特高壓交流GIL關鍵技術及其具體運用,電力論文內容摘要：本文對特高壓溝通GIL輸電技術所具有的的特點進行了梳理總結，然后又具體的講述了特高壓溝通GIL的幾種關鍵技術，再分析解釋了特高壓GIL構造和技術參數，最后將該技術在蘇通GIL工程項目建設中的成功應用進行了總結和回首。本文關鍵詞語：特高壓;氣體絕緣輸電線路;絕緣設計;通流能力;1特高壓溝通GIL輸電技術主要特點(1〕特高壓溝通輸電經過中能夠存在落點，構成網絡傳輸功能，能夠根據電源分布、負荷布點、輸送電力、電力交換等電力運營的需求來構成國家特高壓骨干網架。特高壓溝通電網在電力運營業務中所具備的優勢在于，其具備強大的輸電能力、覆蓋范圍更廣、損耗小、有效減少輸電走廊的設置，能夠知足現實情況下供電需求。(2〕運用特高壓聯網形式，強大的特高壓溝通同步電網中線路兩端的功角差能夠保持在20的范圍內，所以，溝通同步電網具備強大穩定的性能，同步能力以及電網的功角愈加穩定。(3〕特高壓溝通線路在運行經過中所具備的充電無功功率能夠到達500KV線路的5倍之多，為了有效控制工頻過電壓的情況，需要在線路上安裝并聯電抗器。送、受端無功會根據線路輸送功率的改變而相應的做出改變。若受端電網的無功功率的分層分區的平穩性出現問題，尤其是在動態無功備用容量嚴重緊缺，系統發生故障的情況下，電壓穩定是保持供配電系統穩定運行的主要因素。(4〕引入1000kV特高壓輸電的效果愈加合理，是直流多饋入的受端電網保持電壓和無功穩定可靠保障，為愈加良好的解決500kV短路電流超標和輸電能力低等技術難題創造了有利條件。2特高壓溝通GIL關鍵技術2.1絕緣設計GIL輸電技術的絕緣構造設計包括SF6氣體間隙和絕緣子，確保穩定的場強控制是絕緣效果產生的基礎。在知足絕緣要求的設計的前提下，運用抑制金屬微粒的方式方法，來確保GIL技術具備穩定高效的絕緣性能。2.1.1間隙設計原則GIL氣體間隙的設計要合理選取外殼內徑D和導電桿外徑d,GIL是同軸圓柱構造，內電場處于不規則運行狀態，電場不均勻系數一般保持在1.7范圍上下。特高壓開關設備的絕緣設計主要由雷電沖擊耐受電壓的效果來確定，需要采取雷電耐壓下的場強控制。在使用SF6絕緣材料的GIL在運行中的氣壓一般保持在0.4-0.5MPa，間隙標準場強一般保持在21.2-23.2kV/mm；并且為了有效控制導電微粒的不規則運動，電壓在長期持續的運行中，需要讓GIL外殼內外表的電場強度保持在1kv/mm的范圍內。另外，在進行GIL設計的經過中，外殼內徑和導電桿外徑的比D/d一般設計為e，這是最為理想的比值。為了能夠降低固體絕緣支撐承受的最大工頻場強以及提升GIL的散熱效果，應當對該值做適當的增大調整。嚴格根據上述的原則來對GIL中的SF6間隙完成絕緣設計。2.1.2絕緣子設計原則根據構造分布和作用來進行劃分，GIL的固定支撐或滑動支撐功能主要包括盆式絕緣子和三支柱絕緣子。由于GIL絕緣子屬于內置于外殼，其沿面閃絡電壓要明顯比SF6間隙放電電壓要低，這也是GIL絕緣存在的一個難題。需要其處于雷電耐壓狀態下所具備的場強進行有效的控制。對GIL中絕緣子沿面閃絡產生的干擾因素的成因較為復雜，例如，絕緣子的構造、材料、做工不精細以及微粒污染等，都是干擾產生的原因。尤其是要對絕緣材料、嵌件以及SF6氣體三種材料的結合部位進行仔細的檢查，以便能夠有效控制和降低電場集中，進而有效確保絕緣子的穩定運行。2.1.3三支柱絕緣子優化設計對于GIL絕緣設計和優化的關鍵在于絕緣子構造與形狀，需要對絕緣子外表設計場強、內部及嵌件設計場強的控制等效果進行重點考慮，要通太多次的電場實驗模擬來實現絕緣子的優化設計。GIL盆式絕緣子與GIS存在較大的類似性，存在的最大差異不同便是大量使用的三支柱絕緣子。根據專家對三支柱絕緣子的電場分布的實驗模擬結果表示清楚，當電場處于較為均勻的分布狀態，且最大場強保持在11kV/cm的范圍內，就具備可靠的控制能力。2.2通流設計2.2.1導體電聯合設計導體電聯合方式主要包括焊接和插接兩種類型，特高壓GIL主要采取滑動觸頭插接方式，能夠讓軸向進行適當的伸縮和角度偏轉，以便能夠對熱脹冷縮、零部件的生產與安裝等出現的誤差進行有效的彌補。2.2.2通流溫升校核根據GB/T11022等規范的要求，導體對于溫度具有最高承受性，一般來講90C是導體所能夠承受的最高溫度，外殼部分所能夠承受的最高溫度僅為40℃。這就需要在溫度場上模擬實驗開展經過中做好特高壓GIL的構造尺寸把握，尤其要注重做好校核觸頭、外殼、電流荷載等各方面的溫度把控，保證溫度能夠與構造尺寸匹配，在到達以上的要求后在開展對溫度異常部位的優化設計。2.2.3SF6/N2混合氣體方案當前，SF6氣體絕緣是GIL輸電技術主要運用的技術材料，但是，SF6對環境的毀壞較為嚴重，是國際上明令禁止的限制排放氣體。根據有關統計數據顯示，特高壓GIL在運行經過中，每公里氣室使用的SF6到達了19t左右，對環保工作帶來了較大的不利影響。因而，為了有效降低SF6的使用量，當前，SF6/N2混合氣體在GIL中得到了普遍的運用。在現實的成功案例中，瑞士日內瓦機場GIL是世界上首家采用混合氣體絕緣和現場組裝技術的220kvGI線路，SF6/N2的混合用量比例為20%:80%，充氣壓力為0.7MPa。泰國的SaiNoi550kvGI工程項目采用的是SF6/N2合氣體，用量比例為20%:80%。當前，我們國家也正在積極進行SF6/N2技術的研究，當前，樣機已經成功研制完成。2.2.4環保GIL發展除了SF6/N2混合氣體得到成功的研發應用之外，美國3M公司最新研制出了C4F7N，在絕緣強度方面的實際表現要超出SF6/N21倍以上，全球變暖系數SF6的10%,GE公司研制出了G[3]氣體，即C4F7N/CO2環?；旌蠚怏w，這種新型氣體的C4F7N含量為含量為5%-10%，當前已經在420kv的GIL中得到了成功的應用，進而為今后更大規模和更高層次層次的應用提供了有力的支持與保障。我們國家在電科院的牽頭組織下，開展了環保型管道輸電關鍵技術項目的研發，力求運用C4F7N與N2、CO2研發出愈加環保的混合氣體，切實解決在GIL技術應用中所存在的環保問題，進而研制出具備愈加優秀的環保表現的GIL技術設備，來推動電氣設備順利完成升級換代。3特高壓GIL構造和技術參數3.1整體構造特高壓GIL運用的是標準化單元的設計構造與形式，其構造組件主要包括導體、外殼、絕緣子、電聯合觸頭、伸縮節、微粒陷阱等。標準直線形式的長度一般保持在12m-18m的范圍，內部填充SF6氣體絕緣，中間設計有固定和滑動形式的三支柱絕緣子來實現穩定支撐，兩端是完全內置的盆式絕緣子來進行充分的密封，在絕緣子部位是微粒陷阱形式的設計。3.2關鍵組部件我們國家很多科技企業在特高壓GIL輸電技術應用方面具有前瞻性，將其應用于固定和滑動三支柱絕緣子、長隔斷管道螺旋焊外殼、內置式盆式絕緣子等部件之中，并推出相應的單元產品，這樣能夠到達更好的關鍵組部件應用效果。就其各部件主要技術參數如下：盆式絕緣子所采用的構造為內置式，通過此構造的應用能夠減少法蘭對接面，避免GIL技術應用經過中出現漏氣等情況。同時搭配螺栓緊固，這樣能夠在后續維修經過中降低工作難度，提升工作效率。三支柱絕緣子既能夠通過固定連接的方式來進行GIL輸電運輸技術的應用，可以以通過滑動式連接方式來進行GIL輸電運輸技術的應用，而滑動式的連接則愈加能夠實現安裝誤差的把控，并防止中間熱膨脹的產生以及可能產生的機械變形。微粒陷阱主要是與GIL外殼來連接使用，這樣能夠構成有效的地電場區域，減少金屬微粒的影響，保證GIL技術應用中的絕緣性，提升GIL輸電技術的應用質量。電聯合觸頭則采用了鋤頭插接方式來進行鑲嵌，這樣能夠實現一定的轉向伸縮，也能夠到達一定的角度需要，避免技術使用經過中出現的安裝誤差以及可能存在的零件誤差。外殼采用鋁合金材料，這樣能夠知足相應溫度要求，并防止GIL技術應用中任意角度要求。3.3技術參數特高壓GIL技術參數決定著溝通GIL輸電技術的應用效果，也決定著特高壓溝通電的應用效能。華而不實包括額定電壓、額定電流、額定雷電沖擊耐受電壓的標準值，分別為1100kV、8000A、1100kV、2400kV。按照不同的GIL總體設計方案，以及相應的技術條件，需要就特高壓GIL標準管道單元進行總體設計配置。按照當下的技術條件，能夠完成的產品性能測試主要包括GIL溫度、壓力、絕緣、峰值、密封等，正是由于這些測試的完成推動GIL產品走向市場，并在市場應用中獲得好評。4特高壓GIL輸電技術的應用4.1是GIS母線成功的替代品在淮南南京上海1000kV溝通特高壓輸變電工程項目建設中，技術人員在進行變電站建設經過中，提出GIS主母線或者分支母線能夠替換的想法，所想到的替代方案便是GIL產品的應用。結合領導批示，以及對產品的采購選擇，所選用的為平高集團、新東北電氣生產的GIL產品，通過該產品的使用取代了GIS母線，在項目完成之后一直處于穩定的應用狀態中，運行效果良好。4.2應用于蘇通GIL工程項目建設蘇通GIL綜合管廊工程同樣選用GIL產品，并將其作為重要項目建設內容，該項目從長江南岸作為引接點，以北岸作為終點引接站，管道建設中所使用的管廊隧道線路到達了5468.5m，管線的鋪設到達了兩個輪回，且管線穿越長江，這讓工程項目建設獲得了較好的效果。同時，該項目中還應用了SF6絕緣材料，有效保證了項目的安全性，該項目已經成為世界上電壓等級最高、輸送容量最大、技術水平最先進的超長距離GIL成功應用的工程。5結束語本文對特高壓溝通GIL輸電技術所具有的的特點進行了梳理總結，然后又具體的講述了特高壓溝通GIL的幾種關鍵技術，再分析解釋了特高壓GIL構造和技術參數，最后將該技術在蘇通GIL工程項目建設中的成功應用進行了總結和回首。以下為參考文獻[1]王占林.溝通特高壓輸電線路關鍵技術的研究及應用[J].中國戰略新興產業,2021(28):196.[2