西电东送是我国能源战略之一。西南水电送出、青藏联网、疆电和未来藏电外送,都要经过海拔2000m以上地区,甚至高达4000m至5000m。高海拔输变电工程的外绝缘和电磁环境与低海拔存在显著差异,是影响工程造价和运行可靠性的关键因素。高海拔输变电工程设计面临包括绝缘子污闪特性、空气间隙和导线选型等复杂技术问题,国内外既缺少海拔2000m以上的试验结果,现有海拔修正方法也不能满足工程要求,急需开展前瞻性、基础性研究,为包含高海拔地区坚强智能电网建设提供强有力的技术支持。
1)首次开展了交直流线路和站用绝缘子101kPa至70kPa(海拔3000m)下的不同长度(约2m-12m)绝缘子污闪特性试验研究和海拔4300m的绝缘子污闪验证试验研究,完成了长尺寸绝缘子直流海拔修正系数的验证。
2)首次在海拔4300m开展了污闪放电机理研究,获得了低气压下的绝缘子污闪动态电弧伏安特性。
3)首次在北京(50m)、宝鸡(900m)、昆明(1900m)与西宁(2100m、2300m)、海晏(3000m)、羊八井(4300m)和唐古拉山口(5000m)进行了多种长空气间隙的放电试验,系统获得了直至5000m的输电线路杆塔和换流站典型间隙、棒-板、棒-棒长空气间隙的操作冲击、雷电冲击、直流和工频等放电特性数据,填补了高海拔特别是2000m以上地区长间隙放电试验研究的空白。
宿志一 男 1946-5-27 教高/院首席专家 中国电力科学研究院
陆家榆 男 1957-6-27 教高/副所长 中国电力科学研究院
廖蔚明 男 1951-6-20 教高 中国电力科学研究院
周 军 男 1973-2-7 室副主任/高工 中国电力科学研究院
丁玉剑 男 1982-12-12 主任助理/工程师 中国电力科学研究院
黄瑞平 男 1984-2-15 工程师 中国电力科学研究院
赵录兴 男 1983-12-13 工程师 中国电力科学研究院
评价单位:“科创中国”能源互联网产业科技服务团 (中国电机工程学会)
评价时间:2022-11-10
综合评价
本项目重点依托西藏、西宁高海拔试验基地和北京特高压直流试验基地、开展了不同海拔下外绝缘和电磁环境试验研究。在高海拔工程污秽外绝缘、线路及变电(换流)站空气间隙放电特性、电磁环境等方面取得了一系列研究成果。
主要创新点包括:
(1)全面研究了高海拔地区输变电工程的污秽外绝缘问题,给出了海拔4000m及以下的各电压等级绝缘子的全电压污闪特性曲线,提出了用线性表达式描述的新的海拔修正方法,完成了海拔4300m的现场验证性试验,获得了高海拔污秽绝缘子表面动态电弧伏安特性。
(2)系统研究了高海拔地区长空气间隙的放电特性,得到了间隙系数在不同海拔高度和间隙距离条件下的变化规律,提出了适用于长空气间隙冲击放电电压的海拔修正方法,解决了海拔2000m及以上海拔修正无具体方法的难题,为国际电工委员会(IEC)《大气与海拔修正标准》的修订提供了依据。
(3)完成了±500kV直流线路海拔4300m环境下电磁环境的考核试验,获得的地面合成电场和无线电干扰海拔修正量小于国际推荐值,可听噪声增加量仅为国际推荐值的30%,给出了海拔3000m以上直流线路的最小导线型式和新的可听噪声海拔修正值。
研究成果已用于向家坝-上海、云南-广东、西藏220kV输变电工程及青海直流联网工程,运行情况良好,节约了工程投资。同时成果也用于在建的锦屏-苏南、溪洛渡-浙西、哈密-郑州直流输电工程等工程设计。
评价专家组认为,该项目创新成果填补了国内外2000m以上高海拔地区外绝缘和电磁环境项目的空白,为相关国家与国际标准的制(修)订提供了基础性数据,对我国高海拔地区输变电工程设计和建设提供了技术支撑,经济和社会效益好。
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