[实用新型]一种特高压串补装置用限压器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力设备技术领域，具体涉及一种特高压串补装置用限压器。

背景技术

近年，在投入运行的220kV～550kV超高压串补装置中，有一部分工程是由国外公司承接的，其中的限压器设备也由国外几家公司提供。国际上，只有少数几家公司能够提供串补装置用金属氧化物限压器产品，各厂家提供的限压器基本工作原理相同，但结构各不相同。

由中国电科院高压所自主研制的限压器在国内外串补工程中已经得到广泛应用。2011年，我国首个特高压串补工程，也是国际上第一个特高压串补工程成功投运。其中特高压串补用限压器由中国电力科学研究院自主研发供货。目前，国内外还没有其他厂家研发过该设备。

金属氧化物限压器具有能耗大、额定电压低、采用多个单元并联形式等特点，为了防止因各电阻片柱间分流不均而造成限压器单元损坏，需要进行专门的配片，以使得并联使用的各柱电阻片的电流分配尽量均匀，最大限度地发挥MOV中每个电阻片的作用。

限压器在结构上基本由绝缘外套、芯体、防爆装置等构成，其核心元件是ZnO非线性电阻片，这与电力系统用避雷器结构类似。限压器是保护设备，在使用时与被保护设备（如串联电容器组）并联。限压器是用于工频过电压的保护的，这与避雷器不同，避雷器主要用于变电站内或输电线路操作过电压或雷电过电压的保护，吸收的能量一般不大。限压器作为一种保护设备，有时需要牺牲自己保护别的设备，它首先应确保自身的安全，即在自身发生故障时不能影响其他的设备。而目前在工程实际运行中，还是偶尔有限压器因某种原因发生爆炸并且造成了周围其他设备损坏的事情发生，因此从安全角度考虑，要求MOV应具有很好地压力释放能力。目前500kV串补装置用限压器的额定电压一般不高于150kV，产品高度不高于1.6m，220kV串补装置用限压器的额定电压和产品高度则更低。限压器外套有复合绝缘外套和瓷外套两种。复合外套限压器由于受到有机复合材料的老化等问题限制，且运行经验还不是很丰富，所以对于限压器来说，没有很明显的优势。瓷外套避雷器的运行经验丰富，不存在材料老化等问题，所以目前仍然被广泛应用。对于瓷外套限压器而言，一个必须解决的关键问题是瓷外套限压器的防爆问题，因为如果瓷套爆炸引起的后果会很严重。瓷外套结构的限压器或避雷器的大电流压力释放能力一般为50kA，为了提高压力释放能力，很多厂家往往在内壁设有隔弧筒。该方法对于避雷器而言适用的，但限压器内部采用隔弧筒时会影响限压器在吸收能量后的散热速度，从而影响限压器和串补装置的再投入时间，这对整套串补装置的利用率是不利的。

另外，限压器采用的是很多非线性伏安特性的电阻片串并联，由于这些电阻片的伏安特性不可能一致，所以需要进行专门的配组，使得分流效果尽可能一致。在实现限压器多柱并联电阻片柱之间的电流分布尽量均匀的方法上，不同限压器厂家采取的方法也不相同，达到的效果也不一样。目前在国际及国内标准上或设备招标时对MOV均流系数的要求一般为不大于1.1。

自2001年开始，我单位开始自主研发交流输电线路串联补偿成套设备，目前所有设备实现国产化，并具有自主知识产权，其中金属氧化物限压器在串补成套设备中占据重要地位。

2004年，自主研制的串补用金属氧化物限压器在国内首套国产220kV串补装置中投入运行，2006年，研制的串补用金属氧化物限压器在国内首套国产500kV串补装置中投入运行。随着我国特高压输电技术的快速发展，中国电科院开始自主研发特高压串补用主设备，其中特高压串补用限压器是其中之一。

2009年初，我国交流特高压试验示范工程投运，为了大幅提高其输送能力，使该工程的单回特高压输电线路达到稳定输送500万千瓦的能力，必须采用特高压串补技术。因此自2009年下半年开始，中国电力科学研究院开展了特高压串补装置的关键技术研究和设备开发。作为串补装置中的主保护设备，特高压串补用限压器是重要的研究内容之一。2011年，中国电科院自主研发出了特高压串补用限压器，并于2011年底投入工程运行，这是世界上首套特高压串补用限压器。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种特高压串补装置用限压器，本实用新型研制的特高压串补用限压器额定电压达到210kV，采用单节瓷套结构，两端采用铝合金浇注法兰，芯体采用四柱非线性电阻片并联，且芯体中间没有强制均流措施，分流系数不大于1.03，大电流压力释放能力达到63kA/0.2s。研制的限压器适用于电容器组额定电压120kV、保护水平为2.3倍电容器组额定电压的串补装置。

本实用新型的目的是采用下述技术方案实现的：