登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
我国能源禀赋与能源需求呈逆向分布,形成“西电东送、北电南供”的局面。特高压直流输电工程在电能远距离、大容量传输方面发挥着重要作用。随着直流输电系统电压等级的提高、输送容量的增大,设备内部的电、热、力学工况应力逐渐增大,对电工材料的性能提出了更高要求。
氮化硅陶瓷材料在特高压直流设备中应用潜力巨大
特高压直流六氟化硫气体内绝缘穿墙套管作为特高压换流站的核心设备之一,发挥着连接换流阀厅内部和户外高压电气设备的重要作用。在特高压直流六氟化硫气体内绝缘穿墙套管内部,支柱绝缘子是最为关键的绝缘结构,起到支撑高压导杆、减小套管内部电场畸变的作用。在实际运行中,高压导杆不仅承受高达±800千伏及以上的电压,而且内部通有3150~6300安的直流大电流,最高温度可达115摄氏度。支柱绝缘子的上下部之间存在75~85摄氏度的温度差,电效应和热效应都较为显著。与六氟化硫气体的绝缘强度相比,支柱绝缘子的表面绝缘强度较低,容易发生沿面闪络,是套管内部的绝缘薄弱点。
类似的情况还发生在气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)以及气体绝缘金属封闭开关(GIS)等电气设备中。其共同点在于支柱绝缘子要长期经受强电场、大温度梯度以及六氟化硫气氛等多因素耦合作用,传统支柱绝缘用材料易发生本征特性劣化,造成绝缘性能下降,引发沿面闪络,影响电气设备安全运行。因此,研发能够提升特高压直流六氟化硫气体内绝缘电气设备可靠性的新型支柱绝缘子材料具有重要意义。
陶瓷材料作为一种无机非金属材料,具有高机械强度、高耐久性、低热膨胀系数等性能优势,广泛应用于电力设备外绝缘领域。传统外绝缘陶瓷材料主要由石英、长石、黏土等原料烧结而成,在特高压直流六氟化硫气体内绝缘电气设备中,绝缘性能和耐腐蚀性能方面无法满足应用要求。解决这一问题,需要从种类繁多、绝缘特性相差悬殊的陶瓷材料配方体系中选出表面绝缘强度高、与六氟化硫气体相容性强的高性能陶瓷基础材料体系。氮化硅陶瓷材料是一种由硅氮元素以共价键结合的化合物,具有良好的机械强度、绝缘性能、温度稳定性、导热性和耐腐蚀性能,是结构陶瓷家族中综合性能最为优异的一类,在特高压直流六氟化硫气体内绝缘电气设备中应用潜力巨大。
研发新型支柱材料,优化支柱结构模型
自2018年起,国网智能电网研究院有限公司联合华北电力大学、中材高新材料股份有限公司成立研发团队,开展特高压直流六氟化硫气体内绝缘电气设备用氮化硅陶瓷材料研究。
高致密度、高耐腐蚀性、高绝缘强度及优良的表面电荷特性是氮化硅陶瓷材料应用于特高压气体内绝缘环境的决定性因素。为实现氮化硅陶瓷材料力-电性能的协同调控,项目组从原材料、配方体系、制备工艺等角度出发,采用高纯度、亚微米级氮化硅粉体,通过掺杂钇、铋等稀土功能离子和镁、铝金属氧化物烧结助剂,优化氮化硅陶瓷材料配方体系,并调控陶瓷材料的晶格、晶界及缺陷结构。
在优选的氮化硅陶瓷配方体系基础上,研发团队采用先进的热等静压烧结技术,制备得到了高致密度氮化硅陶瓷材料。研发团队模拟特高压气体内绝缘运行环境,验证了氮化硅陶瓷材料的服役可靠性。与传统材料相比,新型氮化硅陶瓷材料在强电场、大温度梯度、六氟化硫气氛环境下的机械强度、电阻率-温度变化特性、表面电荷积聚特性及耐腐蚀性等方面均展现出性能优势。该技术的突破为提升气体内支柱绝缘子材料的可靠性提供了新的解决方案。
为优化支柱绝缘子结构,2020年,国网智研院、华北电力大学、中材高新材料股份有限公司、阿尔斯通意大利公司密切沟通、协同创新,针对气体内支柱绝缘子主体结构开展设计研究。为满足±800千伏特高压直流穿墙套管运行工况的支柱绝缘子应用要求,研发团队将氮化硅材料特性与生产装配工艺的各项要求融合到陶瓷支柱结构设计中,提出了多种不同类型、不同尺寸的氮化硅陶瓷支柱绝缘子模型整体优化设计方案,并采用多个软件进行建模仿真,计算陶瓷支柱绝缘子在电场、电-热耦合场、电-热-流体耦合场的服役可靠性。研发团队调整陶瓷支柱外形轮廓尺寸,并采用缩比模型进行性能验证,最终确定采用“啤酒瓶”形状的支柱。这种构型加工难度小,机械应力小,电场分布最优。该新型氮化硅陶瓷支柱与阿尔斯通公司传统支柱相比体积减小50.9%,在电、热、机械等各项指标上均优于阿尔斯通公司传统支柱。最后,研发团队基于设计的氮化硅陶瓷支柱,优化设计适配的底部及顶部金具,使支柱绝缘子及配套组件外形结构与特高压直流六氟化硫气体内绝缘穿墙套管内部结构匹配。
首支国产陶瓷支柱套管应用于特高压直流工程
经过多年技术攻关,国网智研院、华北电力大学在2020年确定了±800千伏特高压直流六氟化硫气体内绝缘穿墙套管陶瓷支柱绝缘子设计方案。该陶瓷支柱绝缘子在中材高新材料股份有限公司生产制造,在山东电工电气集团有限公司完成与套管的装配。安装有自主研发设计陶瓷支柱绝缘子的±800千伏特高压直流六氟化硫气体内绝缘穿墙套管在意大利GE Grid Solutions高压实验室根据《直流应用套管》(IEC/IEEE 65700-2014)、《1000伏以上交流电压用绝缘套管》(IEC 60137-2017)标准开展型式试验,顺利通过15项试验。这些试验完整考核了陶瓷支柱绝缘子在多电压类型下的沿面绝缘强度、局部放电水平及机械特性。
2021年,装配有新型陶瓷支柱绝缘子的特高压直流穿墙套管应用于±800千伏陕北—武汉特高压直流工程武汉换流站。目前,该套管已安全运行满两年。
该技术成果攻克了高场强、大温度梯度、六氟化硫气氛等条件下支柱绝缘子材料的闪络难题,实现了氮化硅陶瓷材料在特高压气体内绝缘领域的安全可靠应用,提升了特高压设备的安全可靠性,对新型陶瓷材料应用领域扩展以及特高压工程的示范引领具有重大意义。(卢理成 侯东 姬军)
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
近日,山东电工所属设备公司自主研发的世界首台320兆乏/1100千伏单柱式低噪声并联电抗器,以62.6分贝(安)超低音性能、最大振幅小于4微米的优异性能通过全部型式试验,创全球特大容量低噪声特高压电抗器新纪录。特高压工程实现千公里级输电效率超95%的同时,声振污染成为制约工程绿色升级的“卡脖子”
22日,巴彦杭盖-胜利500千伏输变电工程完成架线施工,实现全线贯通。该工程是国家“十四五”电力发展规划重点工程之一,也是重要清洁电源送出支撑保障工程。巴彦杭盖-胜利500千伏输变电工程全线位于内蒙古自治区锡林郭勒盟,是锡林郭勒盟-山东特高压1000千伏输电通道、锡林郭勒盟-江苏特高压±800千伏
5月20日,在2025能源电力转型国际论坛“新型电力系统技术创新”专题研讨会上,电网头条记者采访了南非电力公司总裁办公室主任提纳格兰·尚玛甘。提纳格兰·尚玛甘认为,全球变暖加剧使得能源转型在减少碳排放方面变得既紧迫又必要。对南非而言,降低碳排放与保障能源安全同等重要。南非也面临可再生能
5月11日9时40分,重庆首个特高压渝北换流站合上极Ⅰ低端换流变5063开关,标志着直流低端系统调试正式启动,为该站6月15日前投运打下坚实基础。作为国家“十四五”规划重点工程——哈密—重庆±800千伏特高压直流输电工程的受端站点,渝北±800千伏换流站是西南地区首座特高压受端换流站,该项特高压直
5月14日,国网湖北超高压公司(以下简称“湖北超高压”)顺利完成±800千伏锦苏直流线路湖北段停电检修工作。±800千伏锦苏直流始于四川锦屏换流站,止于江苏苏州换流站,全长2058千米,额定输送功率720万千瓦,是西电东送的“大动脉”。检修工作前期,湖北超高压对线路进行了全面检查,共发现52处隐患
面对能源转型的时代课题,国家电网有限公司始终敢为人先,破壁攻坚,贡献了中国智慧和中国方案。5月20日,国家电网公司在2025能源电力转型国际论坛发布4项科技成果。今日刊发4项成果内容。高比例新能源大电网运行控制系统5月1日,国家电力调度控制中心调度员通过高比例新能源大电网运行控制系统分析研
5月19日,1000千伏鄂岳Ⅰ、Ⅱ线由检修状态转为运行状态操作结束,标志着国网山西超高压变电公司完成1000千伏北岳变电站为期14天的年度综合检修工作。北岳变电站是1000千伏蒙西—天津南特高压交流输变电工程的一部分,也是华北地区的枢纽变电站,承担着鄂尔多斯至山西、晋北至华中、山西至华北的大容量
5月16日,从国网江苏省电力有限公司获悉,山西送江苏的两个跨区输电通道——500千伏山西阳城至江苏淮安输变电工程、±800千伏雁门关至淮安特高压直流输电工程已累计向江苏输送电量超6000亿千瓦时,达6028亿千瓦时。从20世纪末开始,江苏积极从区外引入电能,满足经济发展带来的日益增长的用电需求。199
5月16日,在甘肃省白银市靖远县境内,随着甘肃—浙江±800千伏特高压直流输电工程线路工程(甘2标)跨越±800千伏天中直流提前跨越段最后一项缺陷消除,作业人员下塔,标志着甘肃—浙江±800千伏特高压直流输电工程线路工程(甘肃段)首次跨越作业顺利完成,为“甘电入浙”工程后续施工奠定了坚实基础。本
随着构建新型能源体系、新型电力系统及新型电网的不断推进,电力系统的结构形态、运行控制方式及规划建设与管理发生了根本性变革。这场变革不仅体现在技术创新上,还涉及能源结构的优化与电网管理的现代化。在构建新型能源体系中,“十五五”期间的大电网扮演着至关重要的角色,它不仅承上启下,连接着
当前,中国正着力构建清洁低碳、安全高效的新型能源体系。随着风、光等新能源装机规模和发电量比例的不断上升,其波动性、间歇性与电网安全之间的矛盾也日益凸显。近年来,抽水蓄能技术发展为这一难题提供了解决方案。20日,国际大坝委员会第28届大会暨第93届年会抽水蓄能电站发展与展望专题研讨会在成
近日,华昱欣、麦田能源、古瑞瓦特、安克创新Anker、正浩EcoFlow等国内外多家光储企业推出了阳台光储系列新品,抢滩欧洲阳台光储市场,再次引发业内关注。阳台光储赛道是分布式能源的新风口,它在2023年开始兴起,并在2024年迅速升温并火到今年。在家庭阳台、车库、庭院等场景,阳台光伏组件+微逆+微储
【2025年5月8日,德国慕尼黑】在一年一度的全球新能源盛会——Intersolar2025上,华昱欣携覆盖户用、工商业及地面电站场景的全系列产品强势回归,以“车规级安全”重新定义智慧能源应用品质,为全球用户带来更高标准的多元场景光储体验。安全无界:打造车规级安全储能体验华昱欣秉持着“五大极致”理念
近日从电气电子工程师学会(IEEE)标准协会获悉,由国网江苏省电力有限公司牵头编制的IEEE标准《直流标准信号源数字输出技术导则》获批立项。这是该公司自2021年立项IEEE标准《交流标准信号源数字输出技术导则》后,再次立项同领域的IEEE标准。直流标准信号源是数字化设备测试的“标尺”。当前,相关领
国网江苏省电力有限公司通过中长期交易落实全年跨区跨省电量,实现资源优化配置,最近,根据最新统计数据显示,2024年江苏净受入区外电量累计达1740亿千瓦时,创下历史新高,同比增长12.59%,确保区外电力资源能够顺利“送得进来、落得下去”,为未来江苏电力稳定供应奠定坚实基础。2024年,江苏用电负
近日,随着高强灌浆料注浆完成以及基础回填完毕,位于广东汕头濠江的国内首个风电临海试验基地—广东省风电临海试验基地3、4号测试机位正式竣工。本次2个新建测试机位计划于2025年正式投入使用,届时该基地服务风机检测能力将达到国际领先水平,单机测试容量将达到目前世界风电临海试验基地最大的24兆
北极星储能网获悉,12月24日,吉林省能源局印发《吉林省电动汽车充电站建设运营补贴实施细则(暂行)》(以下简称《细则》)的通知。对于高技术智慧充电站项目。《细则》指出,项目需满足利用充电站内部空间配建的自发自用分布式光伏设备,按照设备额定功率给予一次性建设补贴,标准为100元/千瓦。站内
“35kV僧念变电站2号主变保护屏显示正常。”12月12日,为确保电力系统的稳定运行,山西汾西供电公司组织工作人员对辖区内变电站站内直流设备、变电站站用电系统中的关键屏幕进行全面细致的巡视。变电站在电网运行中承担着重要的供电任务,为了全力备战即将到来的用电高峰期,确保用户温暖度冬电力可靠
日前从国网山西省电力公司了解到,截至2024年12月7日,作为晋电“下江南”特高压通道,雁门关—淮安±800千伏特高压直流输电工程(简称“雁淮直流”)2024年度累计输送电量达500.72亿千瓦时,这是雁淮直流年度累计输送电量首次突破500亿千瓦时。作为雁淮直流的起点,自2017年投运以来,雁门关换流站外
最近,“十四五”国家重点研发计划“光储直柔建筑直流配电系统关键技术研究与应用”项目组命名了一批“光储直柔示范工程”,国网江苏省电力有限公司江苏电科院科研实验大楼跻身国重项目示范工程之列,照亮了我国电力行业转型与建筑节能领域前行的道路,开启了意义非凡的新篇章。光储直柔建筑,绝非简单
11月14日,白鹤滩-浙江±800千伏特高压直流输电工程浙江段迎来投运后的首次年度检修,为即将到来的迎峰度冬及明年迎峰度夏电力供应做好充足准备。作为“十四五”期间我国首个开工的特高压直流工程,白浙特高压工程已“超长待机”16个月,投运至今累计向浙江输送电量超435亿千瓦时。该工程与灵绍、宾金
10月8日,在国网上海市电力公司电力科学研究院设备技术中心,科研人员探讨了基于高压扰动宽频监测技术的成套设备未来的应用场景,并与设备厂家沟通后续成果转化事宜。基于高压扰动宽频监测技术的成套设备由上海电科院牵头研制,2017年12月起挂网运行,目前已应用在多座特高压、超高压变电站中,为预警
北极星储能网讯:5月22日,上海市经济和信息化委员会《上海电力供应环境可持续性关键绩效指标报告(2024年度)》发布。其中指出,2024年,上海市需求响应管理平台签约高压用户4399户,注册负荷集成商45家,共计接入可调节负荷398.25万千瓦,同比增长28%;用户覆盖工业、商业楼宇、电动汽车、铁塔基站、
在全球积极应对气候变化,努力实现碳减排目标的时代背景下,为生动诠释着“践行绿色使命,点亮低碳未来”的坚定信念,国网江苏省电力有限公司大规模推进设备气体改造,决定将超1万吨六氟化硫气体更换为混合气体,以提升电网运行的绿色低碳水平,为全社会树立起绿色发展的光辉典范。六氟化硫气体因其电
记者从国网江苏省电力有限公司获悉,江苏将在2025年加大电力设备更新改造力度,开展大规模电力设备气体更新,超1万吨六氟化硫将被替换,助力电力保障和节能减排。推动设备更新是促进投资和消费的重要举措之一,与一般固体设备更新不同,气体更新改造并不常见。六氟化硫气体因其电绝缘性和灭弧特性,在
近日,广西南宁220千伏创新变电站投运,目前南宁供电局在南宁市投产的220千伏变电站达25座,110千伏变电站达105座,累计建成投产变电站130座。此次投运的变电站变电容量为480兆伏安,将进一步增强南宁市五象新区文旅片区、龙岗片区及玉洞东片区东北部区域的供电能力,满足片区高速发展的供电需求。据悉
“今年我们将持续推进混合气体应用,完成9座110千伏变电站共66个间隔的混气改造工作。”7日,国网甘肃电科院“电博士”创新团队成员陈宏刚正与团队敲定2025年GIS设备混合气体改造计划。据了解,六氟化硫气体是一种温室气体,由于具有卓越的电气绝缘性能和灭弧能力,作为良好的绝缘介质被广泛应用于电气
日前,由南方电网广东广州供电局牵头研制的全球首台252千伏单断口真空环保断路器在广州供电局220千伏芳村变电站成功投运。这标志着全国产252千伏真空环保开关已率先进入实用化阶段,将进一步巩固我国在高压真空开关领域的优势地位。传统高压开关所使用的六氟化硫气体温室效应是二氧化碳的两万多倍。真
11月25凌晨,国内首条220千伏混合气体三相共箱气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)——南京晓铁220千伏混合气体三相共箱GIL在江苏南京投运。线路位于南京市燕子矶新城,总长1.15千米,电流输送能力是同电压等级电缆线路的1.5倍。线路创新采用了六氟化硫和氮气的混合气体三相共箱设计,大幅节约了地下管廊
近日获悉,10月份以来,由中国电力科学研究院有限公司牵头研制的高灵敏六氟化硫气体组分检测装置已在国家电网有限公司5座超高压、特高压变电站的气体绝缘全封闭组合电器(GIS)带电检测中应用,实现了GIS内部痕量气体组分的检测分析。该装置在应用过程中性能稳定,达到了预期使用效果。GIS是全封闭结构
11月11日,位于武汉市东湖新技术开发区科学岛片区港湾路北侧的全国最大规模110千伏“零碳”智慧变电站——由国网武汉供电公司既济集团武汉华源电力设计院EPC总承包的武汉庆云110千伏“零碳”变电站成功投运。该工程从开工到投产历时九个月,全寿命周期预计减少碳排放约34000吨。与常规变电站不同的是,
8月19日,国网重庆市南供电公司茶园集控站员工对金家岩220千伏变电站开展远程智能巡视时,发现220千伏巴金北252断路器六氟化硫气体压力偏低,并立即组织特巡,监测其压力值变化趋势,核实该断路器六氟化硫气体存在缓慢泄漏的严重缺陷。随后,该公司开展检漏补气,消除了断路器运行隐患。2023年6月以来
最近,由盐城供电海翔电气公司承接的宿迁晓店110千伏变电站改造工程项目中母线、隔离开关、接地开关等13个气室GIS混合气体充入完成并通过检测。这是该区域首次将混合气体GIS设备应用于110千伏变电站。我们知道,GIS设备有着占地面积小、可靠性高、安全性强、维护工作量小的优点,其气室一般采用电负性
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!