直流開關方案評審報告

±515kV、±816kV、±1120kV直流隔離開關和接地開關總體方案評審評審報告一研制產品的技術背景按照國際慣例，特高壓是指交流1000千伏、直流±800千伏及以上的電壓等級，具有遠距離、大容量、低損耗輸送電力和節(jié)約土地資源等特點。未來10到20年，我國將形成以特高壓為骨干的網架，擬建特高壓線路59多條，擬建變電站或開關站50多座，將大大提升我國電網的輸送能力。日前，有消息指出，“十二五”期間，國家電網與南方電網分別規(guī)劃了共約5300億元的特高壓直流及特高壓交流輸電工程。直流特高壓由于主要采取點對點的形式,對電網運行的干擾較小,得到社會各界的支持?！笆濉逼陂g,國家電網和南方電網共計規(guī)劃了12條±800kV特高壓直流輸電線路。國家電網公司規(guī)劃的準東－重慶±1100kV直流輸電工程，也將于2012年正式開工建設。特高壓直流隔離開關是直流特高壓中重要的一次設備之一，研制特高壓直流隔離開關一方面是為國內特高壓電力建設出工出力，另一方面，在世界上其他國家進行特高壓的時候，也可以出口到其他國家和地區(qū)?？傊?，研制特高壓直流隔離開關，具有很高的社會效益和經濟效益。目前，國內僅河南平高集團完成了±800kV、±515kV直流隔離開關的型式試驗，對我公司來說，交流1100kV隔離開關成功掛網運行使我公司順利進入特高壓交流領域，現(xiàn)進行開發(fā)特高壓直流隔離開關和接地開關迅速搶占特高壓直流市場，將為我公司再次提供一個很好的發(fā)展機會。二產品主要設計參數額定直流電壓（kV）515816112060min直流耐受電壓（kV）對地7501200/14451680斷口7501200/14451680額定雷電沖擊耐受電壓（kV）對地14251950/23452700斷口14251950/23452700額定操作沖擊耐受電壓（kV）對地11751600/18402100斷口11751600/19252100額定電流（A）6300額定短時耐受電流（kA）63/3額定峰值耐受電流（kA）170無線電干擾（μV）≤2000額定端子靜態(tài)機械負荷（N）水平縱向5000水平橫向4000垂直力5000機械壽命（次）3000覆冰厚度（mm）20瓷瓶高度（m）8.4（2.1*4）10.98（1.83*6）14.7（1.825*7+1.925）瓷瓶抗彎（kN）12.51010斷口有效絕緣距離（m）4.7（4.8）7.4（7.5）8.8（8.9）三直流接地開關的設計方案直流接地開關整體框架結構借鑒上海奉賢直流接地開關，瓷瓶采用雙柱結構，單臂折疊插入式，但對零部件和平衡系統(tǒng)進行了改進設計，使之更加便于我公司組織生產。上海奉賢接地開關ZJW□-816/J63接地開關主要改進有以下幾個方面：1主導電管上海奉賢接地開關ZJW□-816/J63接地開關軸節(jié)結構原奉賢接地開關上管采用兩種鋁管焊接，外觀較差，現(xiàn)下管采用φ155×12.5鋁管，上管采用φ100×5鋁管，材質采用6A02-T5。根據車間樣機裝配調試情況來看，上、下管抗彎均能滿足要求。齒輪、軸節(jié)拐臂、夾板等均直接借用GW22A-550零部件，齒輪盒在不改變鑄造坯件的情況下將加工位置稍加改動，齒條、軟連接也改動較小，零部件通用性強，便于組織生產。2底座上海奉賢接地開關ZJW□-816/J63接地開關因平衡結構不同，原奉賢接地開關主要依靠外裝簧平衡，現(xiàn)結構采用內置簧平衡。原奉賢接地開關齒條拉桿固定軸較長，內置簧結構固定軸抗彎效果較差，因此拉桿固定軸大幅度縮短，提高抗彎能力。4平衡系統(tǒng)ZJW□-816/J63接地開關雙彈簧結構GW22A-252Ⅲ/4000下管彈簧結構原奉賢接地開關主要依靠外裝簧平衡，彈簧防護較差，因此沿用我公司的內置式彈簧結構，而單簧結構很難滿足開關平衡性能，現(xiàn)采用雙簧結構，上簧固定，只對下簧進行調節(jié)，下管不設調節(jié)窗，提高下管的抗彎性能，并取消傳統(tǒng)的套筒頂簧裝置，改用外管固定塊結構，根據車間調試情況基本實現(xiàn)了816kV的操作平衡要求，將根據進一步的調試情況考慮1120kV是否改為三簧結構的必要性。5觸頭運動軌跡的設計（816為例）齒輪分度圓半徑齒條高度拉桿固定點夾角下管長度上管長度翻轉角度拉桿彈簧壓縮量動觸頭頂面中心坐標r1r2θ1L1L2α△x6421375300542090201.582130.437354677508,10719.13027464786421375300542085191.415204.393498027007,10694.18831652036421375300542080180.657226.487816287799,10595.13569661746421375300542076171.678211.44230088358,10455.81592464646421375300542070157.687145.03303127498,10137.2250045316421375300542065145.64561.1548043238229,9765.827145557636421375300542060133.349-36.2615894745702,9296.790927481826421375300542055120.892-135.406997323556,8733.127245228766421375300542050108.367-225.333783129691,8082.02010368705642137530054204595.8709-296.94815749148,7354.54081016262642137530054204083.4981-343.864602511982,6565.02747072145642137530054203571.3443-363.005276389101,5730.20621741925642137530054203059.5038-354.863746952698,4868.16856462691642137530054202548.0692-323.401339111076,3997.3375402345642137530054202037.1304-275.595461637902,3135.55016406541642137530054201526.774-220.70211183732,2299.35711093053642137530054201017.0826-169.321578865722,1503.598135061626421375300542058.13394-132.363868449991,761.2626792659916421375300542000-120.000185502913,83.59774080769976操動機構操動機構直接采用45s、180°CJTKC電動機操動機構。四、直流隔離開關的設計方案1直流隔離開關借鑒上海奉賢隔離開關總體結構，采用單臂折疊結構，動靜觸頭為全封閉插入式結構。動靜側均采用三柱支柱瓷柱三角式結構布置?？紤]加配接地開關的方便，將上海奉賢隔離開關三角式布置進行調整，如此調整加設地刀時可將地刀置于開關內側，布置合理。底座安裝與單獨接地開關相差不大，方便組織生產。上海奉賢隔離開關整體機構ZGW□-816直流隔離開關2動觸頭采用雙排環(huán)形觸指結構，為封閉式結構，配有銅鎢合金弧觸頭,具備開合直流濾波器能力。靜觸頭導向罩采用旋壓成型工藝提高外觀質量。ZGW□-816直流隔離開關動靜觸頭結構動觸頭觸指平高旁路隔離開關動觸頭動靜觸頭嚙合時的三個狀態(tài)3上、下管均采用φ230×10鋁管，齒輪采用模數6，重新設計齒輪盒，為滿足分閘位置要求，平高旁路隔離開關合閘位置上管比下管中心高約100-150mm，現(xiàn)設計結構高度差約為40mm，外觀相對較好。將視816kV隔離開關的調試情況考慮1120kV下管采用φ300×10鋁管的可行性和必要性。平高旁路隔離開關主導電管4平衡系統(tǒng)采用內置雙簧結構，類似