專訪|沈大中:真空有載分接開關(guān)國內(nèi)覆蓋過半
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12月17日,MR公司在江蘇蘇州召開了有載分接開關(guān)HVDC項目應(yīng)用研討會。MR中國業(yè)務(wù)開發(fā)資深經(jīng)理沈大中博士作為研討會的主旨發(fā)言人之一參會,并在研討會最后一個環(huán)節(jié)發(fā)布其新書《換流變壓器用有載分接開關(guān)》。會后,中國電力報、中電新聞網(wǎng)記者有幸采訪到了沈大中博士。
記者:有載分接開關(guān)在高壓直流輸電換流變中的作用是什么?
沈大中:高壓直流換流變壓器中的有載分接開關(guān)與普通電力變壓器中有載分接開關(guān)的作用一樣,都是用于調(diào)整由于負(fù)荷波動引起的電壓變化。但有載分接開關(guān)在換流變壓器中還有另外兩個重要作用,一方面配合換流閥進(jìn)行直流電壓和功率的控制,另一方面實現(xiàn)降壓運行,后者是保障長距離高壓直流輸電線路可靠性的重要功能。因此它是換流變壓器和高壓直流輸電系統(tǒng)中的重要部件。
記者:目前,有載分接開關(guān)在高壓直流輸電換流變的應(yīng)用情況如何?請列舉MR有載分接開關(guān)在高壓輸電中應(yīng)用的案例。
沈大中:目前,有載分接開關(guān)在所有的高壓直流換流變里都有應(yīng)用,已經(jīng)成為標(biāo)配。從三峽工程開始,MR公司參與了中國大部分的直流項目的建設(shè),其中包括全世界首次采用有載分接開關(guān)的±800千伏云廣工程、向上工程、靈紹工程、酒湖工程。還有首次連接1000千伏的上海廟—山東的特高壓工程,錫盟—泰州工程現(xiàn)在還沒有動工,但是已經(jīng)確定了有載分接開關(guān)的設(shè)計。還有全世界首次采用的±1100千伏昌吉—古泉工程。
記者:高壓直流輸電中換流變用有載分接開關(guān)與傳統(tǒng)電力變壓器用有載分接開關(guān)有怎樣的不同?隨著直流輸電電壓等級越來越高、容量越來越大,對有載分接開關(guān)提出哪些新的要求?
沈大中:換流變壓器具有容量大、電壓高、運輸難、技術(shù)參數(shù)特殊等特點,技術(shù)參數(shù)特殊表現(xiàn)在調(diào)壓范圍大、短路阻抗高,交直流混合絕緣等。體現(xiàn)在有載分接開關(guān)上就是調(diào)壓頻繁、級電壓高、級容量高,特別是開關(guān)切換的電流不是純正弦波,而是帶有高頻諧波的方波。有載分接開關(guān)必須具有長期可靠切換這種波形電流的能力。
中國已投運的和在建的一些特高壓直流輸電工程無論電壓,容量還是線路長度都是世界紀(jì)錄,代表著這個領(lǐng)域的發(fā)展水平。中國高壓直流輸電技術(shù)的發(fā)展也對有載分接開關(guān)提出了挑戰(zhàn)。MR始終伴隨著這些發(fā)展,不讓有載分接開關(guān)成為高壓直流輸電技術(shù)發(fā)展的瓶頸。
高壓直流輸電屬于高端應(yīng)用,對安全性、可靠性提出了很高要求,這對于有載分接開關(guān)的技術(shù)發(fā)展也起到了推動的作用。隨著電壓的提升和油色譜測量精度的提高,對變壓器油箱內(nèi)產(chǎn)生的氣體非常敏感。有載分接開關(guān)底部選擇器中的極性轉(zhuǎn)換開關(guān)的正常操作會產(chǎn)生微量氣體,在常規(guī)應(yīng)用中基本測不到,而在換流變壓器中由于頻繁操作,會干擾油色譜分析。為此MR公司發(fā)明了快速開關(guān),有效地抑制了氣體。在中國幾個項目多年實際運行對比,效果明顯,得到用戶稱贊。
目前是中國高壓直流輸電建設(shè)的又一個高峰,有很多技術(shù)難題需要攻克,大量的人才需要培養(yǎng),這需要理論體系和技術(shù)資料,在這個時候朱英浩院士和我共同編著了《換流變用有載分接開關(guān)》一書,是我們?yōu)橹袊邏褐绷鬏旊娊ㄔO(shè)作一點貢獻(xiàn)。
記者:在電力變壓器領(lǐng)域,真空有載分接開關(guān)與傳統(tǒng)的油浸式開關(guān)相比,前者的優(yōu)勢是什么?未來,真空有載分接開關(guān)的發(fā)展方向是怎樣的?
沈大中:真空有載分接開關(guān)是順應(yīng)市場的需求,即降低維護(hù)成本而開發(fā)的,所以得到市場的認(rèn)可,已經(jīng)成為目前市場的主導(dǎo)開關(guān)型式。在三年前真空開關(guān)的產(chǎn)量就已經(jīng)超過傳統(tǒng)的油浸式開關(guān)。客戶已經(jīng)體驗到真空有載分接開關(guān)免維護(hù)、高環(huán)保、高可用率的優(yōu)勢。對某些應(yīng)用甚至是唯一的選擇,如海上平臺,真空有載分接開關(guān)全密封免維修,并可用替代絕緣油。MR已經(jīng)完成了真空開關(guān)的完整系列,可提供真空式和油浸式多種選擇,但越來越多的客戶指定用真空式。目前,在國內(nèi)外市場,真空有載分接開關(guān)的使用量已經(jīng)超過了50%。
近年來,客戶的觀念在逐漸變化,客戶逐漸意識到傳統(tǒng)油浸式有載分接開關(guān)的維護(hù)成本會隨著勞動力成本的增長而上升,環(huán)保的成本也在增長。真空有載開關(guān)整個壽命周期的優(yōu)勢會越來越明顯。還有一個趨勢就是隨著可再生能源比例的增加,智能電網(wǎng)的發(fā)展,電網(wǎng)會更復(fù)雜,電壓調(diào)節(jié)的需求會增加,有載分接開關(guān)的操作次數(shù)也會增加。真空有載分接開關(guān)替代油浸式開關(guān)需要一個過程,相信不久,真空有載分接開關(guān)的使用量就會達(dá)到70%。
記者:隨著我國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型,可再生能源比例不斷提升,未來有載分接開關(guān)在新能源領(lǐng)域是否也能大展拳腳?
沈大中:隨著中國智能電網(wǎng)建設(shè)的逐漸推進(jìn)和對新能源開發(fā)的日益重視,電源結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化,清潔能源發(fā)電比例不斷提高。水電、核電、光伏發(fā)電和風(fēng)電的裝機容量連年成倍增長。這種變化增加了對高壓直流長距離輸電和聯(lián)網(wǎng)的需求,同時也對配網(wǎng)有很大的沖擊,對電網(wǎng)的調(diào)節(jié)需求增加。