我国特高压工程输电技术在南方电网的发展与应用

4.3工程技术关键问题

4.3.1换流阀和阀组

规划云广直流工程送电容量5GW，电压±800kV，额定电流3125A，相对现有±500kV/3GW直流工程的3000A额定电流仅提高4.2%。通过优化换流变短路阻抗参数、提高单个阀片的冷却水流量等措施，该工程完全可用现±500kV工程应用成熟的127mm阀片，从而节省大量研发费用和时间，经济实用且无国产化障碍。建设、设计单位、生产厂商均已确认，送受端均采用(400kV+400kV)双12脉动阀组串联接线为最优方案，它在设备的研制和运输、运行的灵活和可靠方面优势明显，已有国外工程成功应用的经验。

4.3.2特高压直流换流变压器

由于采用双12脉动阀组，工程共需48台换流变(另加备用8台)。其中36台≤±600kV的换流变可使用成熟技术，12台靠近极母线的±800kV换流变全球均无，需要研发。±800kV与±500kV换流变的主要判别有三：一是绝缘水平更高，二是运行中直流偏磁更大，三是尺寸增大使运输困难。因此，特高压换流变绝缘结构、设备尺寸要求接近制造极限，挑战很大。国内外制造商研究云广工程后已提出换流变的主要参数，分析计算认为设计制造800kV换流变技术上可行并可满足国内铁路运输条件需要。部分制造商表示2006年可产出样机。

4.3.3阀侧变压器套管和直流穿墙套管

阀侧变压器套管和直流穿墙套管是特高压设备制造难点之一，目前主要依靠国外技术，SIEMENS和ABB已提前投入该技术并取得较好效果。ABB公司1993年即已研制出直流±800kV油纸绝缘瓷外套穿墙套管并通过相关试验，后将部分陶瓷外套涂上合成材料以增加外绝缘功能，安装在瑞典STRI实验室，安全运行至今。ABB称有把握在此基础上开发出合成材料的穿墙套管。SIEMENS已研制出特高压变压器合成材料套管以及用于换流变特高压阀侧线圈引出线与套管连接部分的绝缘桶(Barriersystem)，其在奥地利格拉茨技术大学开展的电气试验已基本完成。由于试验室环境条件所限直流耐压试验和极性翻转电压试验仅完成设计值的93%和96%，但都曾经短时间加至100%试验电压试品未见异常。补充试验可在所内完成。换流变套管技术与穿墙套管相似而难度更大，前者的解决，意味着后者也迎刃而解。特高压的阀侧变压器套管和直流穿墙套管技术已基本解决，但也关注到套管尺寸加大后，其机械性能也应相应提高，并通过相关试验。

4.3.4平波电抗器

特高压直流换流站首选干式平波电抗器，每两台一组串联，分别布置在每极的极母线和中性线上，经济且无技术风险，是为最佳方案。

4.3.5特高压直流设备外绝缘

特高压直流场内有直流高速开关、隔离刀闸、互感器等设备、如陶瓷绝缘材料很难满足其外绝缘爬距的要求。解决方案，一是建设户内直流场，可以在一定程度上减缓污秽程度，更重要的是保持设备干燥，防止污闪发生;二是采用合成绝缘材料，以满足外爬距要求，但有研发和试制的技术风险。前者投资和运行费用较大，多数专家倾向于后一方案。平波电抗器也要解决支柱绝缘子外绝缘问题。目前已有数家厂商研制出特高压直流合成支柱绝缘子和线路绝缘子样品，可望在现有的直流工程中挂网试运行。

4.3.6控制保护

我国尚未使用过双12脉动串联阀的控制保护技术，但国外如巴西伊泰普±600kV直流输电工程多年的运行经验已证明系统的安全可靠。对此国内外厂商均表示无任何技术困难。