Den 14. oktober ble kompositthuset med seriegap metalloksidavleder for ± 1100 kV overføringslinjer utviklet i fellesskap av State Grid Anhui Electric Power Co., Ltd. og State Grid Electric Power Research Institute Wuhan Nanrui Co., Ltd. installert på 3-grunnjernstårn i Anhui-delen av Jiquan-linjen. Installasjon og igangkjøring ble fullført og offisielt satt i drift.
Oppsummer loven om lynaktivitet og vurder risikoen for lynskader
På slutten av 2018 ble ± 1100 kV Jiquan UHV-overføringslinjen fra Zhundong (Changji) Converter Station i Xinjiang og sluttet ved Xuancheng (Guquan) Converter Station i Anhui satt i drift. Linjen går gjennom seks provinser inkludert Xinjiang, Gansu og Anhui, med en total lengde på 3.304,7 kilometer.
"I lys av viktigheten av Jiquan-linjen, før linjen ble satt i drift, studerte vi lynbeskyttelsestiltakene til linjen under organisasjonen av State Grid Equipment Department." Wei Min, direktør for overføringsavdelingen til Anhui Electric Power Equipment Department of the State Grid, introduserte, "I tillegg til å ta lynbeskyttelsestiltak som å redusere jordingsmotstanden til tårnet, har vi utført forskning og utvikling av ± 1100 kV lynavledere. Fordi utstyret brukes i verdens høyeste spenningsnivå overføringslinjer, er det ingen referanse for det aktuelle lynvernarbeidet, og forskningsarbeidet møter mange vanskeligheter."
I januar 2019 slo Anhui Electric Power Research Institute seg sammen med Wuhan NARI Co., Ltd., Global Energy Internet Research Institute Co., Ltd., Tsinghua University, etc., for å danne et prosjektteam, med utgangspunkt i lynbeskyttelsesegenskapene til ± 1100 kV overføringslinjer, forskning og utvikling og anvendelse av avledere, og utvikling og bruk av avledere. Start med utvikling og bruk av intelligente online overvåkingsenheter og plattformer for å utføre lynbeskyttelsesforskning.
"Lynavledere kan beskytte utstyr på overføringslinjer mot lynoverspenning. I det første trinnet analyserte vi lynaktiviteten i områdene langs ± 1100 kV Jiquan-linjen statistisk, oppsummerte reglene for lynaktivitet og utførte lyntrussel og risikovurdering på tvers av linjen." sa Liu Jing.
Prosjektteamet telte tårntypen, giravstanden, tårnhøyden til 6079 basetårnet langs Jiquan-linjen, samt topografien, klimatypen og høyden til området der tårnet er plassert. Lynparametere som jordblitstetthet og lynstrømamplitude for hvert basetårn; vurdere påvirkningen av ± 1100 kV driftsspenning, analyser nominell spenning til avlederen, lynimpulsrestspenning og andre parametere til avlederen; studere transientprosessen til avlederen fra en stabil tilstand til en annen under forskjellige installasjonsposisjoner, forskjellige lynstrømamplituder og forskjellige typiske overspenninger.
Gjennom en serie studier grep prosjektteamet nøyaktig distribusjonsloven for lynrisiko og lynnedslag langs ± 1100 kV Jiquan-linjen, og bekreftet til slutt at tårnene med høyere lynrisiko hovedsakelig var konsentrert i Anhui-delen, Henan-delen og Shaanxi-delen. Det er 3 jerntårn i Wuhu City, Anhui-provinsen, som ligger i seksjonen med den største bakketettheten på hele linjen, og lynrisikoen for 2 jerntårn nådde det høyeste D-nivået.
"Klasse D betyr at bakkens flashtetthet er større enn 7,98 ganger/(kvadratkilometer · år), og lynaktiviteten er den sterkeste." Liu Jing sa: "Bare ved å bruke et pålitelig lynbeskyttelsessystem og installere lynavledere med utmerket ytelse kan vi redusere risikoen for lynskader på linjen og sikre sikker og stabil drift av strømnettet."
Overvinn problemer én etter én og utvikler ± 1100 kV overføringsledningsavleder
I januar 2020, basert på lyntrussel- og risikovurderingsresultatene for hele ± 1100 kV Jiquan-linjen, begynte prosjektteamet å utvikle en komposittkappe med seriegap metalloksidavleder for ± 1100 kV overføringslinjer.
Uten å ta hensyn til de romlige og tidsmessige forskjellene i lynaktivitet, når de positive og negative lederne til HVDC-transmisjonslinjen blir truffet av lynet, vil det være et fenomen at en polaritet er mer erodert enn den andre polariteten, det vil si spenningspolaritetseffekten av HVDC-overføringslinjen. Spenningspolaritetseffekt vil føre til at lynhastigheten til den positive lederen forblir høy, noe som resulterer i enkelt kommuteringsfeil eller kontinuerlig kommuteringsfeil på overføringslinjen. Dette er det første problemet som prosjektgruppen må løse under forsknings- og utviklingsprosessen. Prosjektgruppen utførte forskningen på HVDC-transmisjonssystemet, og foreslo tiltak som å justere den synkrone modulatoren, justere utkoblingsvinkelen til den faste utkoblingsvinkelkontrolleren i henhold til feilkarakteristikkene og redusere utløservinkelen til omformeren på vekselrettersiden for å undertrykke kommuteringsfeilen.
Den viktigste komponenten inne i avlederen er motstandsplaten. ± 1100 kV overføringslinjer har høyere krav til parametere som merkespenningen til avlederen, DC-referansespenningen og lynimpulsrestspenningen til avlederen enn ± 800 kV overføringslinjer. Derfor trenger avlederen installert på ± 1100 kV overføringslinjen en sinkoksidmotstandsplate med større kapasitet, lavere restspenning og sterkere slagstabilitet. Prosjektgruppen gjentok tester for å justere egenvekten til sinkoksyd og andre tilsetningsstoffer i motstandsplaten, og utviklet til slutt en motstandsplate med egenskapene stor kapasitet, liten størrelse og lav restspenning. " Høyden på denne motstanden er 4,4 prosent lavere enn ± 800 kV avledermotstanden, kapasiteten er 11,3 prosent større, og restspenningsforholdet er også mye lavere enn for ± 800 kV avledermotstanden. " sa Liu Jing .
± 1100 kV Jiquan-linjen ligger for det meste i fjellrike og kuperte områder og påvirkes lett av fuktighet. Da prosjektgruppen utviklet silikongummikomposittkappen til avlederen, ble formelen til silikongummien og tilsetningsstoffene forbedret for å sikre at de indre motstandene til avlederen som har vært plassert i naturen i lang tid ikke er fuktige og ikke forverres.
I januar 2021 ble den første innenlandske metalloksidavlederen med komposittjakke med seriegap for ± 1100 kV overføringslinje rullet av produksjonslinjen i Wuhan og besto testen.
I august i år organiserte Statens nettutstyrsavdeling eksperter for å gjennomgå øvelsesplanen for avlederen. Eksperter var enige om at avlederkroppen har utmerket ytelse, kan handle raskt under lynoverspenning, frigjøre lynenergi og forhindre at luftgapet mellom ledningen og tårnet eller isolasjonsstrengen brytes ned. Den har god lynbeskyttelsesytelse for ± 1100 kV overføringslinjer og kan kobles til nettverket for øvelseskjøring.
Velg det optimale installasjonsskjemaet, lynavleder hengende nettverk prøvedrift
Etter 10 dager med hardt arbeid av mer enn 20 bygningspersonell, ble det 14. oktober i år installert en komposittkappe med metalloksidavleder for ± 1100 kV transmisjonsledning for ± 1100 kV på 3-grunnjerntårnet i Anhui-seksjonen av ± 1100 kV Jiquan-linjen.
Avlederen er 11 meter høy og veier ca 1 tonn. For å installere den godt på tårnbraketten mer enn 40 meter fra bakken, er det nødvendig å vurdere sidevindtrykket den utsettes for for å sikre stabiliteten etter installasjon. I tillegg må bygningspersonellet nøyaktig kontrollere luftspalteavstanden mellom avlederen og ledningen på 2450 mm, noe som tillater en feil på kun ± 50 mm.
Før installasjon diskuterte og foreslo prosjektteamet, produsentene og konstruksjonspersonell gjentatte ganger tre installasjonsløsninger, nemlig oppsetting av avledertårn, hengende installasjon, montering av støttebraketter og bruk av komposittisolasjonsstrenger for forsterkning.
"Den første planen er dyr, den andre planen må styrke strukturen til jerntårnet, og den må passere gjennom ledningen under installasjonen, noe som er vanskelig å konstruere." Liu Jing introduserte, "I den tredje planen er støttebraketten koblet til hovedmaterialet til jerntårnet, og jerntårnet har liten kraft og høy sikkerhet; det er ikke nødvendig å passere gjennom ledningen for å installere, og konstruksjonen er vanskelig; installasjonsposisjonen er lav, og lasting, lossing og vedlikehold er praktisk." Til slutt ble den tredje installasjonsplanen godkjent av eksperter.
For å overvåke driftsstatusen til avlederen og verifisere applikasjonseffekten til avlederen, utviklet prosjektteamet også en intelligent online overvåkingsenhet for å feilsøke og få tilgang til enheten mens avlederen installeres. I fremtiden vil fagfolk fra Anhui Electric Power Research Institute bruke enheten til å overvåke driftsstatusen til avlederen, få informasjon som avlederens driftstid, antall lynnedslag, lynstrømparametere og bølgeformer under lynnedslaget av linjen, samle driftsdataene til avlederen, og gi datastøtte for den påfølgende analysen av driftseffekten til avlederen.