全球首创：柔性直流换流变套管一体化监测系统成功投运

近日,由国网冀北电力公司牵头,中国电科院、南京中鑫智电公司等单位联合开展技术攻关,研制出柔性直流换流变阀/网侧套管一体化在线监测系统,并在张北柔直电网工程±500kV阜康换流站成功投运。

 张北柔直电网工程是国家电网有限公司贯彻落实“四个革命,一个合作”能源安全新战略,践行绿色理念的重大标志性工程。该工程是集大规模可再生能源友好接入,多种形态能源互补和灵活消纳,直流电网构建于一体的重大科技试验示范工程,也是世界上首个真正具有网络特性的直流电网工程,突破了柔性直流组网、容量提升与可靠性提升三大技术难题,开创了12项“世界第一”。

张北柔直电网工程自投运以来,核心技术创新与突破的脚步从未停歇。针对柔性直流输电换流变压器套管运行工况复杂,难以掌握其运行状态及绝缘性能的技术难题,国网冀北公司联合中国电科院、中鑫智电公司开展技术攻关,创新研制出柔直换流变阀/网侧套管一体化监测系统,实现该技术领域国内外“零”的突破,首次应用数字化与智能化的运维手段,实时掌握换流变压器套管的运行工况和绝缘性能,提升整个柔直电网工程的运行可靠性。

套管是换流变压器的“咽喉”设备,是电能输送的必经通道。其运行可靠性关系整个系统的安全,一旦发生故障将导致变压器等主设备受损,引发大面积停电,造成巨大损失。由于套管运行环境极其特殊,长期承载着高电压、大电流和机械负荷,容易发生绝缘故障。尤其是换流变压器阀侧套管,其承受电压为交、直流复合电压,还受到极性反转、操作过电压、谐波等特殊工况影响,容易产生绝缘劣化故障。当前,国内外尚无有效的阀侧套管绝缘状态监测产品,处于空白状态。国网冀北电力公司瞄准柔直输电安全运行这一现实需求,坚持问题导向,营造创新生态,积极推进相关科研单位和产业链上下游企业协同攻关,历经数次迭代升级,研发团队终于在柔直换流变套管绝缘性能监测及故障预警领域取得重大突破,实现在交、直流复合电压、频率波动、谐波干扰等复杂工况条件下,实时监测套管运行状态,精准分析、计算换流变阀/网侧套管的绝缘性能参数,填补了柔性直流换流变阀/网侧套管一体化绝缘监测系统工程应用的国内外空白。下一步,科研团队将继续深化研究,对试点监测数据挖掘、分析,并结合知识推理、历史趋势综合判断,进行故障预警策略的优化升级。

据悉,直流输电换流变压器的套管制造工艺复杂,目前主要生产商为少数外资及合资企业,国产化应用程度还不高。由国网冀北电力牵头,创新研发的柔直换流变阀/网侧套管一体化监测这一新技术的挂网应用,深层次掌握套管运行状态数据,对于解决核心技术“卡脖子”难题,加速柔性直流输电关键核心部件国产化替代的进程,促进我国柔性直流输电技术的发展具有重大意义。（国网冀北电力 黄彬 ）