±400kV換流變閥側出線絕緣裝置分析

汪斌 王麗丹 劉洋

摘 要：本文著重介紹了±400kV換流變壓器閥側出線裝置的結構特點及結構尺寸，并采用烏克蘭變壓器電場軟件TELAX_2D及ANSYS對該出線裝置結構的電場進行驗證，保證其安全裕度，為后期設計產品提供設計依據。

關鍵詞：±400kV換流變；閥側出線裝置；提供設計依據

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.11.160

1 引言

±400kV換流變閥側出線裝置是±400kV換流變壓器的核心技術環(huán)節(jié)，其的主要作用是保護閥側繞組引線與閥套管連接處絕緣的可靠性和閥套管與升高座之間絕緣的穩(wěn)定性，在閥側出線裝置的絕緣結構設計時，要有足夠的安全裕度，并考慮換流變壓器的絕緣水平和試驗電壓。

2 出線裝置性能參數

額定電壓：±400kV；

工頻耐受電壓：479kV；

雷電沖擊耐受電壓：1300kV；

操作沖擊干或濕耐受電壓：1175kV；

2h直流耐受電壓試驗并局放脈沖數量測量：646kV；

最后30min局放≥500pC的脈沖數≤10個；

極性反轉耐壓試驗并局放脈沖數量測量：460kV；

最后30min局放≥500pC的脈沖數≤10個。

3 出線裝置結構特點及結構尺寸

換流變壓器閥側出線裝置在運行中要長期承受高幅值的交直流疊加工作電壓、高次諧波電壓、以及啟動、停止和極性反轉等動態(tài)直流電壓，根據閥出線裝置使用位置的特殊性，±400kV換流變閥側出線裝置采用RIP套管、多層直紙板筒和少量絕緣件組合的結構見下表，具體結構尺寸見圖1。

4 出線裝置電場驗證

為了滿足閥出線裝置的絕緣裕度，采用烏克蘭變壓器電場軟件TELAX_2D及ANSYS對該出線裝置結構的電場進行驗證，見圖2，3。

通過本次電場計算得到以下結論：在長時工頻479kV電壓下，閥側出線裝置與升高座之間最小安全裕度電力線出現在均壓球下表面油隙，最小安全裕度為1.05。

在直流646kV電壓下，閥側出線裝置與升高座之間最大電場強度出現在第一層紙板筒上，最大電場強度為37kV/mm。

以上計算結果可作為后期產品設計的裕度依據。

5 小結

我國是直流輸電工程的建設大國，換流變壓器的關鍵組部件閥出線裝置長期存在“空心化”的問題。進口出線裝置價格昂貴，供貨周期較長，影響著我國電網的建設進度。此次對±400kV閥出線裝置的研究，能夠提高國內換流變壓器自主設計、自主制造的能力，縮小與國際領先企業(yè)的差距。