1000kV特高壓發電機升壓變壓器在火電廠的應用

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1000kV特高壓發電機升壓變壓器在火電廠的應用平圩三期2×1000MW擴建工程（以下簡稱：本工程）發電機升壓變壓器採用27kV直升電壓至1000kV特高壓接入系統，這一升壓方式在全國乃至世界尚屬首例。本文對本工程項目背景、來源及其重要意義予以說明，重點對1000kV發電機變壓器的設計難點、結構特點、技術參數及應用運行情況等方面進行了介紹，並提出相關建議。該方案的實施，為今後1000kV特高壓類似電廠項目建設起到了積極的示範作用。

關鍵詞：1000kV特高壓；皖電東送；發電機升壓變壓器；單相四柱式；雙器身結構

目錄

1　引言

1.1　項目背景

根據國家「十二五」發展規劃電力工業將進一步推進「皖電東送」戰略，特高壓輸電將是電網技術的重要發展方向，它具有輸送容量大、送電距離長、線路損耗低、節約土地資源等突出優點。2011年9月，皖電東送淮滬特高壓工程獲得國家核准（發改能源〔2011〕2095號），建設淮南、皖南、浙北、滬西4座1000kV變電站及同塔雙回交流線路。2013年9月，淮滬特高壓線路建成正式在網運行。

1.2　項目來源

本工程距特高壓淮南站（以下簡稱淮南站）約3km,線路距離短，地理優勢明顯；根據規劃，淮南站主變負載率接近滿載，本工程通過直升1000kV電壓接入系統，減少了中間二次升壓環節，有效緩解了淮南站主變容量壓力。綜合比較後，2012年6月，國家電力規劃總院印發本工程接入系統評審意見（電規規劃〔2012〕416號），本工程以1回1000kV出線接入淮南特高壓站電網系統，電廠內採用27kV直升1000kV變壓器。

案例實施與應用情況

2　國內27kV/1000kV變壓器的研製情況

火電廠採用27kV直升1000kV變壓器（以下簡稱1000kV變壓器）在國內和國際都沒有應用先例，屬於最為前沿的高新技術。為了電網發展的需要，國內幾大變壓器製造廠在2008年底開始研製1000kV變壓器樣機。截至2011年，各變壓器製造廠已陸續研製出樣機成品，並在國家權威機構見證下通過了全部試驗。由於27kV直升1000kV變壓器的應用沒有成熟經驗和方案可供借鑑，本工程初期階段，電廠和設計院等單位對國內研製樣機的變壓器製造廠進行調研學習，為本工程設計方案、設備招標和工程決策等提供科學依據。

3　本工程1000kV變壓器的設計難點

本工程1000kV/400 MVA變壓器特點為電壓等級高，絕緣考核嚴格；雙繞組變壓器，非自耦變壓器；變比大，變壓器高低側相差約40倍；容量大，變壓器低壓側額定線電流約25000A，相電流約15000A。此外，1000kV變壓器的設計還受限於運輸尺寸、重量和經濟性等方面的因素。綜合設計難度主要表現在以下幾方面：

· 主絕緣設計；

· 縱絕緣設計；

· 線圈和漏磁溫升控制；

· 漏磁分析和如何防止局部過熱；

· 抗短路能力；

· 油箱的機械強度設計。

4　本工程1000kV變壓器的結構特點

本工程1000kV變壓器採用單相四柱兩柱並聯結構，如圖1所示，調壓線圈為單獨的器身，主器身為高—低—高結構，結構簡單可靠，抗短路能力相對較好。兩個器身分開放置，引線處理及運行維護方便；端部電壓低，漏磁相對更低，空載損耗相對更小，變壓器安全運行可靠性高。