MENU
电力设备的 发展趋势 – 大型化及绿色化
ADVERTISEMENT
inmr adv CTC

电力设备 的发展趋势 – 大型化及绿色化

July 23, 2015 • Columns, From the World of Testing, 最近文章汇总

  DNV KEMA升级后的ZKU高压试验室近期在捷克布拉格开始运营,其中发生的一些事件使我得 以有机会思考电力设备近来的发展趋势。虽然本文仅一页的篇幅无法呈现太多信息,两个突出 的发展趋势却不得不提:其一是电力传输的容量增大,其二是越来越强地意识到了电气设备和 环境之间的相互作用。 当前,世界各地的相互联系变得越来越紧密,不仅仅因为通讯的发展,能源设施的改善也起到了很 大的作用。迅猛发展中的巨大规模能源传输业带来了巨大的商机,不仅提高了对能源供应的可靠性 的要求,更促进了能源市场的发展。在持续缺乏大容量电能存储的状况下,电网互联促进了更好地 平抑供需关系。与此同时,发电厂和电力用户之间的距离越隔越远,部分是因为可再生能源的使用 在不断增长,也因为传统发电厂越来越选在偏远地区。这一大趋势一方面导致了系统电压的提高, 另一方面也导致了短路容量的增加。 例如,当前在KEMA大容量实验室的试验中,市场上对800 kV开关的试验需求在显著增长,而这正 是全球一部分地区所选择的系统电压。相比之下,1100和1200 kV的系统电压在未来的数年则可能 保持在‘开拓’阶段。 同时,在输配电系统中,开断电流的耐受水平也在上升,通常达到63 kA,有时达到80-90 kA,发电 厂附近甚至达到100 kA。发电机断路器的试验要求开断电流超过200 kA,例如,KEMA一直在努力 开发试验方法和设施,对该类设备进行型式试验。 近期电力行业的另外一个共同发展趋势是注重环境和安全。就前者来说,环境的作用是双向的,环 境以我们无法预期的方式对我们产生影响,而我们反过来也在影响环境。气候变化带来的问题正在 迫使我们提高设备的性能,例如温升试验要求比标准环境条件更高,更高的机械耐受力和稳定性, 以及更强的抗震性能。 总的来说,环境对设备的影响越来越受到关注,给设备研发人员和制造商带来了巨大的技术挑战。 例如,当前一个明显的趋势是淘汰SF6的使用。SF6是一种强效的温室气体。即便很多人相信只要处 理得当,仍然可以可持续性地使用SF6,但实际上,一些国家,如澳大利亚,进口和使用该种气体需 要交纳很重的税和进口关税。 在配电系统中固体或空气绝缘可替代SF6,但高压输电则必须找到可替代的绝缘介质。高压真空开 关的快速发展就是最好的例子,日本已使用多年,目前中国和欧洲也正在迅速发展。在最近的CIGRE 展会上,亚洲和欧洲的各种前沿产品受到热捧,目前一些试验性项目正在全球运行。 KEMA已经对一些不同型号的高压真空开关进行了试验,得到的结论是通过合成试验的SF6断路器, 其所具备的长期优点不能应用在真空断路器上,SF6断器路比真空断路器的机械性能要差。简单的 解决方案是采用三相直接试验,该方案或许是对实际运行条件的最佳模拟。然而,即使对于最大的 实验室来说,120-130 kV以上的试验所需的容量也是难以达到的。 除了真空断路器向高压发展之外,一些可替代的气体(如压缩气体CO2)已经开始试运行。但是,这 些新技术对于标准化来说是一个巨大的挑战,因为绝缘介质直接影响断路器的性能。虽然标准的 目的常常是必须将测试对象当作是‘黑匣子’,但是标准的条款中要包含直接反映特定技术的某些 特性。 在其他应用方面,对环保的担忧直接促成了新材料的应用。例如,变压器中可降解油的应用不仅降 低了碳排放,而且也降低了火灾的风险。与传统硅钢变压器相比,非晶合金变压器的能耗显著降低, 因此目前在飞速发展的亚洲市场得到了青睐。 健康与安全则是电力设备发展的另一个新兴话题。对故障电弧的担忧引起了人们重新审视内部电弧 试验,并因此建立了新的内部电弧分类系统。如果设备安装过程中发生电弧故障,产生的后果(排放 的热气体和火焰)不允许对附近的工作人员构成威胁。已知容量更大且安装在更小的空间进行,因为 内部电弧故障无法充分排放而造成气压上升,安装室本身可能就是风险之地。国际大电网会议A3.24 工作组正在对此进行研究,并已经研发出了直观的模型,预测安装现场以及安装室内故障电弧引发的 气压上升。 更加复杂的是工频磁场可能对人类造成的影响。一些国家已经立法要求在人口聚集区的线路段用地 下电缆取代架空线路,这引发了对架空线路与电缆系统之间的相互关系的重新研究(需通过对磁场 测量进行认定)。例如,正在优化某些GIS安装方式,将外部磁场降到很低。 上述讨论的总体思路很清晰:让我们在享受电力发展带给我们繁荣的同时降低其对我们周围世界 的负面影响!   Dr. René Smeets Rene.Smeets@dnvkema.com_

分享至:

Related Posts

« »

INMR主要的广告商包括且不限于:

Taiguang