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技術文章 | Technical articles
在廣東陽江，三山島工程陸上關鍵線路江門段施工現場，工程車輛往來穿梭，巨型吊臂如鋼鐵巨擘起起落落，施工正緊鑼密鼓地推進。
這一工程是的第1個±500千伏海上風電海陸一體、超遠距離的柔性直流輸電工程，它將實行一種新型的海上風電輸電方案，經濟高效地破解千萬千瓦級海上風電開發送出瓶頸。
同樣是遠距離海上風電輸送，三山島工程的新型輸電方案主要“新"在哪?“我們在國內第1次提出的‘超大規模海陸一體柔性直流協同輸電技術’。"
當前，我國現有大規模海上風電開發普遍采用“海上換流站+直流海纜+陸上換流站+交流架空線"的模式,將風電輸送至陸上負荷中心。海上風電送出工程各投資主體各自開展前期工作，容量相似、布局接近的海上風電廠項目采用多種輸電方式、多電壓等級送出。
專業人士坦言，在近海、小規模海上風電時期，這種模式是第1選。但是，隨著海上風電送出規模持續增長，各種潛在問題便與日俱增。
“陸上換流站重復建設、交流輸電走廊占用土地資源大、負荷中心短路電流超標等問題日益突出，千萬千瓦級海上風電基地的規模化開發需求難以得到滿足。"
于是，自2018年開始，南網科研院持續開展技術攻關，研制了國內第1套緊湊型柔性直流換流閥子模塊和閥塔物理樣機，開創性提出66千伏無升壓站的千兆瓦級風機直接匯集組網方案，并提出“超大規模海陸一體柔性直流協同輸電技術"。
“該技術實現了海上與陸上輸電環節的全柔直化，大規模風電通過‘海上換流站+直流海纜+陸上直流架空線’直達負荷中心。"鄒常躍向記者解釋。區別于我國現有大規模海上風電開發普遍采用的方案，三山島工程不需要在登陸點建設大量換流站，也不需要在輸電通道上新建大量交流架空線，而是通過陸上直流架空線將海上風電輸送至負荷中心。“這就大大緩解了廣東沿海城市海岸線土地資源和輸電通道的緊張。"
三山島工程的風電匯集規模相比世界很高水平將再提升200%，國土空間資源利用率提升100%，輸電成本降低15%，破解了城市中心輸電走廊無法支撐沿海千萬千瓦級海上風電開發的瓶頸，同時提升了受端電網無功支撐能力、緩解了短路電流超標問題。
一、概述（LYDZJ電力市場需求“變壓器油真空濾油車"使用注意事項，使用方法）
為適應電力維修部門現場檢修各類高低壓帶油設備的需要，我們參考日本加藤公司和德國西門子公司的技術，嚴格執行國家標準以DL/T521－93－2002真空凈油機使用導則為指導，設計具有體積小，比例重量輕、移動方便、噪聲低、連續工作時間長，性能穩定，操作方便等特點，是各電廠、電站、變電所、電器制造廠、工礦企業過濾變壓器油、透平油、40℃以下機油、液壓油、潤滑油，機油，等等多種油液中的水份、氣體和雜質的理想設備。
二、主要用途（LYDZJ電力市場需求“變壓器油真空濾油車"使用注意事項，使用方法）
1、本機可用于各類油浸變壓器、油浸電流、電壓互感器及少油繼路器，進行現場濾油及補油。
2、本機可用于對上述設備進行現場熱油循環干燥，尤其是對油浸電流、電壓互感器及少油斷路器的熱油循環干燥更為有效。
3、本機可用于對密封油浸設備進行現場真空注油和補油及設備抽真空。
4、本機還可以用于對輕度變質的變壓器油進行再生凈化，使其性能達到合格油標準。
三、主要特點（LYDZJ電力市場需求“變壓器油真空濾油車"使用注意事項，使用方法）
本機與國際國內的同類產品相比較有如下特點；
1、體積小、重量輕，是同類產品重量的二分之一。
2、改進*了油氣分離的設計。利用真空進油，裝設了管狀旋轉噴油器，減少了阻力，回旋速度快，增加了油氣分離效果。
4、根據用戶的需要，凈油器部分的過濾介質由特制精濾芯為過濾介質，特制精濾芯為無紡密紙做成，當發現過濾慢時只需剝掉外面一層無紡密紙即可。
多能，這是本機的一個重要特點。由于本機在現場使用，并利用原來的帶油設備做儲油罐，使熱油循環本機與設備之間，這樣便使濾油、再生、熱油循環干燥三種功能同時進行，省工、省時、確為一舉三得。
四、工作原理（LYDZJ電力市場需求“變壓器油真空濾油車"使用注意事項，使用方法）
真空凈油機是根據水和油的沸點不同而設計的，它由真空加熱罐、精濾器、冷凝器、初濾器、水箱、真空泵、排油泵以及電氣柜組成。真空泵將與真空罐內的空氣抽出形成真空，外界油液在大氣壓的作用下，油經過入口管道進初濾器消除較大的顆粒，然后進入加熱罐內，經過加熱到40－75℃的油通過自動油漂閥，此閥是自動控制進入真空罐內的油量進出平衡。經過加熱后的油液通過噴翼飛快旋轉將油分離成半霧狀，油中的水份急速蒸發成水蒸氣并連續被真空泵吸入冷凝器內，進入冷凝器內的水氣經冷卻后再返原成水放出。在真空加熱罐內的油液，被排油泵排入精濾器通過濾濾芯將微粒雜質過濾出來。從而完成真空濾油車迅速除去油中雜質、水份、氣體的全過程，使潔凈的油從出口處排出機外。
五、使用說明（LYDZJ電力市場需求“變壓器油真空濾油車"使用注意事項，使用方法）
連接好進出油管油路，接通380V，接好地線，檢查各電路是否連接可靠，各油路閥門是否打開，準備無缺后再進行操作程序；點動真空泵，使泵內的油能正常運行，再使真空泵連續運轉。當真空表面達到表定時，可打開進油閥，直至真空缸內下視窗看見油面時，即啟動排油泵開關，開始排油過濾雜質，油路正常循環，打開加熱器開關，揮發油中水份，如果油中水份較多時，真空缸內油沫會增高，此時必須打開放氣閥控制適應的真空度，待水份減少、油下降后關閉放氣閥，使真空度達到極限。此時要注意各儀表的反應，如果壓力表讀數大于0.3MPA時，說明濾油器內濾芯表層雜質太多，需要去掉表層濾紙即可，工作完畢后，參看原理示意圖，打開放氣閥使真空度達到正常大氣壓，排完缸內的油，剩下的油從放油閥放出，防止下次使用時，混入不同型號的油中。
六、技術標準；
性能及參數 | 參數選型列表 | |||||||||||||||||||||
LYDZJ 3000 | LYDZJ 4800 | LYDZJ 6000 | LYDZJ 7500 | LYDZJ 9000 | LYDZJ 12000 | LYDZJ 18000 | LYDZJ 30000 | LYDZJ 60000 | ||||||||||||||
工作 參數 | 擊穿電壓KV | ≥100 | ≥120 | |||||||||||||||||||
流量L/MIN | ≥3000 | ≥ 4800 | ≥6000 | ≥7500 | ≥9000 | ≥12000 | ≥18000 | ≥30000 | ≥60000 | |||||||||||||
真空度 | 極限（表計）pa | ≤100 | ||||||||||||||||||||
工作（表計）pa | ≤400 | |||||||||||||||||||||
工作壓力（mpa） | ≤0.35 | |||||||||||||||||||||
工作噪音（db） | ≤100 | ≤150 | ≤200 | |||||||||||||||||||
含水量mg/㎏ | ≤7 | |||||||||||||||||||||
含氣量％ | ≤0.3 | |||||||||||||||||||||
清潔度NAS | ≤8 | |||||||||||||||||||||
B值 | ≥6 | |||||||||||||||||||||
色級度 | ≥3 | |||||||||||||||||||||
過濾精度um | 0.5—0.8 | |||||||||||||||||||||
電加熱功率KW | 50 | 60 | 75 | 95 | 110 | 150 | 180 | 360 | 600 | |||||||||||||
總功率KW | 70 | 80 | 100 | 120 | 150 | 300 | 320 | 480 | 750 | |||||||||||||
電源電壓V | 380V | |||||||||||||||||||||
進出口徑 | G3/4〃 | G1〃 | G1.25〃 | G1.5〃 | ||||||||||||||||||
油溫范圍 | 40℃－75℃ | |||||||||||||||||||||
平均沒故障工作時間 | h≥5000 | |||||||||||||||||||||
連續工作時間 | h≥200 | |||||||||||||||||||||
凈油機重量（㎏） | 300 | 380 | 480 | 620 | 750 | 900 | 1200 | 1600 | 2000 | |||||||||||||
三山島工程提出的新型海上風電輸電方案必然經過多輪論證，但是在實際落地的過程中依然會帶來很多新的挑戰，比如，直流架空線故障穿越的難題。
針對此難題，南網科研院研究團隊第1次提出無直流斷路器、無集中耗能裝置技術方案。“因為在昆柳龍直流已經驗證了柔性直流架空線路故障自清理功能的可靠性，所以不依賴直流斷路器實現直流故障穿越，我們有一定的經驗。"
不過，新的挑戰依然存在。與昆柳龍直流工程主要采用網對網輸送模式、送端有電網承擔盈余功率不同，在三山島項目中，由于海上風機都是獨立的，一旦陸上電網側發生故障，海上風機功率調節速度過慢，就可能導致直流海纜能量堆積、電壓升高，造成設備損壞和系統停運。
所以三山島工程不能只考慮清除故障，還需要解決與風機協同及盈余功率等問題。“對于這一問題，以往有企業考慮采用直流耗能裝置+直流斷路器的方案，但大多因直流斷路器體重大、成本高而被放棄。"南網科研院研究直流所技術總監介紹，三山島海上風電柔直工程推出了無直流斷路器、無集中耗能裝置的創新技術方案，“其核心是借助風機全功率變流器自帶的耗能裝置，實現盈余功率的分散式就地耗散，充分發揮每個風機自身具備的耗能能力，配合電網進行協調。"
但是，新的問題又出現了——無直流斷路器、無集中耗能裝置的方案對通訊速度的要求很高。
正常來說，一次協調指令的傳遞需要600毫秒，但是如果線路發生故障，風機的盈余能量會在10毫秒以內讓柔直閥過壓跳閘，再加上故障檢測等時間，最終留給協調的時間只有——1毫秒。
科學研究往往如此，當提出一個解題方案，就會引出另一個新問題，科研人員又需要提出另一個解題方案。
此次科研團隊的解題方案是：利用低成本的專用通訊裝置，實現柔直與風機的快速協同。“我們設置了光纖傳輸的專網通訊網絡，和幾百臺風機直接聯通進行指令下達，把協調的時間控制在1毫秒內。"鄒常躍說，他們已在廣東臨海風電試驗基地開展了快速調用風機耗能裝置的模擬試驗，結果顯示“大約0.6毫秒就能完成協調"，這有力地驗證了該技術方案的可行性。
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