определения используется метод пути утечки или метод выдерживаемого напряжения пробоя при загрязнении: но когда трудно определить характеристики устойчивости изоляторов к загрязнению посредством полевых испытаний, количество цепочек изоляторов также определяется или проверяется путем взаимодействия с уровнем изоляции линейного изолятора. струны.
Для подстанций сверхвысокого напряжения, расположенных в грязной зоне национального стандарта d, в соответствии с GB/T 26218.2-2010 «Выбор и определение размера высоковольтных изоляторов для использования в грязных условиях. Часть 2: Унифицированное расстояние утечки, указанное в «Фарфоровых и Стеклянные изоляторы для системы переменного тока» составляет 43,3 мм/кВ. С учетом нулевых изоляторов количество подвесных гирлянд изоляторов на 1000 кВ составляет 59 штук. Также есть несколько подстанций сверхвысокого напряжения, расположенных в зоне загрязнения уровня d2. В сочетании с GB/T 26218 .2-2010 и соответствующих правил электроэнергетической компании по конфигурации изоляции, унифицированное удельное расстояние утечки установлено на уровне 48,5 мм/кВ. В настоящее время количество оборванных изоляторов должно быть соответственно увеличено. Загрязненная площадь еще больше увеличивается, необходимо принять другие меры, так как существующее оборудование фарфоровых опор 1000 кВ не может соответствовать требованиям конфигурации внешней изоляции. можно просто увеличить путь утечки изоляционной струны.
По результатам исследования раскачивания провода 1000 кВ в разные периоды влияние ветрового прогиба провода на расстояние между фазами ограничено. Одинарный I, двойной I или V-образный натяжной изолятор может использоваться для пересечения входящей и исходящей линий распределительного устройства 1000 кВ. Изоляционная гирлянда V-типа обычно используется для основной линии шины, а одинарная гирлянда подвесных изоляторов I- или V-типа может использоваться для ведущей вниз линии и перемычки. На построенной подстанции сверхвысокого напряжения гирлянда подвесных изоляторов на 1000 кВ в основном имеет V-образную конструкцию для ограничения раскачивания провода и уменьшения ширины рамы. Для подстанции сверхвысокого напряжения в загрязненной зоне уровня D групповая гирлянда V-образного изолятора на 1000 кВ обычно выбирает трехзонтичный фарфоровый изолятор на 160 кН с высотой одиночной конструкции 160 мм, путем утечки 545 мм и количеством листы изолятора 59 шт.
Подвесная колонна изолятора 1000 кВ на подстанции сверхвысокого напряжения в основном используется для подвешивания подводящего провода от входящей и исходящей линий к вводу КРУЭ, а колонна изолятора оснащена натяжным зажимом. С помощью расчетов было обнаружено, что только в том случае, когда включенный угол гирлянды изолятора V-образного типа больше, чем максимальный угол отклонения провода ветром, гирлянда изолятора может быть ослаблена при максимальном отклонении провода ветром и предотвратить повреждение изолятора. от падения или повреждения под давлением.
Схема гирлянды подвесного изолятора
Цепочка подвесных изоляторов на 1000 кВ на подстанции сверхвысокого напряжения переменного тока имеет V-образную подвесную конструкцию. Масса изолятора принята равной 160 кН. Определение длины пути утечки для синтетических изоляторов. Согласно GB/T26218.3 -- 2010 «Выбор и размер изоляторов высокого напряжения для использования в грязных условиях, часть 3: в соответствии с «Композитным изолятором для системы переменного тока», из-за характеристик формы и материала, устойчивости к загрязнению. зонтичного изолятора из силиконовой резины обычно лучше, чем у фарфорового или стеклянного изолятора, когда путь утечки одинаков.Если учитывать только допуск на загрязнение или перекрытие, путь утечки может быть уменьшен при использовании синтетического изолятора.Однако по сравнению с традиционные фарфоровые материалы, силиконовые каучуковые материалы более подвержены износу под действием окружающей среды, электрического поля и дуги, что снижает степень загрязнения и срок службы изоляторов при определенных условиях Поэтому синтетические изоляторы с таким же расстоянием утечки, как фарфор или рекомендуется использовать стеклянные изоляторы, чтобы избежать износа, проблем с перекрытием и улучшить показатели загрязнения. стандартное загрязненное состояние, рекомендуется, чтобы длина пути утечки синтетического подвесного изолятора 1000 кВ была не менее 545x59=321,55 (мм).
Согласно техническим условиям, обратитесь к схеме гирлянды фарфорового изолятора, проведя исследование производителя.
Сборка шнура синтетического изолятора в основном такая же, как у шнура фарфорового изолятора. Из-за ограничений качества U-образное подвесное кольцо, удлинительное кольцо, соединительная пластина, регулировочное кольцо и натяжной зажим, используемые при сборке струны из синтетического изолятора, аналогичны тем, которые используются для струны фарфорового изолятора. Учитывая разницу в электрических свойствах синтетического материала и фарфорового материала. Кольцо выравнивания напряжения и экранирующее кольцо, используемые для гирлянды изоляторов, могут быть разными, что необходимо определить после анализа конкретного электрического поля схемы сборки и соединения. Потому что синтетическая изоляционная струна с жестким соединительным стержнем для всей соединительной структуры. Струну удобно устанавливать и монтировать на месте. После установки не будет U-образного эффекта, вызванного длинной нитью фарфорового изолятора. Поэтому используется композитная изоляторная гирлянда. Седельные кольца можно заменить более простыми кольцами беговой дорожки для V-образной подвески колец выравнивания давления.
Подвесной изолятор типа V
Использование V-образной изоляционной гирлянды для компактных и компактных линий электропередачи может эффективно ограничить амплитуду качания провода, тем самым уменьшая размер оголовка мачты, а также динамическую и статическую ширину коридора. Из-за близкого расстояния между трехфазными проводами естественная мощность передачи и электромагнитная среда линий лучше, чем у обычных линий. Угол гирлянды изолятора «V» напрямую влияет на размер оголовка башни и напряжение гирлянды изолятора. Согласно большому количеству данных исследований и проектирования, собранных в стране и за рубежом, включенный угол струны типа «V» в основном составляет от 70 до 120 градусов. Нагрузка гирлянды изолятора «V» сложна, что связано не только с вертикальной нагрузкой, но также с включенным углом, горизонтальной нагрузкой и продольной нагрузкой гирлянды изолятора «V». Чем больше включенный угол V-образной гирлянды изолятора, тем больше вертикальная, горизонтальная и продольная нагрузка.
Технико-экономический анализ
После использования синтетических материалов длина гирлянды подвесного изолятора 1000кВ может быть укорочена почти на 1 метр. Исходя из компоновки и схемы подключения РУ 1000кВ, высота рамы ввода-вывода может быть уменьшена с 41м до 40м. В то же время, учитывая, что масса одной цепочки синтетических изоляторов примерно на 1,2 т меньше массы фарфоровой изоляционной цепочки, за счет повторной оптимизации конструкции входящей и выходящей проволочной рамы каждый штырь входящей проволочной рамы (шириной 49 м ) может сэкономить около 2 т стали, а каждый штифт отходящей проволочной рамы (шириной 51 м) может сэкономить около 2,5 т стали. При цене стали 10000 юаней/т каждый штифт входящей рамы может сэкономить около 20 000 юаней, а каждый штифт исходящей рамы может сэкономить около 25 000 юаней. В сочетании с оценкой инвестиций в материал изолятора и предложением производителя. Цена одного фарфорового изолятора составляет 139 юаней, а цена одного синтетического изолятора - 4600 юаней. Если сборка гирлянды изолятора такая же, инвестиции в каждую гирлянду синтетического изолятора примерно на 7200 юаней меньше, чем на гирлянду фарфорового изолятора.
Хотя гирлянда синтетических изоляторов на 1000 кВ имеет определенные технические и экономические преимущества по сравнению с гирляндой фарфоровых изоляторов, срок службы синтетических изоляторов короче. Способы отсрочить эффект старения синтетических материалов и улучшить производственный и технологический уровень изоляторов по-прежнему являются важным фактором, ограничивающим популяризацию и применение синтетических изоляторов на станциях сверхвысокого напряжения. Необходимы непрерывные последующие исследования. Кроме того, применение гирлянды синтетических изоляторов на 1000 кВ следует сочетать с анализом электрического поля для дальнейшей оптимизации конструкции кольца балансировки напряжения и экранирующего кольца гирлянды изоляторов. О результатах международных исследований последних лет. Синтетические изоляторы не требуют технического обслуживания. Опыт эксплуатации показывает, что гидрофобность синтетических изоляторов будет уменьшаться в разной степени после эксплуатации в течение определенного количества лет под действием озона, ультрафиолета, влажности, высокотемпературных и низкотемпературных электрических нагрузок и других внешних факторов, что является основной причиной «неизвестное перекрытие» в работе композитных изоляторов. Поэтому после широкомасштабного применения синтетических изоляторов. На то, как правильно сделать онлайн-мониторинг его ходовых качеств, тоже стоит обратить внимание.
Подведем итог
Учитывая, что вес изолятора составляет 160 кН, по-прежнему применяется V-образная подвеска. В соответствии с национальным стандартом загрязнения d путь утечки изолятора должен быть не менее 32155 мм. Принимая во внимание вес и способ соединения гирлянды подвесных изоляторов 1000 кВ, гирлянда синтетических изоляторов 1000 кВ и гирлянда фарфоровых изоляторов могут быть собраны таким же образом. Включенный угол V-образной струны по-прежнему считается равным 65 градусам, поэтому струна изолятора не будет повреждена при сжатии и соответствует требованиям конструкции.