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我国超高压隔离开关的发展历程和水平评述

2009/9/9    来源:输配电设备网    作者:钟振蚊      
关键字:超高压隔离开关  发展市场需求  水平分析  
回顾了我国35年来超高压隔离开关的发展历程,概述了产品的市场分布和需求,并对国产超高压隔离开关的水平进行了综合分析,指出了与跨国公司产品存在的差距,提出了今后奶的方向。
1 前 言 

  我国电网将实现从超高压向特高压的跨越。

  2005年2月,国家发改委就开展百万伏级交流、±80万V级直流输电技术前期研究工作发出通知,拉开了21世纪特高压在中国电力输送的惟幕。国家电网公司在2005年工作会议上提出建设“以百万伏级交流和+-80万V级直流系统组成的特高压国家骨干输电网架”的目标;南方电网公司也制订了“2030年形成五交二直特高压主网架”的远景规划。国家电网公司预计2008年建成晋东南——南阳——荆门单回百万伏交流输电示范工程,已于2006年8月奠基。这意味着我国形成万伏级特高压输电工程已进入了工程建设实质性阶段。

  特高原电网建设中,百万伏变电站将有GIS(封闭式组合电器)、HGIS(复合式组合电器)和AIS(空气绝缘变电站)三种可供选择的方案。目前国内主要隔离开关制造厂,正在开展百万伏级户外隔离开关的研发工作。在这个承前启后的关键时刻,回顾我国35年来超高压户外隔离开关的发展历程,对当前研发特高压隔离开关会有所禆益。 

2 隔离开关在电力系统中的地位和作用

  在电力系统的输变电设备中,隔离开关是需用量最多的一种,通常是高压断路器的2~3倍,所以在电力系统中占有重要的地位。变电站设备的布置、接线方式、占地面积和基建投资等,很大程度上决定了隔离开关的尺寸和结构形式。户外隔离开关的结构虽然比断路器简单,但它的运行条件比较恶劣,是完全暴露在大气环境中工作,受环境气候条件影响最直接和最严重的一种设备。因此,它的运行情况对电网的安全有着重要的影响。

  隔离开关在电力系统中主要起安全隔离作用。它的任务是在无负荷下分、合电路,以达到停电检修和转换的目的。隔离开关在合闸状态能可靠地通过额定电流,并能承载规定的短路电流;在分闸状态形成明显可见的具有可靠绝缘的隔离断口,使需要检修或分段的线路与带电线路相互隔离,以保证检修人员及线路设备的安全。为了确保安全,不少隔离开关还附有接地开关,也有的接地开关是独立的,接地开关的作用是在需要的时候,人为地将线路与地相连。

  隔离开关由于没有专门的灭弧装置,通常只在无负载的情况下分、合线路。但是在一些特殊使用下,如倒换母线、开断空载变压器和空载母线等场合,也应能分、合母线转换电流及空载变压器的励磁电流、空载母线的电容电流等小电流。户外接地开关属慢速动作,不具有关合短路电流的能力,但在合闸状态要求能承载一定数值或与隔离开关相同的短跑电流。在平行回路中出口处的接地开关,有时要求开合由相邻带电运行线路所引起的静电感应电流和电磁感应电流。 

3 我国超高压隔离开关的发展历程

  我国超高压户外隔离开关的随着国超高压电网建设的兴起应运而生,伴随着我国超高压电网快速扩大而蓬勃发展。它是自力更生和改革开放形势下发展我国输变电设备的缩影。 

  3.1 两“元老”齐闯超高压

  为了满足国家重点工程——我国第一条330kV输电线路(刘关线)的急需,沈阳高压开关厂(简称沈高)和西安高压开关厂(简称西高),承担了联合设计开关设备的任务,于1970年研制成功GW7—330/1500型三柱式隔离开关。同时为了适应刘家峡水电站利用导流洞建设开关站的特殊需要,设备要求体积小占地面积少,于是首创了ZH1—330型敞开式组合电器,即利用GW7隔离开关与电流互感器或电缆头进行各种有机组合,从而使电站布置紧凑、节省造价。这种结构形式在世界上是绝无仅有的,己发展成具有中国特色的新品种,1978年获全国科技大会奖。完全用我国自行设计制造的设备装备起来的我国第一条330kV输电线路于1972年6月胜利建成投入运行。330kV超高压开关设备与1975年8月通过一机、水电两部联合鉴定,这是我国自主研制超高压隔离开关良好的开端。

  随着我国电网的扩大,国际上500kV输电线路的广泛建立,我国500kV开关设备的研制生产开始起步,电力和机械两部于1978年制订出500kV输变电设备技术条件.当兴建第一条用国产设备装备的50kV输电线路——锦辽试验线段时,在计划经济指导下,国家安排沈高和西开两家老厂为这条试验线路研制500kV开关设备。1981年,沈高提供了GW6—500型剪刀式隔离开关和JW2—500型接地开关,西开提供了GW7—500型三柱式隔离开关。按照两部协议要求,产品额定电流2500A、峰值耐受电流100kA、短时耐受电流3秒40kA。这批产品数量不多,仅20余组,但却开创了我国自主设计独立制造500kV隔离开关的先河。1985年通过两部运行鉴定,这可称为我国第一代500kV隔离开关。在研制过程中,进行了产品绝缘结构和机械受力研究,攻克了铝合金导体设计制造、绝缘试验、无线电干扰试验及开合小电容电流试验等技术难题,为今后发展积累了宝贵经验。我国在超高压输电设备国产化道路上迈出了坚实的一步。1988年锦辽线国产设备一赔获国家科技进步一等奖及机械委科技进步特等奖。
责任编辑:殷爽
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