4.3工程技術關鍵問題

4.3.1換流閥和閥組

規(guī)劃云廣直流工程送電容量5GW，電壓±800kV，額定電流3125A，相對現(xiàn)有±500kV/3GW直流工程的3000A額定電流僅提高4.2%。通過優(yōu)化換流變短路阻抗參數(shù)、提高單個閥片的冷卻水流量等措施，該工程完全可用現(xiàn)±500kV工程應用成熟的127mm閥片，從而節(jié)省大量研發(fā)費用和時間，經(jīng)濟實用且無國產(chǎn)化障礙。建設、設計單位、生產(chǎn)廠商均已確認，送受端均采用(400kV+400kV)雙12脈動閥組串聯(lián)接線為最優(yōu)方案，它在設備的研制和運輸、運行的靈活和可靠方面優(yōu)勢明顯，已有國外工程成功應用的經(jīng)驗。

4.3.2特高壓直流換流變壓器

由于采用雙12脈動閥組，工程共需48臺換流變(另加備用8臺)。其中36臺≤±600kV的換流變可使用成熟技術，12臺靠近極母線的±800kV換流變?nèi)蚓鶡o，需要研發(fā)。±800kV與±500kV換流變的主要判別有三：一是絕緣水平更高，二是運行中直流偏磁更大，三是尺寸增大使運輸困難。因此，特高壓換流變絕緣結構、設備尺寸要求接近制造極限，挑戰(zhàn)很大。國內(nèi)外制造商研究云廣工程后已提出換流變的主要參數(shù)，分析計算認為設計制造800kV換流變技術上可行并可滿足國內(nèi)鐵路運輸條件需要。部分制造商表示2006年可產(chǎn)出樣機。

4.3.3閥側變壓器套管和直流穿墻套管

閥側變壓器套管和直流穿墻套管是特高壓設備制造難點之一，目前主要依靠國外技術，SIEMENS和ABB已提前投入該技術并取得較好效果。ABB公司1993年即已研制出直流±800kV油紙絕緣瓷外套穿墻套管并通過相關試驗，后將部分陶瓷外套涂上合成材料以增加外絕緣功能，安裝在瑞典STRI實驗室，安全運行至今。ABB稱有把握在此基礎上開發(fā)出合成材料的穿墻套管。SIEMENS已研制出特高壓變壓器合成材料套管以及用于換流變特高壓閥側線圈引出線與套管連接部分的絕緣桶(Barriersystem)，其在奧地利格拉茨技術大學開展的電氣試驗已基本完成。由于試驗室環(huán)境條件所限直流耐壓試驗和極性翻轉(zhuǎn)電壓試驗僅完成設計值的93%和96%，但都曾經(jīng)短時間加至100%試驗電壓試品未見異常。補充試驗可在所內(nèi)完成。換流變套管技術與穿墻套管相似而難度更大，前者的解決，意味著后者也迎刃而解。特高壓的閥側變壓器套管和直流穿墻套管技術已基本解決，但也關注到套管尺寸加大后，其機械性能也應相應提高，并通過相關試驗。

4.3.4平波電抗器

特高壓直流換流站首選干式平波電抗器，每兩臺一組串聯(lián)，分別布置在每極的極母線和中性線上，經(jīng)濟且無技術風險，是為最佳方案。

4.3.5特高壓直流設備外絕緣

特高壓直流場內(nèi)有直流高速開關、隔離刀閘、互感器等設備、如陶瓷絕緣材料很難滿足其外絕緣爬距的要求。解決方案，一是建設戶內(nèi)直流場，可以在一定程度上減緩污穢程度，更重要的是保持設備干燥，防止污閃發(fā)生;二是采用合成絕緣材料，以滿足外爬距要求，但有研發(fā)和試制的技術風險。前者投資和運行費用較大，多數(shù)專家傾向于后一方案。平波電抗器也要解決支柱絕緣子外絕緣問題。目前已有數(shù)家廠商研制出特高壓直流合成支柱絕緣子和線路絕緣子樣品，可望在現(xiàn)有的直流工程中掛網(wǎng)試運行。

4.3.6控制保護

我國尚未使用過雙12脈動串聯(lián)閥的控制保護技術，但國外如巴西伊泰普±600kV直流輸電工程多年的運行經(jīng)驗已證明系統(tǒng)的安全可靠。對此國內(nèi)外廠商均表示無任何技術困難。