Pada tanggal 14 Oktober, perumahan komposit dengan arester oksida logam celah seri untuk saluran transmisi ± 1100 kV yang dikembangkan bersama oleh State Grid Anhui Electric Power Co., Ltd. dan Institut Penelitian Tenaga Listrik Jaringan Negara Wuhan Nanrui Co., Ltd. dipasang di 3-dasar menara besi bagian Anhui di Jalur Jiquan. Instalasi dan commissioning telah selesai dan secara resmi dioperasikan.
Ringkas hukum aktivitas petir dan nilai risiko kerusakan petir
Pada akhir tahun 2018, jalur transmisi Jiquan UHV ± 1100 kV dari Stasiun Konverter Zhundong (Changji) di Xinjiang dan berakhir di Stasiun Konverter Xuancheng (Guquan) di Anhui telah dioperasikan. Jalur tersebut melewati enam provinsi termasuk Xinjiang, Gansu dan Anhui, dengan total panjang 3.304,7 kilometer.
"Mengingat pentingnya Jalur Jiquan, sebelum jalur tersebut dioperasikan, kami mempelajari langkah-langkah proteksi petir dari jalur tersebut di bawah organisasi Departemen Peralatan Jaringan Negara." Wei Min, direktur Departemen Transmisi dari Departemen Peralatan Tenaga Listrik Anhui dari Jaringan Negara, memperkenalkan, "Selain mengambil langkah-langkah proteksi petir seperti mengurangi hambatan pentanahan menara, kami telah melakukan penelitian dan pengembangan ± Penangkal petir 1100 kV. Karena peralatan ini digunakan di jalur transmisi tegangan tertinggi di dunia, tidak ada referensi untuk pekerjaan proteksi petir yang relevan, dan pekerjaan penelitian menghadapi banyak kesulitan."
Pada Januari 2019, Institut Penelitian Tenaga Listrik Anhui bergabung dengan Wuhan NARI Co., Ltd., Global Energy Internet Research Institute Co., Ltd., Universitas Tsinghua, dll., untuk membentuk tim proyek, mulai dari karakteristik proteksi petir ± 1100 kV saluran transmisi, penelitian dan pengembangan dan penerapan arester, serta pengembangan dan penerapan arester. Mulailah dengan pengembangan dan penerapan perangkat dan platform pemantauan online cerdas untuk melakukan penelitian proteksi petir.
“Penangkal petir dapat melindungi peralatan pada saluran transmisi dari tegangan lebih petir. Pada langkah pertama, kami menganalisis secara statistik aktivitas petir di area sepanjang Jalur Jiquan ± 1100 kV, merangkum aturan aktivitas petir, dan melakukan penilaian ancaman dan risiko petir di seluruh garis." kata Liu Jing.
Tim proyek menghitung jenis menara, jarak roda gigi, tinggi menara menara dasar 6079 di sepanjang Jalur Jiquan, serta topografi, tipe iklim, dan ketinggian area tempat menara berada. Parameter petir seperti ground flash density dan amplitudo arus petir dari masing-masing menara dasar; dengan mempertimbangkan pengaruh tegangan operasi ± 1100 kV, analisis tegangan pengenal arester, tegangan sisa impuls petir dan parameter arester lainnya; mempelajari proses transien arester dari satu keadaan stabil ke keadaan stabil lainnya di bawah posisi pemasangan yang berbeda, amplitudo arus petir yang berbeda, dan berbagai tegangan lebih tipikal.
Melalui serangkaian penelitian, tim proyek secara akurat memahami hukum distribusi risiko petir dan dampak petir di sepanjang Jalur Jiquan ± 1100 kV, dan akhirnya memastikan bahwa menara dengan risiko petir lebih tinggi terutama terkonsentrasi di bagian Anhui, bagian Henan, dan bagian Shaanxi. Ada 3 menara besi di Kota Wuhu, Provinsi Anhui yang terletak di bagian dengan kerapatan semburan tanah terbesar di seluruh jalur, dan risiko petir dari 2 menara besi mencapai tingkat D tertinggi.
"Kelas D berarti kerapatan kilatan tanah lebih besar dari 7,98 kali/(kilometer persegi · tahun), dan aktivitas petir adalah yang terkuat." Liu Jing berkata, "Hanya dengan menerapkan sistem proteksi petir yang andal dan memasang penangkal petir dengan kinerja yang sangat baik, kami dapat mengurangi risiko kerusakan petir pada saluran dan memastikan pengoperasian jaringan listrik yang aman dan stabil."
Mengatasi masalah satu per satu dan berhasil mengembangkan arester saluran transmisi ± 1100 kV
Pada Januari 2020, berdasarkan hasil penilaian ancaman petir dan risiko dari seluruh jalur Jiquan ± 1100 kV, tim proyek mulai mengembangkan jaket komposit dengan arester oksida logam celah seri untuk jalur transmisi ± 1100 kV.
Tanpa mempertimbangkan perbedaan spasial dan temporal aktivitas petir, ketika konduktor positif dan negatif dari saluran transmisi HVDC disambar petir, akan terjadi fenomena bahwa satu polaritas lebih terkikis daripada polaritas lainnya, yaitu efek polaritas tegangan. saluran transmisi HVDC. Efek polaritas tegangan akan menyebabkan laju kilatan petir dari konduktor positif tetap tinggi, mengakibatkan kegagalan pergantian tunggal atau kegagalan pergantian terus menerus dari saluran transmisi. Ini adalah masalah pertama yang perlu dipecahkan oleh tim proyek selama proses penelitian dan pengembangan. Tim proyek melakukan penelitian pada sistem transmisi HVDC, dan mengusulkan langkah-langkah seperti menyesuaikan modulator sinkron, menyesuaikan sudut mati dari pengontrol sudut mati tetap sesuai dengan karakteristik kesalahan, dan mengurangi sudut pemicu dari konverter sisi inverter untuk menekan kegagalan pergantian.
Komponen terpenting di dalam arester adalah lembaran resistor. Saluran transmisi ± 1100 kV memiliki persyaratan yang lebih tinggi untuk parameter seperti tegangan pengenal arester, tegangan referensi DC, dan tegangan sisa impuls petir arester daripada saluran transmisi ± 800 kV. Oleh karena itu, arester yang dipasang pada saluran transmisi ± 1100 kV membutuhkan lembaran resistor oksida seng dengan kapasitas yang lebih besar, tegangan sisa yang lebih rendah dan stabilitas impak yang lebih kuat. Tim proyek mengulangi pengujian untuk menyesuaikan berat jenis seng oksida dan aditif lainnya di lembar resistor, dan akhirnya mengembangkan lembar resistor dengan karakteristik kapasitas besar, ukuran kecil, dan tegangan sisa rendah. "Tinggi resistor ini 4,4 persen lebih rendah dari resistor arester ± 800 kV, kapasitasnya 11,3 persen lebih besar, dan rasio tegangan sisa juga jauh lebih rendah daripada resistor arester ± 800 kV." Kata Liu Jing .
Jalur Jiquan ± 1100 kV sebagian besar terletak di daerah pegunungan dan perbukitan dan mudah dipengaruhi oleh kelembaban. Ketika tim proyek mengembangkan jaket komposit karet silikon arester, formula karet silikon dan aditif ditingkatkan untuk memastikan bahwa resistor internal arester yang telah ditempatkan di alam liar untuk waktu yang lama tidak lembab dan tidak memburuk.
Pada Januari 2021, arester oksida logam selubung komposit domestik pertama dengan celah seri untuk saluran transmisi ± 1100 kV diluncurkan dari jalur produksi di Wuhan dan lulus uji.
Pada bulan Agustus tahun ini, Departemen Peralatan Jaringan Negara mengorganisir para ahli untuk meninjau rencana pelaksanaan praktik arester. Para ahli sepakat bahwa badan arester memiliki kinerja yang sangat baik, dapat bertindak cepat di bawah tegangan lebih petir, melepaskan energi petir, dan mencegah kerusakan celah udara antara kawat dan menara atau tali isolator. Ini memiliki kinerja penangkal petir yang baik untuk saluran transmisi ± 1100 kV dan dapat dihubungkan ke jaringan untuk latihan berjalan.
Pilih skema pemasangan yang optimal, penangkal petir yang menggantung operasi percobaan jaringan
Setelah 10 hari kerja keras oleh lebih dari 20 personel konstruksi, pada tanggal 14 Oktober tahun ini, jaket komposit dengan arester oksida logam celah seri untuk saluran transmisi ± 1100 kV dipasang pada 3-menara besi dasar di bagian Anhui dari Jalur Jiquan ± 1100 kV.
Arester ini tingginya 11 meter dan beratnya sekitar 1 ton. Untuk memasangnya dengan kuat pada braket menara lebih dari 40 meter dari tanah, perlu untuk mempertimbangkan tekanan angin samping yang dikenakan untuk memastikan stabilitas setelah pemasangan. Selain itu, personel konstruksi harus secara akurat mengontrol jarak celah udara antara arester dan kawat sebesar 2450 mm, yang memungkinkan kesalahan hanya ± 50 mm.
Sebelum pemasangan, tim proyek, pabrikan, dan personel konstruksi berulang kali membahas dan mengusulkan tiga solusi pemasangan, yaitu pemasangan menara arester, pemasangan gantung, pemasangan braket penyangga, dan penggunaan rangkaian insulator komposit untuk perkuatan.
"Rencana pertama mahal, rencana kedua perlu memperkuat struktur menara besi, dan perlu melewati kawat selama pemasangan, yang sulit dibangun." Liu Jing memperkenalkan, "Dalam rencana ketiga, braket penopang dihubungkan ke bahan utama menara besi, dan menara besi memiliki kekuatan kecil dan keamanan tinggi; tidak perlu melewati kabel untuk memasang, dan konstruksi sulit; posisi pemasangannya rendah, dan pemuatan, pembongkaran, dan perawatannya nyaman." Akhirnya, rencana pemasangan ketiga disetujui oleh para ahli.
Untuk memantau status pengoperasian arester dan memverifikasi efek aplikasi arester, tim proyek juga mengembangkan perangkat pemantauan online cerdas untuk men-debug dan mengakses perangkat saat memasang arester. Di masa depan, para profesional dari Institut Penelitian Tenaga Listrik Anhui akan menggunakan perangkat untuk memantau status pengoperasian arester, memperoleh informasi seperti waktu pengoperasian arester, jumlah sambaran petir, parameter arus petir, dan bentuk gelombang selama sambaran petir garis, mengumpulkan data operasi arester, dan memberikan dukungan data untuk analisis selanjutnya dari efek operasi arester.