超特高压换流站间隙绝缘强度调控核心技术、关键装备及工程应用.docx

项目名称：超/特高压换流站间隙绝缘强度调控核心技术、关键装备及工程应用申报类别：科学技术进步奖申报等级：一等奖项目完成人：2.王平，4.耿江海。项目完成单位：华北电力大学（第4完成单位）项目简介：项目属于高压直流输电技术领域。换流站是特高压直流工程的核心。间隙距离决定换流站阀厅体积并影响套管等核心设备尺寸。如何保证换流站空气绝缘安全，并有效缩短间隙，成为影响换流站安全、降低核心设备制造难度和换流站建设成本的关键因素。换流站间隙绝缘设计面临以下难题：1）换流站真型间隙放电数据缺失；2）大尺寸电极长间隙放电机理不明；3）传统间隙设计方法粗放，缺少控制长间隙放电电压饱和、放电路径强随机的方法；4）电压等级升高，简单放大间隙将导致±110OkV和高海拔±80OkV设备尺寸大，制造极其困难。在国家重点研发计划、自然基金及国网项目支持下，项目团队历经11年，产学研用联合持续攻关，取得以下创新成果：1）建立了世界上电压等级覆盖面最广、海拔跨度最大、试验工况最全的长间隙放电特性试验数据库，填补了国内外空白。2）首次测量了高海拔、大尺寸电极长间隙放电物理特征参量，揭示了大尺寸电极流注-先导放电发展机制，创建了考虑气压、间隙结构等多因素的放电全过程动态物理仿真模型，丰富了长间隙放电理论。3）提出了换流站间隙的系列绝缘强度调控方法，采用优化电极形状、精细化调控屏蔽位置等多种措施，实现了换流站真型间隙绝缘强度的有效提升。4）提出了考虑间隙结构和电压类型的换流站空气净距计算方法，首创了适应不同间隙绝缘结构的全电压等级序列成套装备金具设计方案，实现了换流站全系列金具的国产化。经中电联鉴定，项目成果填补了国内外技术空白，整体达到国际领先水平。成果成功应用于±110OkV吉泉、±80OkV白浙等国内14项特高压工程，以及巴西美丽山等工程，阀厅净距平均减少30%,近三年累计节支10.1亿元，自主研制特高压换流站全系列金具、隔离开关等设备新增销售额6.2亿元。成果有力支撑我国特高压建设，提升我国在特高压领域的国际影响力。参与申报完成人基本情况：王平（第2完成人），副教授，华北电力大学，第2完成人，项目主要成员，参与设计纳秒级长空气间隙放电同步观测平台，对换流站大尺寸电极放电过程放电过程中光、电热参数进行测量，基于高海拔放电试验数据库，参与提出了适用于海拔50m及以下地区换流站真型间隙放电电压的海拔修正方法，创建考虑多因素的放电全过程动态物理仿真模型，提出了电极形状、间隙尺寸等因素对换流站间隙放电电压的影响规律。耿江海（第4完成人），高级工程师，华北电力大学，第4完成人，项目主要成员，协调配合各环节的真型试验，获取各海拔多工况的原创性试验数据，设计纳秒级长空气间隙放电同步观测平台，实现了特高压m级尺度长间隙放电发展特征ns级时间尺度。基于高海拔放电试验数据库，提出了适用于海拔500Om及以下地区换流站真型间隙放电电压的海拔修正方法。参与申报完成单位基本情况：华北电力大学，第4完成单位，全程参与平原和高海拔地区换流真型间隙放电试验，协助设计纳秒级长空气间隙放电同步观测平台，建立了换流站大尺寸电极放电全过程动态物理仿真模型，配合提出了适用于海拔500Om及以下地区换流站真型间隙放电电压的海拔修正方法。