甘肃电力科学研究院：为河西750工程提供坚强技术支撑

在国家发展新能源和低碳经济以及循环经济的大背景下,作为国家“十一五”重点项目的河西750千伏输变电工程建设,是构建西北坚强送端电网的重要组成部分。该工程对于打造全国能源基地、建设统一坚强的西北送端电网、增强区域经济社会发展后劲,最终实现西北新能源外送、落实国家能源发展战略具有十分重要的意义。

日前,甘肃电业记者带着河西750千伏工程建设的相关问题,来到甘肃电力科学研究院采访了几位专家,了解他们是怎么看待这些问题的。

《甘肃电业》：河西750千伏工程建设对甘新联网有什么重要意义?

郑伟(省公司电机励磁专业技术带头人)：河西750千伏工程建设作为甘新联网工程的重要组成部分,是甘肃电力公司“两个转变”、落实科学发展观、推动电网发展方式转变、实现资源优化配置、促进西部地区经济社会发展的重要工程。该工程东起兰州市永登县,西至酒泉市瓜州县,双回输电线路全长1672公里。本期新建金吕、酒泉、安西等3座750千伏变电站,扩建永登750千伏变电站,变电总容量840万千伏安。该工程的顺利投产具有四个方面的重大意义：第一,通过河西750千伏工程建设,将实现新疆与西北主网联网,将有效提高新疆电网安全稳定和电能质量水平;第二,河西750千伏工程建设是实现西北地区风电、光伏发电等新能源送出的关键;第三,河西750千伏工程的建设,将有效促进西北与新疆的联网,将积极促进新疆、西北乃至全国范围内的资源优化配置水平;第四,河西750千伏工程建设,最终将形成西北750千伏主网架,对西北经济发展起到巨大的促进作用。

《甘肃电业》：为什么说河西750工程建设是甘新联网的基础?

郑伟：一直以来,新疆电网发展落后,未能实现与西北电网联网,严重制约了新疆和河西地区丰富的电力能源外送。因此,通过甘新联网工程的建设,实现新疆电网与甘肃电网的互联,最终实现西北统一坚强电网的构建,是电力事业发展的必然趋势,也是西北电网发展的重大历史机遇,工程包括永登—金昌—酒泉—安西—哈密—吐鲁番—乌鲁木齐北,共七站十二线,联网工程点多、线长、面广,而河西750千伏工程更是在整个工程中充当了桥梁的作用。河西750千伏输变电工程的建设不仅为酒泉风电基地大规模风电外送提供了通道,同时也为实现新疆联网与西北电网联网奠定了基础。通过建设河西750千伏瓜州变电站,进而与新疆电网750千伏哈密变电站实现互联。因此,河西750千伏工程的建设将会为新疆及甘肃河西地区的风电、光电等丰富电力能源提供外送通道,从而为国家“西电东送”能源战略的有效实施提供条件。

《甘肃电业》：为什么说河西750千伏工程建设将更加凸显甘肃电网的枢纽地位?

李诚(电科院电力系统技术研究所副所长)：甘肃省地处西北地区地理中心,在新疆电网与西北电网联网之前,甘肃电网处于西北主网架两端,在新疆电网与西北主网实现联网后,甘肃电网将处于西北电网的纽带地位。

《甘肃电业》：河西750千伏工程建设对河西风电外送有什么积极的作用?

智勇(省公司工程技术后备专业技术带头人,电科院电力系统技术研究所专业总工)：随着酒泉千万千瓦级风电基地的建设,2010年度河西风电达到5160兆瓦装机容量。由于河西电网网架薄弱,大规模风电送出受到严重制约。通过河西750千伏工程建设,为风电送出创造更好的条件,也将有效地促进甘肃风电基地与新疆火电、风电基地建设的协调发展。通过构建瓜州—酒泉—金昌—永登的电力外送通道,为甘肃河西以及新疆风电外送提供一条“电力高速公路”。

《甘肃电业》：电科院在750千伏工程试验检测中遇到了哪些技术难题?

孙亚明(甘肃省电力公司电机专业技术带头人,甘肃电力科学研究院高压所所长)：2010年酒泉5160兆瓦风电投产运行,对电网的分析、预测和控制能力以及信息化、自动化、互动化水平提出了更高要求。

目前,变压器局部放电波形的识别和局部放电定位是国际变压器行业公认的世界性难题,各类文献、书籍上的典型局部放电波形在现场试验中由于电磁环境复杂基本不可能出现。750千伏变压器内部是极其复杂的油纸绝缘系统,其重量一般达数百吨,造价十分昂贵,单相价格均达2500万元以上。如果在出现局部放电量超标的情况下,无法判断放电原因和位置,继续加压,往往造成变压器整体击穿,造成巨大损失。电科院在现场试验中放电波形的识别和放电定位技术已经积累了一定的经验,但是在750千伏电压等级经验一方面是有局限性的,另一方面,经验的积累需要的时间太长。目前,甘肃电力科学研究院的技术人员正在着手研究通过超声波等各种非电的手段来破解这一难题。

马建海(电科院高电压技术研究所副所长)：750千伏断路器、GIS内部放电检测不同于变压器,目前主要采用超声波、超高频方法,市场上设备也比较多,但是灵敏性和准确性都很难得到保证,只能说还处于初步的摸索阶段,所有设备的技术都还很不成熟。现阶段,在断路器、GIS行业内以及电气设备行业内,还没有任何组织和个人能够提出一套适应现场使用的灵敏、准确、可靠的设备。目前,甘肃电力科学研究院已经立项研究750千伏断路器、GIS的内部放电机理,以期能在放电检测方面提供最为基础的依据,将来在试验室从基本的机理出发搭建试验平台进行检测试验,最终在几年内能够研发出试验现场使用的检测仪器。(www.xing528.com)

《甘肃电业》：在攻破技术难关过程中,甘肃电科院主要做了哪些工作?

马超(电力系统技术研究所专家)：在750千伏工程建设中,甘肃电科院独立完成了750千伏兰州东改扩建工程、武白工程电气设备特殊交接试验和系统启动试验检测,尤其在主变GIS、电抗器、互感器等试验测试装备和技术应用方面实现了新的跨越。独立完成750千伏兰—平—乾同塔双回线路参数测试和环保敏感点测试,750千伏电网试验、检测的能力已跨入国内电科院先进行列。

孙亚明：750千伏超高压等级变压器的现场感应耐压及局部放电试验是技术含量很高的一种试验,特别是成套试验设备的配置一直是业内公认的难题。从21世纪初开始,甘肃电力科学研究院便开始着手适合各类型750千伏变压器现场感应耐压及局部放电试验的成套设备。通过大量试验数据的统计、对比、分析,成功地攻克了变压器试验等效参数计算的难题,准确地计算出了各种不同类型750千伏变压器的试验等效参数范围。在此基础上形成了以大功率变频电源为试验电源、无局放电抗器进行无功补偿的先进构思。在大量仿真计算、试验的基础上研究出了无局放电抗器的配置方案,以及试验变压器及其他附属试验设备的配置方案。

马建海：2009年开始,甘肃电力科学研究院利用自行研发的750千伏变压器现场感应耐压及局部放电试验成套设备,成功地完成了20台各类型750千伏变压器的现场试验。这20台750千伏变压器包括电厂升压变压器和变电站自耦变压器,容量从240兆伏安到700兆伏安,低压侧电压从20千伏到66千伏,涵盖了现阶段所有类型的750千伏变压器。20台次的试验非常成功,试验时的各个参数均与之前计算值相差无几。这20次成功的试验证明甘肃电力科学研究院研发的750千伏变压器现场感应耐压及局部放电试验成套设备取得了巨大成功。

在试验中,甘肃电力科学研究院首创性地采用了对称加压法解决了试验设备耐受电压过高的问题,成功地将试验设备耐受电压降至试验电压的50%;创造性地使用轻型扩径加压导线,解决了局部放电量测量时低压侧干扰的问题,填补了国内空白。这两项技术的使用为业内提供了很好的借鉴经验。

智勇：750千伏武胜—白银输变电工程是甘肃省电力公司独立投资建设的第一个750千伏项目。系统启动过程中,需要进行的试验达20项之多。针对每一项试验的测试,甘肃电科院都组织技术骨干力量通过多方的调研和学习,编制了系统启动调试测试方案,并通过了西北电网公司、甘肃省电力公司、中国电科院、西北电力设计院以及兰州超高压公司等单位领导和专家的评审,获得了一致认可。750千伏输变电工程系统启动调试测试需要全新的仪器设备,这也意味着专业技术人员要在短时间内掌握它们的操作方法以及注意事项,这对测试人员是一次严峻的挑战。通过在750千伏武白工程启动测试中的实践,实现了在技术领域的成功创新,顺利掌握了一整套测试技术,为后续实际测试工作的开展奠定了坚实的基础。

黄葆文(电科院电力电能计量中心副主任)：作为2009年省公司投资建设投运的750千伏白银变和武胜变,这其中涉及计量中心的750千伏电压和电流互感器的误差测试工作。在对景泰电厂和750千伏白银变的27只CVT进行了现场测试取得成功的基础上,圆满完成了白银变的测试任务。

王斌(电科院金属材料技术研究所所长,省公司工程技术专业技术带头人)：750千伏工程建设中,电科院金属所承担着变电站瓷绝缘子超声波检测任务。采用灵敏度高、受外界干扰影响较小的超声波探伤仪对由省公司投资兴建的两个750千伏变电站——白银变和武胜变隔离开关瓷绝缘子进行超声波检测,武胜变共检测瓷绝缘子240支,白银变共检测瓷绝缘子180支,两站合计420支。

另外为配合省公司了解我省750千伏输电线路及杆塔连接金具运行状况,金属所利用紫外线成像技术对新投运的330千伏及750千伏输电线路、杆塔的连接金具及750千伏变电站内高压电气设备进行了电晕放电检测,通过对金具产生电晕放电部位及形态的记录分析,为金具的优化提供了改进依据,为超高压输电线路塔型设计、导线选型、降低可听噪声等方面提供数据基础和理论依据。

马少谦(电科院化学环保技术研究所所长)：甘肃电科院化学环保技术研究所工作人员独立完成750千伏输变电工程交接试验并联电抗器噪声及振动测试,编写《750千伏变电站电磁环境、无线电干扰及噪声测试方案》《750千伏输电线路电磁环境、无线电干扰及噪声测试方案》《750千伏兰东—银东并联电抗器振动及声级测试方案》3个测试方案和与其对应的作业指导书。由于方案措施编写完善、规范,测试方法选择得当、周全,得到了西北网公司领导和专家的一致认可,并要求其他省份的电科院按甘肃电科院的环保测试方案模式进行方案编写。

此外,化环所技术人员完成了750千伏武白输变电工程前阶段的系统启动调试油气交接试验。油、气的分析就是一个非常重要的方面,它不仅可以反映设备运行状态,还可以在早期发现变压器、GIS组合电气、电抗器、电流互感器及SF6断略器等电气设备的安全运行隐患,可以有效预防设备事故,从而提高安全运行指数和安全运行效率。(甘肃省电力科学研究院 柴 炜 冯 杰)

(《甘肃电业》2010年2月)