[實用新型]一種特高壓串補裝置用限壓器

有效

• 申請號: 201320214180.4
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN203351321U
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 劉之方;董勤曉;李國富;高克利;李會兵
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院
• 主分類號: H01C7/12
• 分類號: H01C7/12
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本實用新型涉及電力設備技術領域，具體涉及一種特高壓串補裝置用限壓器。

背景技術

近年，在投入運行的220kV～550kV超高壓串補裝置中，有一部分工程是由國外公司承接的，其中的限壓器設備也由國外幾家公司提供。國際上，只有少數幾家公司能夠提供串補裝置用金屬氧化物限壓器產品，各廠家提供的限壓器基本工作原理相同，但結構各不相同。

由中國電科院高壓所自主研制的限壓器在國內外串補工程中已經得到廣泛應用。2011年，我國首個特高壓串補工程，也是國際上第一個特高壓串補工程成功投運。其中特高壓串補用限壓器由中國電力科學研究院自主研發供貨。目前，國內外還沒有其他廠家研發過該設備。

金屬氧化物限壓器具有能耗大、額定電壓低、采用多個單元并聯形式等特點，為了防止因各電阻片柱間分流不均而造成限壓器單元損壞，需要進行專門的配片，以使得并聯使用的各柱電阻片的電流分配盡量均勻，最大限度地發揮MOV中每個電阻片的作用。

限壓器在結構上基本由絕緣外套、芯體、防爆裝置等構成，其核心元件是ZnO非線性電阻片，這與電力系統用避雷器結構類似。限壓器是保護設備，在使用時與被保護設備（如串聯電容器組）并聯。限壓器是用于工頻過電壓的保護的，這與避雷器不同，避雷器主要用于變電站內或輸電線路操作過電壓或雷電過電壓的保護，吸收的能量一般不大。限壓器作為一種保護設備，有時需要犧牲自己保護別的設備，它首先應確保自身的安全，即在自身發生故障時不能影響其他的設備。而目前在工程實際運行中，還是偶爾有限壓器因某種原因發生爆炸并且造成了周圍其他設備損壞的事情發生，因此從安全角度考慮，要求MOV應具有很好地壓力釋放能力。目前500kV串補裝置用限壓器的額定電壓一般不高于150kV，產品高度不高于1.6m，220kV串補裝置用限壓器的額定電壓和產品高度則更低。限壓器外套有復合絕緣外套和瓷外套兩種。復合外套限壓器由于受到有機復合材料的老化等問題限制，且運行經驗還不是很豐富，所以對于限壓器來說，沒有很明顯的優勢。瓷外套避雷器的運行經驗豐富，不存在材料老化等問題，所以目前仍然被廣泛應用。對于瓷外套限壓器而言，一個必須解決的關鍵問題是瓷外套限壓器的防爆問題，因為如果瓷套爆炸引起的后果會很嚴重。瓷外套結構的限壓器或避雷器的大電流壓力釋放能力一般為50kA，為了提高壓力釋放能力，很多廠家往往在內壁設有隔弧筒。該方法對于避雷器而言適用的，但限壓器內部采用隔弧筒時會影響限壓器在吸收能量后的散熱速度，從而影響限壓器和串補裝置的再投入時間，這對整套串補裝置的利用率是不利的。

另外，限壓器采用的是很多非線性伏安特性的電阻片串并聯，由于這些電阻片的伏安特性不可能一致，所以需要進行專門的配組，使得分流效果盡可能一致。在實現限壓器多柱并聯電阻片柱之間的電流分布盡量均勻的方法上，不同限壓器廠家采取的方法也不相同，達到的效果也不一樣。目前在國際及國內標準上或設備招標時對MOV均流系數的要求一般為不大于1.1。

自2001年開始，我單位開始自主研發交流輸電線路串聯補償成套設備，目前所有設備實現國產化，并具有自主知識產權，其中金屬氧化物限壓器在串補成套設備中占據重要地位。

2004年，自主研制的串補用金屬氧化物限壓器在國內首套國產220kV串補裝置中投入運行，2006年，研制的串補用金屬氧化物限壓器在國內首套國產500kV串補裝置中投入運行。隨著我國特高壓輸電技術的快速發展，中國電科院開始自主研發特高壓串補用主設備，其中特高壓串補用限壓器是其中之一。

2009年初，我國交流特高壓試驗示范工程投運，為了大幅提高其輸送能力，使該工程的單回特高壓輸電線路達到穩定輸送500萬千瓦的能力，必須采用特高壓串補技術。因此自2009年下半年開始，中國電力科學研究院開展了特高壓串補裝置的關鍵技術研究和設備開發。作為串補裝置中的主保護設備，特高壓串補用限壓器是重要的研究內容之一。2011年，中國電科院自主研發出了特高壓串補用限壓器，并于2011年底投入工程運行，這是世界上首套特高壓串補用限壓器。

實用新型內容

針對現有技術的不足，本實用新型的目的是提供一種特高壓串補裝置用限壓器，本實用新型研制的特高壓串補用限壓器額定電壓達到210kV，采用單節瓷套結構，兩端采用鋁合金澆注法蘭，芯體采用四柱非線性電阻片并聯，且芯體中間沒有強制均流措施，分流系數不大于1.03，大電流壓力釋放能力達到63kA/0.2s。研制的限壓器適用于電容器組額定電壓120kV、保護水平為2.3倍電容器組額定電壓的串補裝置。

本實用新型的目的是采用下述技術方案實現的：