直流開(kāi)關(guān)方案評(píng)審報(bào)告

±515kV、±816kV、±1120kV直流隔離開(kāi)關(guān)和接地開(kāi)關(guān)總體方案評(píng)審評(píng)審報(bào)告一研制產(chǎn)品的技術(shù)背景按照國(guó)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(jí)，具有遠(yuǎn)距離、大容量、低損耗輸送電力和節(jié)約土地資源等特點(diǎn)。未來(lái)10到20年，我國(guó)將形成以特高壓為骨干的網(wǎng)架，擬建特高壓線路59多條，擬建變電站或開(kāi)關(guān)站50多座，將大大提升我國(guó)電網(wǎng)的輸送能力。日前，有消息指出，“十二五”期間，國(guó)家電網(wǎng)與南方電網(wǎng)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(diǎn)對(duì)點(diǎn)的形式,對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的干擾較小,得到社會(huì)各界的支持?！笆濉逼陂g,國(guó)家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)共計(jì)規(guī)劃了12條±800kV特高壓直流輸電線路。國(guó)家電網(wǎng)公司規(guī)劃的準(zhǔn)東－重慶±1100kV直流輸電工程，也將于2012年正式開(kāi)工建設(shè)。特高壓直流隔離開(kāi)關(guān)是直流特高壓中重要的一次設(shè)備之一，研制特高壓直流隔離開(kāi)關(guān)一方面是為國(guó)內(nèi)特高壓電力建設(shè)出工出力，另一方面，在世界上其他國(guó)家進(jìn)行特高壓的時(shí)候，也可以出口到其他國(guó)家和地區(qū)?？傊?，研制特高壓直流隔離開(kāi)關(guān)，具有很高的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。目前，國(guó)內(nèi)僅河南平高集團(tuán)完成了±800kV、±515kV直流隔離開(kāi)關(guān)的型式試驗(yàn)，對(duì)我公司來(lái)說(shuō)，交流1100kV隔離開(kāi)關(guān)成功掛網(wǎng)運(yùn)行使我公司順利進(jìn)入特高壓交流領(lǐng)域，現(xiàn)進(jìn)行開(kāi)發(fā)特高壓直流隔離開(kāi)關(guān)和接地開(kāi)關(guān)迅速搶占特高壓直流市場(chǎng)，將為我公司再次提供一個(gè)很好的發(fā)展機(jī)會(huì)。二產(chǎn)品主要設(shè)計(jì)參數(shù)額定直流電壓（kV）515816112060min直流耐受電壓（kV）對(duì)地7501200/14451680斷口7501200/14451680額定雷電沖擊耐受電壓（kV）對(duì)地14251950/23452700斷口14251950/23452700額定操作沖擊耐受電壓（kV）對(duì)地11751600/18402100斷口11751600/19252100額定電流（A）6300額定短時(shí)耐受電流（kA）63/3額定峰值耐受電流（kA）170無(wú)線電干擾（μV）≤2000額定端子靜態(tài)機(jī)械負(fù)荷（N）水平縱向5000水平橫向4000垂直力5000機(jī)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(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)方案直流接地開(kāi)關(guān)整體框架結(jié)構(gòu)借鑒上海奉賢直流接地開(kāi)關(guān)，瓷瓶采用雙柱結(jié)構(gòu)，單臂折疊插入式，但對(duì)零部件和平衡系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，使之更加便于我公司組織生產(chǎn)。上海奉賢接地開(kāi)關(guān)ZJW□-816/J63接地開(kāi)關(guān)主要改進(jìn)有以下幾個(gè)方面：1主導(dǎo)電管上海奉賢接地開(kāi)關(guān)ZJW□-816/J63接地開(kāi)關(guān)軸節(jié)結(jié)構(gòu)原奉賢接地開(kāi)關(guān)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(zhì)采用6A02-T5。根據(jù)車間樣機(jī)裝配調(diào)試情況來(lái)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(dòng)，齒條、軟連接也改動(dòng)較小，零部件通用性強(qiáng)，便于組織生產(chǎn)。2底座上海奉賢接地開(kāi)關(guān)ZJW□-816/J63接地開(kāi)關(guān)因平衡結(jié)構(gòu)不同，原奉賢接地開(kāi)關(guān)主要依靠外裝簧平衡，現(xiàn)結(jié)構(gòu)采用內(nèi)置簧平衡。原奉賢接地開(kāi)關(guān)齒條拉桿固定軸較長(zhǎng)，內(nèi)置簧結(jié)構(gòu)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(kāi)關(guān)雙彈簧結(jié)構(gòu)GW22A-252Ⅲ/4000下管彈簧結(jié)構(gòu)原奉賢接地開(kāi)關(guān)主要依靠外裝簧平衡，彈簧防護(hù)較差，因此沿用我公司的內(nèi)置式彈簧結(jié)構(gòu)，而單簧結(jié)構(gòu)很難滿足開(kāi)關(guān)平衡性能，現(xiàn)采用雙簧結(jié)構(gòu)，上簧固定，只對(duì)下簧進(jìn)行調(diào)節(jié)，下管不設(shè)調(diào)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(jié)構(gòu)，根據(jù)車間調(diào)試情況基本實(shí)現(xiàn)了816kV的操作平衡要求，將根據(jù)進(jìn)一步的調(diào)試情況考慮1120kV是否改為三簧結(jié)構(gòu)的必要性。5觸頭運(yùn)動(dòng)軌跡的設(shè)計(jì)（816為例）齒輪分度圓半徑齒條高度拉桿固定點(diǎn)夾角下管長(zhǎng)度上管長(zhǎng)度翻轉(zhuǎn)角度拉桿彈簧壓縮量動(dòng)觸頭頂面中心坐標(biāo)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(dòng)機(jī)構(gòu)操動(dòng)機(jī)構(gòu)直接采用45s、180°CJTKC電動(dòng)機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)。四、直流隔離開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)方案1直流隔離開(kāi)關(guān)借鑒上海奉賢隔離開(kāi)關(guān)總體結(jié)構(gòu)，采用單臂折疊結(jié)構(gòu)，動(dòng)靜觸頭為全封閉插入式結(jié)構(gòu)。動(dòng)靜側(cè)均采用三柱支柱瓷柱三角式結(jié)構(gòu)布置。考慮加配接地開(kāi)關(guān)的方便，將上海奉賢隔離開(kāi)關(guān)三角式布置進(jìn)行調(diào)整，如此調(diào)整加設(shè)地刀時(shí)可將地刀置于開(kāi)關(guān)內(nèi)側(cè)，布置合理。底座安裝與單獨(dú)接地開(kāi)關(guān)相差不大，方便組織生產(chǎn)。上海奉賢隔離開(kāi)關(guān)整體機(jī)構(gòu)ZGW□-816直流隔離開(kāi)關(guān)2動(dòng)觸頭采用雙排環(huán)形觸指結(jié)構(gòu)，為封閉式結(jié)構(gòu)，配有銅鎢合金弧觸頭,具備開(kāi)合直流濾波器能力。靜觸頭導(dǎo)向罩采用旋壓成型工藝提高外觀質(zhì)量。ZGW□-816直流隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)靜觸頭結(jié)構(gòu)動(dòng)觸頭觸指平高旁路隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)觸頭動(dòng)靜觸頭嚙合時(shí)的三個(gè)狀態(tài)3上、下管均采用φ230×10鋁管，齒輪采用模數(shù)6，重新設(shè)計(jì)齒輪盒，為滿足分閘位置要求，平高旁路隔離開(kāi)關(guān)合閘位置上管比下管中心高約100-150mm，現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)高度差約為40mm，外觀相對(duì)較好。將視816kV隔離開(kāi)關(guān)的調(diào)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(kāi)關(guān)主導(dǎo)電管4平衡系統(tǒng)采用內(nèi)置雙簧結(jié)構(gòu)，類似