普吉变电站超导电力设备运行分析

普吉变电站超导电力设备运行分析

任安林;田密;字美荣;崔继斌

【摘要】The 35kV/121MVA superconductor cable and 35kV/90MVA superconductor fault current limiter at Yunnan Puji substation of southern china power grid have put into operation more than 8 years and 4 years respectively.A lot of operation data and experience have been accumulated.After several years operation and long-term monitoring,the main electric parameters of superconductor cable are the stable as the first,such as DC resistance,insulation etc.Except the individual parameter is not the same as the original design,the main thermal parameters have been working consistently,the cooling system is basically normal for a long time.The open cooling system is designed for the superconductor fault current limiter,and the operation parameters and liquid nitrogen consumption are the same as designed.Because the liquid nitrogen cooling system and demonstration stage,the reliability of prototype model of superconductor power equipment is lower.Maintenance experience proves that the reliability of cooling system and the optimization of the whole system are the main aspects to determine the reliability of the HTS power devices.Data of operation,test and maintenance of the two sets of HTS power equipment are reported and analyzed in this article.It will provide important reference for the research and application of HTS power equipment.%云南普吉变电站运行着中国首条实用化的超导电缆和目前世界上容量最大的超导限流器,挂网运行分别已经达8年和4年,积累了丰富的运行数据和经

验。超导电缆多年的运行证明,其本体的直流电阻、绝缘等电气参数比较稳定,冷却

系统运行基本稳定,各项非电气参数中除个别值与最初设定的有所不同外,其他均按

最初的设计值长期运行。超导限流器为开式制冷,系统运行参数和液氮消耗等与设

计一致。超导电力设备由于低温冷却系统的存在以及还处于研究示范阶段,故障率

略高。检修维护经验证明,冷却系统的可靠性和系统设计的优化是决定超导电力设

备可靠性的两个主要方面。本文对这两套超导电力设备的运行、试验和维护等数据进行的统计和分析,为后续超导电力设备的研发和应用提供了较好的借鉴参考意义。【期刊名称】《电工技术学报》

【年(卷),期】2012(027)010

【总页数】5页(P86-90)

【关键词】超导电缆;超导限流器;运行;测试;分析

【作者】任安林;田密;字美荣;崔继斌

【作者单位】北京云电英纳超导电缆有限公司,北京100176;北京云电英纳超导电

缆有限公司,北京100176;云南电网公司昆明供电局,昆明650011;北京云电英纳超导电缆有限公司,北京100176

【正文语种】中文

【中图分类】TK012

1 引言

高温超导体从1986年发现以来，因之能在液氮气化温度下（77K）实现超导，就此使超导设备的工业化应用成为可能。以美国、欧洲、日本、韩国等为首的工业发

达国家和地区，更是制订了长远的发展超导技术的计划。中国在超导电力应用方面也进行了积极的探索，通过关键技术研发，建设了多个示范工程项目。

中国第一组实用型35kV/2kA超导电缆系统自2004年4月在云南昆明市普吉变

电站投入运行以来[1]，经受了各种运行工况的考验，是目前世界上输电量最多、

运行时间最长的超导电缆。2007年12月，同样由北京云电英纳超导电缆有限公

司牵头研发的35kV/90MVA饱和铁心型超导限流在普吉变电站实现挂网运行[2]，是目前世界上挂网运行的电压等级最高、容量最大的超导限流器。

2 超导电力设备的运行状况

云南昆明普吉超导电缆系统与变电站原2#变压器35kV出口线路并行，安装于

372#和373#断路器之间，正常运行时取代原有变压器出口母线，对35kV沙郎线、普冶线、铜厂1、2、3回线、富民线、团钢线、电化厂线和平玻1、2回线等线路进行供电。

35kV三相饱和铁心型超导限流器安装于普吉变电站沙朗线的出口上，位于374#

和375#断路器之间，并接于原341#断路器两端，限流器挂网正常运行时断开原

有341#断路器。

图1为超导电缆和超导限流器的一次系统接线图[2,3]。

2.1 超导电缆

35kV/2kA超导电缆系统由超导电缆本体、终端、制冷系统、监控保护系统四部分组成。系统运行监控的主要电气指标有：电压（I段、II段母线）、电流、输电量，非电气指标有：液氮温度、压力和流量[4]。2004年4月19日，该超导电缆正式并网试运行。

为了测试超导电缆的输电性能，初期试运行时，将三台主变接入了该回路，但由于变电站自身容量所限，超导电缆最高试运行电流为1 620A，长时间运行的连续电流维持在约1 450A[5]。并网试运行结束后，超导电缆按照调度命令正常运行送电，