中国电源学会

电源科技奖获奖展示 | 二等奖：特高压GIS现场标准雷电冲击试验电源研发与应用

更新日期：2019/11/18 17:44:16 浏览量：470

完成单位：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院、西安交通大学、扬州市鑫源电气股份有限公司主要完成人：陶风波、赵科、文韬、贾勇勇、李洪涛、黄强、马勇项目亮点本项目结合淮上特高压工程实践，在特高压GIS冲击电压下的绝缘击穿特性、现场标准雷电冲击试验装置、现场冲击试验实践技术等方面开展了广泛而深入的研究，研制了特高压GIS现场雷电冲击试验装置，提出了特高压GIS现场标准雷电冲击试验方法，编制了特高压GIS现场冲击试验标准，形成全套特高压GIS现场冲击试验理论及实践技术体系，并首次在特高压工程中实现了应用。项目介绍气体绝缘全封闭组合电器（gas-insulated metal-enclosed switchgear，GIS）相比传统的敞开式开关设备具有占地面积少、维护简单、检修周期长等显著优点，得到了广泛的应用。随着特高压工程建设的稳步推进，目前，1100kV GIS设备在全部已投运与在建特高压变电站中得到应用，已成为特高压电网中最重要的开关类设备。现场标准雷电冲击耐压试验是检查GIS设备绝缘性能最严格、最有效的试验方法之一。但标准雷电冲击耐压试验受制于试验电源装备本体感抗降低技术、波形参数集中调节技术、多级火花开关同步触发技术等技术难题，以及试验装备小型化、便捷化等设计难点，仅在出厂试验阶段开展，以往特高压工程均不具备开展特高压GIS现场标准雷电冲击试验的技术条件。为解决特高压GIS现场冲击试验技术中存在的试验电源、工程应用等技术难点，项目围绕特高压GIS冲击电压下的绝缘击穿特性、现场标准雷电冲击试验装置、现场应用技术等方面开展深入研究工作，在此基础上研制了特高压GIS现场标准雷电冲击试验装置，形成特高压GIS现场标准雷电冲击试验技术体系，具体介绍如下1）开展适用于特高压GIS现场标准雷电冲击试验装置研制。发明波形参数集中调节和多级火花开关同步触发方法，创新采用SF6气体绝缘及串级布置方式，研制的充气试验装置与传统敞开式装置相比，高度从12m缩减至7.8m，本体电感量减少80%，波前时间在80ns~3μs范围内可调，并集成于移动式履带底盘车，避免了设备的重复拆装，填补国内外技术空白。2）开展现场冲击试验的推荐波形类别及波形参数研究。分析不同电压波形对GIS绝缘缺陷灵敏度考核影响，得出标准雷电冲击和振荡冲击下的绝缘击穿特性，推荐现场冲击试验中优先选用快速上升沿的标准雷电冲击电压波形，波前时间小于3μs。3）开展特高压GIS现场冲击试验中的加压时间间隔及电压极性研究。发现了GIS击穿放电中多次放电关联性的“跟随现象”， 确定现场冲击试验中两次试验间隔不短于5min；发现正负极性击穿电压差异的“极性反转现象”，确定高气压下负极性标准雷电冲击试验较正极性试验对GIS缺陷考核更灵敏。4）开展特高压GIS现场冲击试验技术体系研究。结合试验装置负载能力、击穿过电压水平分析，明确试验负载范围与冲击电压波形参数、过电压幅值的关系特性，编制了现场试验方案、作业指导书、试验标准，形成了特高压GIS现场雷电冲击试验技术体系，并实现工程应用。本项目的理论及实践成果已全面应用于泛应用于淮上特高压工程1100千伏GIS现场特殊性交接试验等工程，具有良好的经济价值和示范效应。项目图片<img src="http://file.cpss.org.cn/Resource/UploadFile/6370975874771060633684958.jpg" title="序号18_12_1_标准雷电充电电压发生装置成套试验设备整体设计.jpg" alt="序号18_12_1_标准雷电充电电压发生装置成套试验设备整体设计.jpg" width="300" height=""/><img src="http://file.cpss.org.cn/Resource/UploadFile/6370975874772916922212375.jpg" title="序号18_12_2_冲击系统图照片2.jpg" alt="序号18_12_2_冲击系统图照片2.jpg" width="300" height=""/><img src="http://file.cpss.org.cn/Resource/UploadFile/6370975874773794295441620.jpg" title="序号18_12_3_冲击系统图照片6.jpg" alt="序号18_12_3_冲击系统图照片6.jpg" width="300" height=""/><img src="http://file.cpss.org.cn/Resource/UploadFile/6370975875169010216767023.jpg" title="序号18_12_4_无标题.jpg" alt="序号18_12_4_无标题.jpg" width="300" height=""/><img src="http://file.cpss.org.cn/Resource/UploadFile/6370975875189225058710655.jpg" title="序号18_12_5_无标题2.jpg" alt="序号18_12_5_无标题2.jpg" width="300" height=""/>   项目完成单位 1. 国网江苏省电力公司电力科学研究院国网江苏省电力公司电力科学研究院作为项目第1完成单位，在项目执行过程中提供有力的设备、人员、场地及技术保障，为项目成果及创新工作的最终取得奠定了坚实基础，主要贡献如下：1.统筹配置和安排开展本项目研究所需的研究人员和有关机构，确保项目研究顺利开展；2.提供项目所需的试验平台、检测设备以及场地资源；3.提供完成本项目所需的高水平专业人员、试验试品等软、硬件支持；4.重点负责击穿特性试验技术研究、气体绝缘式冲击电压发生装置研制、冲击电压下局部放电检测技术研究等工作。2. 西安交通大学西安交通大学作为项目第2完成单位，在项目执行过程中，主要开展特高压GIS击穿特性研究、击穿过电压仿真分析、冲击试验装置设计等技术研究工作。 3. 扬州市鑫源电气股份有限公司扬州市鑫源电气股份有限公司作为项目第3完成单位，在项目执行过程中，主要根据设计方案开展气体绝缘式冲击电压发生装置生产工作。第一完成人简介    <img src="http://file.cpss.org.cn/Resource/UploadFile/6370975875206998435952459.jpg" title="序号18_12_6_陶风波工作照.jpg" alt="序号18_12_6_陶风波工作照.jpg" width="" height="300"/>   陶风波   国网江苏省电力有限公司电力科学研究院设备状态评价中心副主任陶风波，男，汉族，1982年6月出生，中共党员，研究生学历。2009年参加工作，现任国网江苏省电力有限公司电力科学研究院设备状态评价中心副主任。曾获江苏省政府科学技术奖二等奖1项，国网公司科技进步奖二等奖2项，三等奖1项，电力建设科学技术进步奖一等奖2项、二等奖1项，国网江苏省电力有限公司一等奖4项、二等奖3项、三等奖4项。

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