2.3 363/550kV单断口罐式SF6断路器
一、技术原理与特点高压断路器是变电站中重要的电力设备，具有完善的灭弧结构和足够的断流能力。当系统发生故障时，高压断路器与继电保护相配合，能迅速切断故障电流，以防止事故范围扩大。对于363/550kV罐式断路器而言，根据其灭弧室结构设计主要分为两个流派，以ABB为代表的欧洲公司采取多断口设计，以日立、三菱为代表的日本公司采取单断口设计。单断口断路器采用单断口、元件组合式结构，开断性能优异，通流能力强，机械可靠性高，绝缘性能高。其技术特点主要包括：（1）采用单断口灭弧室结构设计，开断性能优异，通流能力强，机械可靠性高，无需并联电容等。363/550kV罐式六氟化硫断路器为单断口水平布置，采用成熟的压气式灭弧原理，额定短路开断电流可达到63kA，额定通流为5000A，温升试验电流达到5500A；机械寿命10000次。（2）占地面积小，现场安装周期短，运输方便。由于采用元件组合式结构，现场仅需要将套管与罐体进行对接，施工周期短。
（3）使用安全。罐式断路器的导电部分通过外壳屏蔽，无线电干扰小，采用金属外壳，接地性能良好。（4）抗震性能高。罐式断路器设备结构紧凑、重心低、与地面接触面积大，相比瓷柱式断路器具有更强的抗震性能。
目前，日本的三菱、日立和东芝公司具有550kV单断口罐式断路器的设计、生产制造经验，且拥有近千台的现场运行经验，产品技术较为成熟。国内西开、平高和新东北公司具备生产制造363kV单断口罐式断路器的能力，且与常规252kV单断口罐式断路器相比改动不大，较易实现升级推广。对于550kV单断口罐式断路器，只有西开和平高拥有成型产品，其额定短路开断电流水平为50kA，但运行时间较短、运行维护经验较少，平高只有5台产品在内蒙京海变挂网运行，而西开曾有1台在湖北咸宁变运行时发生灭弧室断口击穿放电，整体技术尚不太成熟。
二、适用地点和条件
363kV/550kV单断口罐式断路器适用于各类330kV及以上变电站。尤其是西北、东北等低温地区和地震多发区。在高寒地区的适应性能还有待检验。
该类产品整体技术含量较高，其产品结构和使用特点对现场运行维护、检修试验人员的技术水平提出较高的要求，因此推广过程中须不断加强相关人员的技能培训。
363kV/550kV单断口罐式断路器制造工艺较为复杂，部分元件技术参数要求较高，需要制定更加严格的生产制造标准，规范制造、装配的各个环节，若质量控制手段不够完善，则可能造成绝缘事故隐患，危害性巨大。
三、示范应用计划
2011～2012年，可适时在在低温、台风、地震等地区的330kV、500kV变电站开展试点应用和挂网运行。且应遵循试点先行，逐步推广原则，速度不宜过快。
2013～2014年，在技术力量较强的网省公司开始逐步扩大试点应用范围。
2015年后，在公司系统实现全面推广。
四、责任部门
基建部、生产技术部、物资部
2.4 220kV高阻抗电力变压器
一、技术原理与特点随着电网规模不断增大，电力系统短路电流水平日益提高，以至于达到断路器遮断电流的极限水平，采用高阻抗变压器是解决该问题的有效途径之一。与一般电力变压器相比，高阻抗电力变压器可在电网发生短路故障时，限制电网短路容量，降低短路电流水平，提高电网的可靠性，同时还可以降低线路开关等电气设备的开断容量。高阻抗变压器已逐步应用于电网，型式多样，主要通过如下三种结构来实现：
（1）分裂绕组。该结构将高压或中压绕组的一部分匝数分裂出来在结构上形成单独的绕组。（2）内置电抗器。该结构在低压绕组的尾端串联空心电抗器，增大了低压绕组的感抗，电抗器置于变压器内部。（3）高压内置。该结构高压绕组紧靠铁心布置。
高阻抗电力变压器具有以下特点：
（1）分裂绕组型：绝缘结构比较复杂，极限分接阻抗波动大，造价高，负载损耗高，运行不经济。（2）内置电抗器型：结构简单，阻抗范围很宽，极限分接阻抗波动小。造价较低，损耗低，制造、运行都比较经济。（3）高压内置型：结构比较简单，极限分接阻抗波动大，造价较低，损耗低，运行比较经济。另外，高阻抗电力变压器降低了损耗，节约了能源消耗，较大幅度减小了铜、变压器油等资源的消耗，满足节能、环保、低碳的要求，具有良好的社会效益。
从变压器行业角度来看，三种结构的高阻抗变压器均已得到应用。2000年以前，高阻抗变压器以分裂绕组结构居多。近年来，随着串抗技术、绝缘技术的成熟与推广，国内各大制造厂以及一些合资企业，均在设计制造内置电抗器或高压内置高阻抗变压器。在国外，内置电抗器结构的高阻抗变压器在欧美各国得到了广泛的应用；近2年来，高压内置结构的高阻抗变压器也逐渐增多。在国内，内置电抗器结构和高压内置结构的高阻抗变压器已经在电网中占据了一席之地。
二、适用地点与条件
220kV高阻抗变压器适用于220kV变电站对阻抗要求较高的场合，可实现的阻抗调节范围是30%～80%左右。分裂绕组结构适用于变电站扩建时，与同结构的变压器并联运行。内置电抗器结构适用于新建变电站，或与同结构的变压器并联运行。高压内置结构适用于新建变电站，或与同结构及分裂绕组的变压器并联运行。
不同结构型式的变压器可以实现额定分接的阻抗，但极限分接阻抗波动幅度不同，在选用高阻抗变压器时，要特别注意极限分接阻抗的偏差值。
三、示范应用计划
2011年起，在公司系统内试点应用内置电抗器结构或高压内置结构的高阻抗变压器；对现有分裂绕组结构的高阻抗变压器进行改造，逐步退出运行。
（1）对于新建变电站，优先选用内置电抗器或高压内置结构的高阻抗变压器。在后续扩建时选用相同型式的高阻抗变压器。
（2）对扩建变电站，即有并联需求的变电站，除考虑控制主分接阻抗的偏差外，尤其要注意控制极限分接的阻抗偏差。
四、责任部门
基建部、生产技术部、物资部
2.5光学电流互感器
一、技术原理与特点光学电流互感器是基于磁光法拉第效应和安培全电流定律，以光学玻璃和（或）光纤为传感和传输介质的一种电流测量设备，包括磁光玻璃和全光纤两种型式，通过检测由电流形成的环形磁场引起的、在同一条光路中传输的偏振光的偏转角或相位差变化，来间接地测量待测电流值大小。光学电流互感器在二次侧采用了方波调制技术、数字阶梯波反馈技术、奇数倍频调制解调技术、多闭环控制技术以及SLD光源恒流和温控技术等关键技术，并且由于发生干涉的两束相干偏振光完全同光路，从而成功解决了电流互感器精度、带宽、抗干扰、相位延迟及长期运行稳定性等问题，具有测量准确化、绝缘安全化、输出数字化等优点。光学电流互感器系统无油、无气，对人体无危害，对环境无污染，满足节能、低碳要求；采用闭环信号处理技术，精度高、检测灵敏度好、系统测量范围大；系统体积小、重量轻、绝缘结构简单，使用和维护成本低；制造成本受电压等级影响不大；安装方便，不需要现场校准；输出直接为数字量，方便于数字化变电站的建设。
光学电流互感器系统具有以下技术特点：
（1）绝缘方式简单、安全性高：光学电流互感器采用光纤传输方式，一次与二次回路在电气上完全隔离，无爆炸危险，无二次侧开路高压危险。
（2）动态测量范围大：光学电流互感器不包含铁芯，无磁饱和问题，可在1A～63kA的大动态范围内实现准确测量。
（3）频带范围宽：光学电流互感器避免了铁磁谐振问题，暂态性能突出，可测量从直流到100次谐波(5kHz)电流。
国内的光学电流互感器，有北京许继电力光学技术有限公司、国电南瑞科技股份有限公司、中国电力科学研究院、国网电力科学研究院等单位研制的产品已通过型式鉴定试验，产品性能指标满足IEC60044-8标准的0.2S级，具体如下：
额定电压等级：取决于传感单元绝缘结构
额定一次电流：200～5000A
准确级：测量0.2S级；保护5P
测量范围：0.5～100kA
工作温度：-40～60℃
带宽：大于6kHz
供电电源额定电压：DC110V或220V
二次输出接口：RS485/422/232，或以太网(按要求配置)
光学电流互感器在国内110kV～750kV电压等级的多个试点智能变电站中得到了应用：新疆安宁渠110kV全站、上海世博蒙自变110kV全站、长沙金南变110kV智能站、辽宁大石桥220kV全站、无锡西泾变220kV站、500kV苏州玉山变、750kV延安变等。国际上，ALSTOM、ABB等厂商的相关互感器产品在欧美各地也已有2000余套的运行经验。综合来看，光学电流互感器产品具备推广应用的初步条件，但是在产品的可靠性、长期运行稳定性、尤其是温度误差的抑制和补偿等方面还需要进一步地深入研究，并经工程实践的检验。
二、适用地点与条件
光学电流互感器适用于110kV及以上电压等级变电站，用于高压交/直流电流测量，满足-40～60℃高低温、4000m海拔、沿海及污秽地区的使用要求，适合支柱式、GIS组合式等多种安装方式。
目前光学电流互感器测量精度和长期稳定性有待进一步研究与验证，建议光学电流互感器暂不用于贸易结算计量。光学电流互感器产品生产的工艺要求高于当前的其它类型电流互感器，光学电流互感器的成本也有待进一步降低。进一步推动光学电流互感器科研产业发展，建设光学互感器研发及生产测试中心，同时在智能变电站建设中推广应用。
三、示范应用计划
2011～2012年，在河南500kV鹤壁变电站、湖南郴州220kV北湖变电站等工程开展磁光玻璃电流互感器试点应用，在华东地区新建、改建智能化变电站中开展全光学电流互感器小批量应用。
试点应用取得成熟运行经验后，在公司范围内推广使用。
四、责任部门
基建部、生产技术部、智能电网部、物资部
