[发明专利]一种直流输电穿墙套管风险评估系统及风险评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及直流系统检修技术领域，具体涉及一种直流输电穿墙套管风险评估系统以及采用该风险评估系统进行风险评估的方法。

背景技术

由于目前国内存在经济发展和能源分布不均的问题，为实现能源的大范围转移和合理利用，国内发展了以±500kV和±800kV为主干网的高压直流输电网络。相对传统交流输电技术而言其主要优点有:

（1）线路造价低。对于交流架空输电线采用三根导线，而直流采用两根导线，能节省大量的线路建设费用。

（2）年电能损失小。直流架空输电线两根导线电阻损耗比交流输电小；没有感抗和容抗的无功损耗；没有集肤效应，导线的截面利用充分。此外，直流架空线路的空间电荷效应使其电晕损耗和无线电干扰都比交流线路小。因此直流架空输电线路在线路建设初投资和年运行费用上均较交流经济。

（3）不存在系统稳定问题，可实现电网的非同期互联，而交流电力系统中所有的同步发电机都保持同步运行。直流输电的输送容量和距离不受同步运行稳定性的限制，还可连接两个不同频率的系统，实现非同期联网，提高系统的稳定性。

（4）限制短路电流。连接两个交流系统引起短路容量增大，甚至更换断路器或增设限流装置。然而用直流输电线路连接两个交流系统，直流系统的“定电流控制”将快速把短路电流限制在额定功率附近，短路容量不因互联而增大。

（5）调节快速，运行可靠。直流输电通过可控硅换流器能快速调整有功功率，实现潮流翻转，在正常时能保证稳定输出，在事故情况下，可实现健全系统对故障系统的紧急支援，也能实现振荡阻尼和次同步振荡的抑制。然而在交直流线路并列运行时，若交流线路发生短路，可短暂增大直流输送功率以减少发电机转子加速，提高系统的可靠性。

（6）没有电容充电电流。直流线路稳态时无电容电流，沿线电压分布平稳，无空、轻载时交流长线受端及中部发生电压异常升高的现象，因此无需并联电抗补偿。

（7）节省线路走廊。按同电压500kV考虑，一条直流和交流输电线路的走廊分别约为40m和50m，而直流传输效率约为交流2倍。

直流输电穿墙套管作为直流输电换流站的重要一次主设备，实现了室内换流阀设备与室外直流场设备的连接，其本身的运行风险评估对保障直流系统的安全可靠运行有着重要的意义。

目前分析直流穿墙套状态的方法有预防性试验、在线监测和历史资料。预防性试验主要测量套管导杆对末屏的绝缘电阻、电容量和介损值，末屏对地的绝缘电阻、电容量和介损值，SF₆的密度、压力和微水含量；在线监测主要开展套管末屏的电容量和介损、SF₆的密度、压力和微水含量；历史资料主要基于设备制造工艺水平、家族性缺陷、故障案例、缺陷分析等历史性数据。然而预防性试验、在线监测和历史资料目前作为独立的评价体系进行直流穿墙的健康状态评估，对于基于基础数据的直流输电穿墙套管的风险评估目前尚未开展。因此建立系统性的直流输电穿墙套管风险评估系统，对提高直流系统运行可靠率及保障持续稳定的能源供给有着重要的意义，促进了国民经济的持续稳定增长。

本发明是在国家863计划项目基金(2012AA050209)资助下，提出了一种直流输电穿墙套管风险评估系统及风险评估方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有分别基于预防性试验、在线监测和历史资料进行直流输电穿墙套管风险评估存在的片面性，同时提高直流系统运行可靠率，提供一种直流输电穿墙套管风险评估系统以及采用该风险评估系统进行风险评估的方法。

为实现以上目的，本发明采取了以下的技术方案：

一种直流输电穿墙套管风险评估系统，其包括：用于对直流输电穿墙套管进行预防性试验的预防性试验仪器；用于对直流输电穿墙套管进行在线监测的在线监测装置；用于对直流输电穿墙套管进行巡视的移动装置；用于对直流输电穿墙套管的风险进行分析的风险评估中心；以及用于将所述预防性试验仪器获取的预防性试验数据、在线监测装置获取的在线监测数据、移动装置记录的巡视数据上传的家族性缺陷数据均发送至风险评估中心的通讯装置。

所述通讯装置包括与预防性试验仪器的输出端相连的第一无线收发模块、与在线监测装置的输出端相连的第二无线收发模块、与移动装置的输出端相连的第三无线收发模块、以及与风险评估中心的输入端相连的第四无线收发模块，所述第一无线收发模块、第二无线收发模块、第三无线收发模块均与第四无线收发模块通过无线网络进行数据传输。