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_500kV等级3200MW直流运行电压优化

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第32卷第6期2011年6月

电 力 建 设

E lectric Pow er C onstruction

V ol.32,N o.6

Jun,2011

 

?39

 ?

中图分类号:T M721.1 文献标志码:B 文章编号:100027229(2011)0620039207

±500k V等级3200MW直流运行电压优化

伍文城1,余波1,周德才1,王彦峰2

(1.西南电力设计院,成都市,610021;2.广东省电力设计研究院,广州市,510663)

O ptim u m of O pera ti n g Volt age for±500kV/3200MW DC Tran s m issi on WU W encheng1,Y U Bo1,ZHOU Decai1,WANG Yanfeng2

(1.S outh west Electric Power Design I nstitute,Chengdu610021,China;

2.Guangdong Electric Power Design I nstitute,Guangzhou510663,China)

ABSTRACT:C onsidering that the space for line installation is not enough,DC trans m ission p rojects for m id2and short2distance (800~1300km)in C hina recently are designed to be contrusted by±500kV double circuits on the sam e tow er,and the trans m ission capacity of single circuit is rasied from3000MW to 3200MW,w hich lead to the increased loss,and m ore difficulty in the converter valve design etc.A i m ing at the DC transm ission p roject from X iluodu to Guangdong,the feasiblity of the voltage raised from±500kV to±535kV or±550kV is studied,and the effects of three voltages are analyized on m ain circuit param eters,insulation coordination,m ain equipm ents,DC line design,loss and invest m ent.A s a result,the op ti m ized operating voltage is given by a comp rehensively technological and econom ic comparison.

KEYWO R D S:DC transm ission;operating voltage;voltage op ti m um;voltage grade;technological and econom ic com parison 摘要:为节约输电线路走廊,我国建设的中短距离(800~1300km)范围内的直流输电工程常常采用双回±500kV直流同塔并架输电方式,并且单回输电容量从3000 MW提高到了3200MW,相应带来了损耗增加、换流阀的设计难度提高等问题。基于溪洛渡右岸送电广东直流工程实例,对3 200MW容量直流输电工程的电压等级从±500kV提高到±535或±550kV进行研究,分析了3个电压等级的设置分别对直流主回路参数、绝缘配合、主设备、直流线路设计、损耗以及投资带来的影响。最后通过技术经济的综合比较,提出了优化的电压等级。

关键词:直流输电;运行电压;电压优化;电压等级;技术经济分析

doi:10.3969/j.issn.100027229.2011.06.010

0 引言

出于节约输电走廊的考虑,我国建设的中短距离(800~1300km)范围内的直流输电工程常常采用双容量从3000MW提高到了3200MW。溪洛渡右岸送电广东±500kV同塔双回直流输电工程就是其中1个典型的例子[1],工程西起云南省的昭通换流站,东至广东省的从化换流站,直流输送容量为2×3200MW,直流额定电压为±500kV,采用两回直流合建,每回直流额定电流为3.2kA,直流线路约1286km。与常规高压直流工程相同,溪洛渡直流输电工程换流站采用每极1个12脉动阀组、双极直流典型接线。全站两回直流共装设26台单相双绕组换流变(2台为备用),计划于2014年完全建成投产。近期规划建设的金沙将中游电站送电广西±500kV 同塔双回直流输电工程[2],单回直流输电容量也提高到了3200MW。单回直流输送容量从3000MW提高到3200MW,一方面增加了输电容量,可减少更多的交流线路的建设;但另一方面也相应带来了损耗的增加,由于电流的增加,换流阀的设计难度也增加了。

为给3200MW直流工程选择合适的运行电压,结合工程条件和常规±500kV直流设备技术参数,拟定了±500,±535,±550kV三个方案进行比较。±500kV方案完全采用常规±500kV直流设备,±535kV方案主要利用现有设备的绝缘裕度,将逆变侧额定电压控制在±500kV左右,直流额定电流为3kA左右,与常规±500kV直流输电工程额定电流基本一致。±550kV方案是在±535kV基础上进一步提高直流电压,但为了避免绝缘水平的增加较多,将送端电压控制在±550kV以内。

由于不同的直流运行电压,将直接影响系统主回路参数、过电压绝缘配合水平、换流站直流设备、线路杆塔结构、线路损耗以及工程造价等,进而影响整个直流输电工程的运行可靠性;本文研究目的就是对上述3个电压等级进行技术经济分析,以期提出最优的

 

?40 ?电 力 建 设

 

第32卷

1 直流运行电压对直流主设备参数的影响

1.1 对主回路参数的影响

基于文献[3]的计算方法,不同电压等级送、受端主回路参数分别如表1所示。由计算结果可看出直流额定电压由±500kV 提高到±535,±

550kV ,分别提高了7%和10%;额定直流电流由3.2kA 降到2.991,2.909kA;送、受端直流空载电压(额定和最大)和换流变阀侧电压分别提高了7%~8%和10%~11.2%。随着直流电压提高,直流空载电压和换流变阀侧电压基本呈线性增长,送端换流变容量保持不变,受端换流变容量稍微增加,增幅不大。

表1 不同电压运行方案送、受端换流站直流回路参数

Tab .1 DC c i rcu it param eters for var i ous volt age levels

项目

额定直流电压/kV ±500±535±550

额定直流电流/kA

3.22.991

2.909

额定功率(直流母线处)/MW 3200—

送端额定空载直流电压/kV 286.7306.8315.4受端额定空载直流电压/kV

270.3291.6300.7送端理想空载直流电压最大值/kV 294.9315.6324.4受端理想空载直流电压最大值/kV 279.4301.5310.9送端换流变容量(单相双绕组)/MVA 320.3320.3320.3受端换流变容量(单相双绕组)/MVA

302

304.4

305.4

1.2 对绝缘配合的影响

±535,±550kV 直流工程的换流站完全可以采用同±500kV 相同的A C /D C 避雷器型式与配置方式。当直流运行提升至±535,±550kV 之后,只需要优化避雷器参数,各个测点端对地的保护水平与绝缘耐受水平就能满足要求。因此±535,±550kV 避雷器的配置采用与常规±500kV 工程相同的方案[4]

,如图1所示。

图1 避雷器配置方案示意图

F i g .1 Arrange m en t d i a gram of arrester

IEC /TS 60071—5∶2002绝缘配合第5部分《高压

直流换流站绝缘配合程序》[5]

标准中规定,海拔

1000m 及以下的换流站设备可采用表2所列出的设备要求的绝缘耐受电压与冲击保护水平指示性比值。该比值考虑了绝缘配合系数和安全裕度及外绝表2 I EC 要求的绝缘耐受电压与冲击保护水平指示性比值

Tab .2 Requ i red ra ti o by I EC of

i n sul a ti on w ithst and volt age and i m pulse protecti ve level

设备类型

RS I W V /S IPL

RL I W V /L IPL

RSTI W V /ST IPL

换流变网侧

换流变阀侧1.20

1.151.251.201.251.25换流阀

1.151.151.20直流阀厅设备

1.151.151.25直流开关场设备(户外)包括直流滤波器和平波电抗器

1.15

1.20

1.25

注:要求的操作冲击耐受电压(required s w itch i m pulse w ithstanding voltage,RS I W V );操作冲击保护水平(s w itch i m pulse p rotection level,S IPL );要求的雷电冲击耐受电压(required lighting i m pulse w ithstanding voltage,RL I W V );雷电冲击保护水平(lighting i m pulse p rotection level,L IPL );要求的走波前冲击耐受电压(required steep 2front i m pulse w ithstand voltage ,RSFI W V );走波前冲击保护水平(steep 2front i m pulse p rotective level ,STIPL )。

雷器直接保护的设备。

表3给出了3个电压等级的操作冲击绝缘耐受电压计算结果。根据表3与表4,直流电压提高至535或550kV 之后,主要降低了Y /Y,Y /D 换流变阀

侧(5/6/7)的过电压绝缘配合裕度,但仍满足15%~20%配合系数要求。因此,除单阀绝缘耐受水平(跨

阀)需要由582kV 提高到640kV 外,其余类型绝缘水平可按表4所示的±500kV 绝缘配合配置。

表3 操作冲击绝缘耐受电压水平计算结果

Tab .3 I n sul a ti on w ithst and volt age and i m pulse protecti ve level for var i ous volt age levels 位置

额定直流电压/kV

±500

±535

±550

S IP L /k V SS I W V /k V S IP L /k V SS I W V /k V S IP L /k V SS I W V /k V

59341300(39%)9681300(34%)10051300(29%)6561850(51%)593850(43%)607850(40%)7561850(51%)593850(43%)607850(40%)99341300(39%)9681300(34%)10051300(29%)10

873

1175(35%)

934

1175(26%)

960

1175(22%)

1300(35%)

注:额定的操作冲击耐受电压(specified s w itch i m pulse w ithstanding voltage ,SS I W V )。

表4 过电压绝缘配合水平

Tab .4 O ver 2volt age level and i n sul a ti on coord i n a ti on for

var i ous volt age levels

项目

额定直流电压/kV

±500±535,±550

单阀绝缘耐受水平(跨阀)S I L /B I L 582/582640/640Y 0/Y 变阀侧绕组(端对地)S I L /B I L 1300/15501300/1550Y 0/D 变阀侧绕组(端对地)S I L /B I L 850/1050850/1050极线穿墙套管(端对地)S I L /B I L 1300/14251300/1425直流极母线

S I L /B I L

1175/1425

1175/1425

注:操作冲击绝缘水平(s w itching surge insulation level,S I L );雷

 

第6期伍文城等:±500kV等级3

200MW直流运行电压优化

 

 

 

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2 换流站设备对直流运行电压的适应性

2.1 换流阀

直流输电电压对换流阀的影响主要表现在2个方面[6]:第一,直流电压提高,晶闸管串联数目将增加,因为换流阀的过电压耐受能力是由每个晶闸管的耐压水平通过多个元件串联叠加来实现的。第二,直流电压提高,按最高直流运行电压计算,换流阀层间绝缘子外绝缘爬电距离将随直流耐压水平的提高而增加。

根据过电压绝缘配合计算的结果,换流站分别采用±500,±535,±550kV电压时,换流阀及阀避雷器的绝缘配合参数如表5所示。

表5 各方案换流阀绝缘配合水平初步计算结果

Tab.5 I n sul a ti on coord i n a ti on of converter va lve for

var i ous volt age levels

项目

额定直流电压/kV ±500±535±550

不考虑换相过冲连续运行电压峰值CCOV/k V 考虑换相过冲连续运行电压峰值PCOV/kV 306

369

337

394

346

405

避雷器操作冲击保护水平S IPL/kV

换流阀操作冲击绝缘耐受水平S I L/kV 506

582

541

623

556

640

晶闸管阀片串联数目(由S IPL决定)788490

投资费用比较(相对值)0+3%10%

根据表5,直流电压提升至±535,±550kV后,阀的额定电流均略低于5英寸晶闸管允许的额定电流,阀电压的升幅分别仅为7%或10%,对换流阀的设计影响较小。因此,3种方案均完全可沿用目前较为成熟的3kA/±500kV换流阀技术,阀电流、阀内冷系统的设计及阀触发控制系统均可保持不变。

对换流阀设计而言,直流电压提升后仅需对阀的电压设计进行优化调整,调整的内容包括每个组件内晶闸管的级数、阀避雷器的保护水平。由于目前±500kV换流阀组件设计中均留有可增加晶闸管级的空间。例如±500kV光控阀组件的1个阀段最多可安装15个晶闸管级。在±500kV直流电压条件下,仅装设了13个晶闸管级,仍有2个空余位。因此,只要利用这2个空余位,就能简单易行地提升阀的耐压水平,保持换流阀结构不变,这对电控技术的阀也完全相同。

在输送容量不变的情况下,3种直流电压均可采用3kA/5英寸的晶闸管,阀结构可保持不变。直流电压提升至±535,±550kV能降低直流输送电流,增大阀的安全冗余系数,但需要增加晶闸管级数,设备投资费用相应增加3%与10%。

2.2 换流变压器阀侧套管的绝缘水平、阀侧套管的外绝缘爬电距离、换流变阀侧绕组额定电压及试验电压[7]。直流额定电压提高后,换流变阀侧绕组交流1h外施电压、直流2h外施电压、直流极性反转电压等试验条件也相应提高。

阀厅内直流设备爬电比距按14.0mm/kV考虑(按最高直流运行电压计算),根据过电压及绝缘配合,初步计算结果,直流输电电压分别采用±500,±535,±550kV电压时,溪洛渡直流输电工程换流站换流变阀侧绕组及套管性能参数要求如表6所示。

表6 换流变阀侧绕组及套管性能参数

Tab.6 Perfor mance param eters of va lve si de w i n d i n g

and bush i n g on converter tran sfor m er

项目

额定直流电压/kV

±500±535±550

Y/Y Y/△Y/Y Y/△Y/Y Y/△

换流变容量/

M VA

320.3320.3320.3320.3320.3320.3

操作冲击保护

水平/kV

934561.3968593.051005606.8

操作冲击耐受

水平/kV

130085013008501300850

雷电冲击耐受

水平/kV

155010501550105015501050

绕组额定线电

压/kV

212.3212.3227.2227.2233.6233.6

套管爬电距

离/mm

721036057715385879313966

投资费用比较

(相对值)

00+3%1%+10%+5% 通过对国内已有的±500kV/3000MW工程换流变绝缘水平和爬距的核实可知,国内±500kV的Y/Y接线的换流变压器阀侧的绝缘水平S I W L/ L I W L可达到1425kV/1675kV,爬距可达20m。对于直流侧电压为535kV方案而言,完全可满足其绝缘耐受电压和爬距的要求。对于550kV电压方案,如果Y/Y,Y/△阀侧绕组S I L值保持1300kV/ 850kV,直流电压提高换流变设计影响较小;如果Y/Y阀侧绕组S I L值提高到1550kV,由于换流变压器阀侧额定电压和交流长时外施试验电压的提高,导致Y/Y换流变内部的绝缘距离和绝缘结构需要加强,需要对换流变运输尺寸、阀侧套管、过载能力、阀厅大小等进行重新设计,将增加设备投资及工程风险。

直流提高到±535,550kV后,虽然阀侧绕组的额定电流将比±500kV有所降低,但换流变压器成本将提高,主要在于增大绝缘距离后的材料消耗增加和阀侧出线装置以及阀侧套管的研发费用,因此,±535与±550kV电压条件下的Y/△换流变,与

 

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 ?电 力 建 设 

 

 

第32卷

2.3 平波电抗器

直流输电电压对平波电抗器的影响主要表现在2个方面[8]:一是平抗端子绝缘耐受水平;二是支柱绝缘子(干式)或直流套管(油浸式)外绝缘爬电距离。

根据过电压绝缘配合的初步计算结果,直流输电电压分别采用±500,±535,±550kV电压时,溪洛渡直流输电工程换流站平波电抗器绝缘性能参数要求如表7所示。

通过对北京电力设备总厂、上海MW B等平抗供应商咨询,额定直流电压提升对干式平波电抗器本体设计影响较小,主要是提高对平抗支持绝缘子的要求,平抗本体设计制造无难度。干式平波电抗器支柱采用复合外套,外绝缘爬电距离裕度较大,额定直流电压提高至±535,±550kV对支柱绝缘子影响较小。如果3个方案S I L/B I L均保持1175kV/1425kV不变,则3种方案基本相当。根据国内多个厂家的最新报价,±535kV方案的平抗价格与±500kV方案的基本相当;±550kV方案油抗价格相比±500kV方案的电压高约5.5%,干抗则高约6%。

表7 平波电抗器绝缘性能要求

Tab.7 Requi red i n sul a ti on perfor mance for s moothi n g reactor

项目

额定直流电压/kV

±500±535±550

操作冲击保护

水平S IPL/kV

872.68933.76959.95

操作冲击耐受水平S I W L/kV

1175

(k=35%)

1175

(k=26%)

1175(k=22%)

1300(k=35%)

雷电冲击耐受

水平B I L/kV

14251425—

爬电距离(支柱

绝缘子)/mm

278102975630592

投资费用变化

(干式)/%

00+6

2.4 直流场设备

根据过电压绝缘配合的初步计算结果,直流输电电压分别采用±500,±535,±550kV电压时,溪洛渡直流输电工程换流站直流穿墙套管与电压测量装置绝缘性能参数要求如表8所示。

表8 直流穿墙套管绝缘性能要求

Tab.8 Requ i red i n sul a ti on performance for DC wa ll bush i n g 项目

额定直流电压/kV

±500±535±550

操作冲击耐受水平S I W L/kV130014251550

复合外套爬电距离/mm231752537526086 直流电压从±500kV提高到±535或±550kV,直流穿墙套管与直流测量装置的设计与制造均不存在技术上的困难。若S I L/B I L取值保持在1300kV/ 1550kV,±535或±550kV直流工程均可采用目前比较成熟的直流设备,只是稍微降低内绝缘裕度。在±550k V直流电压条件下,如果S I W L取1550k V,则穿墙套管与电压测量装置需要重新设计,投资增加较多。

直流电压采用±500,±535,±550kV,直流极线隔离开关及支柱绝缘子的设计与制造无太大的困难,价格差异不大。如果S I L/B I L取值保持在1175kV/ 1425kV,本工程可采用目前比较成熟500kV直流设备,稍微降低绝缘裕度,如表9所示。

采用不同的直流输电电压,阀厅及直流场各点过电压保护水平也不同,使得避雷器过电压绝缘配合参数也需重新配置。直流输电电压对直流避雷器的影响主要表现在2个方面[8]:一是操作冲击保护水平;二是外绝缘爬电距离。根据过电压绝缘配合的初步计算结果,直流输电电压分别采用±500,±535,±550k V电压时,换流站直流避雷器选择结果如表10所示。对于3种电压条件下的直流避雷器,均不存在技术上的困难,但设备投资费用将会随着避雷器制造材料的变化而有所增加,直流电压升高之后的设备投资情况见表10。

表9 极线直流隔离开关性能要求

Tab.9 Requ i red i n sul a ti on perfor mance for

isol a ti on sw itch of DC li n e

项目

额定直流电压/kV

±500±535±550

操作冲击保护水平

(相对地)S I L/kV

872.68933.76959.95

操作冲击耐受水平

(相对地)S I L/kV

1175

(k=35%)

1175

(k=26%)

1175(k=22%)

1300(k=35%)爬电距离/mm278103033530591

表10 避雷器性能要求及投资

Tab.10 Requ i red i n sul a ti on perfor mance and i n vest m en t for arrester

额定直流电压/kV

项目

±500±535±550kV 类型

V C DB/DL V C DB/DL V C DB/DL CCOV/kV317.5608.8515337.0651.2551346.5669.3567 PCOV/kV449.0712.3515394.4761.8551449.0783.1567 S IPL/kV505.7924.4872.7541.1989.1933.8556.31016.8960.0投资/%000712.59.511.519.615

 

第6期伍文城等:±500kV等级3200MW直流运行电压优化 

 

 

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2.5 直流滤波器

直流滤波器组由电容器和电抗器构成,对于不同的工程,均需针对工程进行直流滤波器元件参数的设计[9]。其中,电容器C1受直流母线电压影响较大,但其由电容器单元串联而成,技术上难度不大。但是,由于电压的调整,电容器单元的串联只数会有所调整,对工程的投资有一定的影响。本文参考常规的±500kV/3000MW的换流站的C1电容器投资,暂按电压比例计列投资变化。对于低压端电容器和电抗器,由于影响不明显,不计列其投资变化。

2.6 其他设备

直流输送容量保持不变,直流电压提高后,直流电流将下降,流过中性母线的电流也可能下降,因此中性母线上的承受的电压反而有可能降低。因此,±500kV直流场中的其他设备,如中性母线高速开关、金属回路转换开关、中性母线隔离开关、中性母线测量装置、中性母线避雷器、中性母线支柱绝缘子,阀厅接地开关等的绝缘耐受电压以及外绝缘爬距均有较大的裕度[7],同时对于各电压方案,随着直流侧电压的增加、直流运行电流有所降低;相对而言,中性母线侧的持续运行电压随着直流侧极母线电压的增加而有所降低,上述设备的绝缘耐受电压以及外绝缘爬电距离均可满足上述电压方案的需求,而不需要增加额外的工程费用。

2.7 直流电压对空气间隙选择的影响

换流站直流侧空气间隙主要考虑直流、交流、雷电和操作冲击合成电压的作用。由于换流站的设备带电导体多为固定电极,因此空气间隙主要由雷电和操作冲击保护水平所决定。随着额定电压的升高,避雷器操作冲击及雷电冲击保护水平也将提高。根据最小空气净距的计算方法,保护水平提高,将使设备间最小空气净距的50%放电电压升高,最小空气净距增大,如表11所示。

表11 最小空气净距

Tab.11 M i n i m u m a i r clearance for converter st a ti on

被保护设备额定直流电压/kV最小空气净距取值/mm50%放电电压/kV

由S IPL决定的最小空气净距/mm

k=1.15 k=1.3 k=1.4

Y/△换流变阀侧对地±5002100850.5192015651383±5352200898.6210417151516±5502250919.4218617821575

单阀两侧±5001200766.2116413151163±5351900819.8180614721301±5502000842.8189115421363

极母线对地±50041001322.2400632262886±53545501414.8448436563231±55047501454.2469438273382

直流额定电压分别为±500,±535和±550kV 的直流系统,各避雷器参数配置方案略有不同。根据前述换流站内避雷器操作冲击保护水平值,对空气净距进行初步计算,结果见表12。直流电压升高虽引起空气净距增加,但3种直流电压方案计算的最小空气净距较贵广Ⅱ回±500kV兴仁换流站设计取值略小[10],对换流站平面布置、阀厅尺寸影响较小。

表12 直流电压对换流站设备投资影响比较

Tab.12 Effect of volt age level on equ i p m en ts i n vest m en t of

converter st a ti on104yuan

项目

额定直流电压/kV

±500±535±550

换流阀020007400换流变015007600平抗0-400-400直流滤波器0650950直流避雷器0200325合计0395*******.8 直流电压对换流站投资影响

直流输电电压改变后,不同电压对换流站设备投资的影响,根据换流站最新设备招标价格整理,如表12所示。与500kV/3.2kA方案相比,535kV/3kA 方案增加投资约3950万元,550kV/2.9kA方案增加投资约15875万元。

3 直流电压的变化对线路设计的影响

直流输电电压升高后对直流输电线路的绝缘水平产生影响[11],按照不同冰区、海拔1000m,II 级污区进行分析,当电压升高为±535和±550kV 时,悬垂绝缘子片数与采用±500kV相比分别增加2、3片。对于轻冰区(10,15mm)由于悬垂串采用合成绝缘子,可以在串长不增加的情况下,适当增加合成串总爬电距离解决。对于重冰区(20,30mm),由于

 

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 ?电 力 建 设 

 

 

第32卷

电压升高后对工作电压和操作过电压下的间隙距离有所增加,对于轻冰区段,悬垂绝缘子串采用“V”串布置,铁塔间隙由带电检修间隙控制,重冰区段如采用“I”串布置,铁塔塔头间隙一般由大风控制。由于空气间隙、串长增加,引起铁塔塔头尺寸增大,耗钢和混凝土单基指标略有增加。当电压采用±535kV运行,直线塔横担增加0.9m左右,单基塔重增加4%左右;当电压采用±550kV运行,直线塔横担增加1.2m左右,单基塔重增加6%左右。

综合不同电压条件下工程量的变化对线路造价的影响,经测算在不同电压运行条件下,线路的工程静态投资关系如表13所示。

表13 不同电压等级导线投资关系表(4×900mm2) Tab.13 W i res(4×900mm2)costs for var i ous volt age levels

项目

额定直流电压/kV

±500±535±550

全线静态单位投资比例11.01431.0174

全线静态单位投资/万元639339.1648506.3650483.71

差值/万元0916711144.64

从表13可知,与500k V/3.2k A方案相比,535k V/ 3.2k A方案增加投资约1.43%(约9167万元),550kV/ 2.9kA方案增加投资约1.74%(约11144.64万元)。

4 直流运行电压对损耗的影响

直流工程的损耗构成包括送、受端换流站损耗、直流线路电阻损耗与直流线路电晕损耗。直流运行电压越高,两端换流站损耗、直流线路电阻损耗越低,直流线路电晕损耗越高。但由于直流线路电晕损耗占直流线路总损耗很小的比例(4%~7%),因此仍呈现直流电压越高,直流线路总损耗越低的趋势。

根据表14计算结果,直流电压由±500kV提高到±535,±550kV,总损耗电力可分别降低10%和13%,总损耗电量可分别降低7%和9%。

表14 直流输电电压对损耗的影响

Tab.14 Effects of volt age level on loss

项目

额定直流电压/kV

±500±535±550

损耗电力线路电阻损耗/MW453395374线路电晕损耗/MW233034损耗电力换流站损耗/MW686564总损耗电力/MW544490472相对损耗(以方案A为100%)/%100.0090.0786.76

损耗电量线路电阻损耗/(GW?h)135811861122

线路电晕损耗/(GW?h)186238270

损耗电量换流站损耗电量/(G W?h)204194192

总损耗电量/(GW?h)174816181585

相对损耗(以方案A为100%)/%100.0092.5690.68

5 经济比较

针对溪洛渡直流工程,基于年费用最小法[12],对

3个电压方案进行了综合的经济比较,计算结果列于

表15。根据计算结果,电压从±500kV提高到

±535,±550kV,投资分别增加13117,27020万元,

综合投资与网损差别,能损电价为0.45元/(k W?h)、

能损小时数为3000h时(中国直流输电工程典型参

数),年费用最省的方案为±535kV。与±500kV方

案相比,±535kV方案年费用节省约4470万元,增

加的投资在3年左右的时间即可收回,经济效益相对

较好。而±550kV方案,由于设备投资增加较多,虽

然比±500kV经济,但远差于±535kV方案,而且设

备风险相对较大。

表15 方案经济比较

Tab.15 Econo m i c co m par ison between d i fferen t volt age levels

项目

额定直流电压/kV

±500±535±550

变电工程投资/万元858818862768874693

线路工程投资/万元639339648506650484

总投资/万元149815715112741525177

年费用/万元168257163788163828

变电年运行维护费/万元188941898119243

线路年运行维护费/万元895190799107

年电量损耗费用/万元733514850

注:(1)线路运行费率1.4%,变电运行费率2.2%;(2)能损电价

按0.45元/(k W?h)(受端火电平均上网电价)计算,能损小时数按

3000h(最大负荷利用小时数5000h)考虑;(3)折现率8%,计算期

为30年。

6 结论

(1)单回3200MW直流的电压从±500kV提

升至±535,±550kV后:

1)主回路参数。随着直流电压提高,直流空载

电压和换流变阀侧电压基本呈线性增长,送端换流变

容量保持不变,受端换流变容量稍微增加,增幅不大。

直流电压提高后,避雷器保护水平呈线性增长,操作

和雷电冲击耐受水平可保持基本不变,但绝缘裕度

降低。

2)换流站设备适应性。换流阀结构可保持不

变,但需增加晶闸管串联级数;换流变压器由于电压

提高,对绝缘结构有一定影响,需在500kV换流变压

器基础上做适当改进;直流电压提升对干式平波电抗

器本体设计影响较小,本体设计制造无难度。

3)其他直流场设备。国内常规±500k V/3000MW

直流工程成熟设备绝缘水平基本可以满足要求;其中

 

第6期伍文城等:±500kV等级3200MW直流运行电压优化 

 

 

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 ?

参数做适当调整,技术上不存在问题;直流极母线隔离开关和支柱绝缘子爬电距离需结合直流污秽水平专题研究结果加以复核,如不满足要求可通过外涂R TV等措施解决。

4)将3200MW直流电压从±500kV提升至±550kV后,若设备的绝缘耐受水平采用±535kV 方案同等水平,则换流站内设备适应性同上;如提高绝缘耐受水平,则换流变需重新设计,存在一定的技术风险;直流穿墙套管、避雷器、测量装置需重新设计,但技术上没有难度。其他设备可采用国内常规±500kV/3000MW直流工程成熟设备。

5)直流电压增加虽引起换流站空气间隙增加,但增加值较小,对换流站平面布置、阀厅尺寸影响较小。

(2)直流线路方面:电压从±500kV提升至±535,±550kV后,绝缘水平略有增加,绝缘子片数、空气净距需相应调整,技术上没有难度,工程造价略有增加。

(3)工程损耗方面:电压从±500kV提高到±535,±550kV,年损耗分别减少133,163GW?h。

(4)工程经济性方面:电压从±500kV提高到±535,±550kV,投资分别增加13117,27020万元,年损耗分别减少133,163GW?h。综合投资与网损差别,年费用最省的方案为±535kV。

综合技术经济比较,建议溪洛渡送电广东等±500kV等级的3200MW同塔双回直流电压等级提高到±535kV。

7 参考文献

[1]西南电力设计院.溪洛渡送电广东±500kV同塔双回直流系统方

案论证[R].成都:西南电力设计院,2009.

[2]西南电力设计院.金沙江中游电站送电广西±500kV同塔双回直

流系统方案论证[R].成都:西南电力设计院,2010.

[3]段玉倩,饶宏,黎小林.高压直流输电系统主回路参数稳态特性计

算方法[J].电力系统自动化,2007,31(16):53256.

[4]聂定珍,郑劲.灵宝背靠背换流站过电压与绝缘配合研究[J].高

电压技术,2005,31(2):33235.

[5]IEC/TS60071—5∶2002Insulation coordination part5:p rocedures

for high2voltage direct current(HVDC)converter stations[S]. [6]赵中原,邱毓昌,方志.现代HVDC换流阀设计特点及其技术动向

[J].高电压技术,2001,27(6):325.

[7]EPR I.H igh2voltage direct current handbook[M].California:Electric

Pow er Research Institute,1994.

[8]赵畹君.高压直流输电工程技术[M].北京:中国电力出版

社,2004.

[9]宋蕾,文俊,闫金春,等.高压直流输电系统直流滤波器的设计

[J].高电压技术,2008,34(4):6472651.

[10]余波,胡劲松,吴怡敏.高海拔直流输电设备外绝缘设计研究

[J].四川电力技术,2005(6):32236.

[11]薛春林,吴巾克,叶鸿声.三沪直流输电线路工程绝缘配合及绝缘

子选型研究[J].电力建设,2007,28(11):14217.

[12]舒雯.电力系统设计手册[M].北京:中国电力出版社,1998.

收稿日期:2011202217 修回日期:2011203228

作者简介:

伍文城(1977),男,高级工程师,注册电气、咨询工程师,研究方向为电力系统规划、电力系统仿真技术及电力市场,E2m ail:W u_ W encheng@https://www.wendangku.net/doc/d714499251.html,;

余波(1971),男,高级工程师,研究方向为过电压计算与电气设计;

周!才(1981),男,工程师,研究方向为过电压计算与电气设计;

王彦峰(1977),男,工程师,研究方向为过电压计算与电气设计。

(见习编辑:沈雷)

国内电网电压等级划分

国内电网电压等级划分 局民用电是220V,工业用电是380V,为什么同样是变电站出来的电,到了用户端就不同呢?高压与低压有什么不同呢? 工业用电与居民用电 工业用电其实就是我们经常提到的三相交流电(由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差 120 °角的交流电路组成的电力系统),而民用电采用的是单相220V对居民供电。 三相交流电可以使电机转动,当三相交流电流通入三相定子绕组后,在定子腔内便产生一个旋转磁场。转动前静止不动的转子导体在旋转磁场作用下,相当于转子导体相对地切割磁场的磁力线,从而在转子导体中产生了感应电流(电磁感应原理)。这些带感应电流的转子导体在磁场中便会发生运动,因此工业用电都是三相交流电。 民用电的火线与零线之间电压为220V ,工业用电则是各相线间电压380V ,相地之间电压220V。民用电其实就是三相之中的一相。电厂到居民变电站都是3相5线,变电站的作用之一就是把电分成很多个1相3线给居民使用。 高压与低压的分界线 根据GB/T 2900.50-2008中定义2.1规定,高[电]压通常指高于1000V(不含)的电压等级,低[电]压指用于配电的交流电力系统中1000V及以下的电压等级;国际上公认的高低压电器的分界线交流电压则是1000V(直流则为1500V)。 在工业上也有另外一种说法,电压为380V或以上的称之为高压电,因此我们习惯上所说的220V、380V都是低压,高于这个电压都是高压;再之前的电业规程中规定分界线为250V,虽然新的《电业安全工作规程》已经出台,但很多地方执行的还是以前的标准。 高压电器的通俗分类 1、所谓的高压、超高压、特高压并无本质区别(随着电压增高,绝缘要求、安全要求会有不同),只是人们的叫法不同而已,其分界线也是约定俗成,并无明确规定。 2、电网就是指整个供配电系统,包括发电厂,变电站,线路,用电侧。

110KV变电站设计,110kv,35kv,10kv,三个电压等级

第1章原始资料及其分析 绪论 电力工业是国民经济的一项基础工业和国民经济发展的先行工业,它是一种将煤、石油、天然气、水能、核能、风能等一次能源转换成电能这个二次能源的工业,它为国民经济的其他各部门快速、稳定发展提供足够的动力,其发展水平是反映国家经济发展水平的重要标志。 由于电能在工业及国民经济的重要性,电能的输送和分配是电能应用于这些领域不可缺少的组成部分。所以输送和分配电能是十分重要的一环。变电站使电厂或上级电站经过调整后的电能输送给下级负荷,是电能输送的核心部分。其功能运行情况、容量大小直接影响下级负荷的供电,进而影响工业生产及生活用电。若变电站系统中某一环节发生故障,系统保护环节将动作。可能造成停电等事故,给生产生活带来很大不利。因此,变电站在整个电力系统中对于保护供电的可靠性、灵敏性等指标十分重要。变电站是联系发电厂和用户的中间环节,起着变换和分配电能的作用。这就要求变电所的一次部分经济合理,二次部分安全可靠,只有这样变电所才能正常的运行工作,为国民经济服务。 变电站是汇集电源、升降电压和分配电力场所,是联系发电厂和用户的中间环节。变电站有升压变电站和降压变电站两大类。升压变电站通常是发电厂升压站部分,紧靠发电厂,降压变电站通常远离发电厂而靠近负荷中心。这里所设计得就是110KV降压变电站。它通常有高压配电室、变压器室、低压配电室等组成。 变电站内的高压配电室、变压器室、低压配电室等都装设有各种保护装置,这些保护装置是根据下级负荷的短路、最大负荷等情况来整定配置的,因此,在发生类似故障是可根据具体情况由系统自动做出判断应跳闸保护,并且,现在的跳闸保护整定时间已经很短,在故障解除后,系统内的自动重合闸装置会迅速和闸恢复供电。这对于保护下级各负荷是十分有利的。这样不仅保护了各负荷设备的安全有利于延长使用寿命,降低设备投资,而且提高了供电的可靠性,这对于提高工农业生产效率是十分有效的。工业产品的效率提高也就意味着产品成本的降低,市场竞争力增大,进而可以使企业效益提高,为国民经济的发展做出更大的贡献。生活用电等领域的供电可靠性,可以提高人民生活质量,改善生活条件等。可见,变电站的设计是工业效率提高及国民经济发展的必然条件。 原始资料 待建变电站是该地区农网改造的重要部分,预计使用3台变压器,初期一次性投产两台变压器,预留一台变压器的发展空间。 电压等级 变电站的电压等级分别为110kV、35kV、10kV。 110kV :2回 35kV :5回(其中一回备用) 10kV :12回(其中四回备用) 变电站位置示意图:

电力系统电压等级与规定

电力系统的电压等级与规定 1、用电设备的额定电压 要满足用电设备对供电电压的要求,电力网应有自己的额定电压,并且规定电力网的额定电压和用电设备的额定电压相一致。为了使用电设备实际承受的电压尽可能接近它们的额定电压值,应取线路的平均电压等于用电设备的额定电压。 由于用电设备一般允许其实际工作电压偏移额定电压±5%,而电力线路从首端至末端电压损耗一般为10%,故通常让线路首端的电压比额定电压高5%,而让末端电压比额定电压低5%。这样无论用电设备接在哪一点,承受的电压都不超过额定电压值的±5% 2、发电机的额定电压 发电机通常运行在比网络额定电压高5%的状态下,所以发电机的额定电压规定比网络额定电压高5%。具体数值见表4.1-1的第二列。 表4.1-1 我国电力系统的额定电压 网络额定电压发电机额定电压 变压器额定电压 一次绕组二次绕组 3 6 103.15 6.3 10.5 3及3.15 6及6.3 10及10.5 3.15及3.3 6.3及6.6 10.5及11 13.8 15.75 18 20 13.8 15.75 18 20 35 110 220 330 500 35 110 220 330 500 38.5 121 242 363 550 3、变压器的额定电压 根据功率的流向,规定接收功率的一侧为一次绕组,输出功率的一侧为二次绕组。对于双绕组升压变压器,低压绕组为一次绕组,高压绕组为二次绕组;对于双绕组降压变压器,高压绕组为一次绕组,低压绕组为二次绕组。 ①变压器一次绕组相当于用电设备,故其额定电压等于网络的额定电压,但当直接与发电机连接时,就等于发电机的额定电压。 ②变压器二次绕组相当于供电设备,再考虑到变压器内部的电压损耗,故当变压器的短

电缆可以按照电压等级来划分资料

电缆可以按照电压等 级来划分

电缆可以按照电压等级来划分:380V/220V~660V为低压电缆,6kV~35kV 为中压电缆,110kV~220kV为高压电缆,330kV~500kV为超高压电缆。也可以按照绝缘材料来划分:PVC绝缘、PP绝缘、PE绝缘、XLPE(交联聚乙烯)等。按照载体材料来分还可以分为:铜芯/铝芯电缆、光电复合电缆、超导电缆等。从电缆生产工艺上看,可分为悬链生产线、立塔生产线。如果按照用途来划分那就更多了:输电电缆、装备电缆、建筑电缆、矿用电缆、船用电缆、轨道交通电缆、风电电缆、核电电缆、海底电缆等(不包括专用于弱电系统的通信电缆和控制电缆)。 对于普通投资者来说,最初的认识就是“生产电线的”,而深入研究时又会对纷繁复杂的品种无所适从。为了在投资时删繁就简、清晰界定,在此可以简单地把所有强电电缆分为两大类——常规电缆、特种电缆。(资本市场投资分析所需,非专业分类!) 常规电缆——即在现有电网和用户中大量使用的常规意义上的电缆产品,包括几乎所有低压电缆、大部分中压电缆。这也是我们以前包括目前对“电缆”概念的基本认识。这部分产品由于准入门槛低,成本波动大,同业低价竞争异常惨烈,产品利润空间被反复挤压,前景不容乐观。 特种电缆——包括中低压电缆中采用新型绝缘材料的品种、高压超高压电缆、新能源电站电缆,工业特种用途电缆,轨道交通、海底传输电缆等。总之,技术含量高、应用领域新、发展前景好、有进口产品替代需求的电缆,都可以划入特种电缆。相比常规电缆,特种电缆的利润空间较高,竞争对手较少。

三、特种电缆需求 1、城乡电网大面积改造对耐水树电缆的放量需求 如果说“智能电网”对普通老百姓还是个陌生的新概念的话,身处全国各地的每一个人,应该都体会到了居住地电网的扩建改造正紧锣密鼓地展开。尤其在城网改造中,配网入地已成趋势。大城市双环网供电、空间走廊日益狭小、市中心地下电缆率的目标提升(80%以上),都给中压配电电缆带来极大的需求。而电缆的免维护要求和绝缘耐压的寿命关注,又对配电电缆的绝缘介质、性能指标、品牌信誉提出更高的要求。 常规电缆的绝缘介质在电场、水分和杂质等绝缘缺陷的协同作用下,逐步产生树枝状早期劣化。当树枝状劣化贯穿介质或转变成电树枝,将导致电力电缆线路的电缆本体或附件发生试验击穿或运行击穿故障。所以,如何防止水树(WT)和电树(ET)的产生,避免电缆绝缘击穿,是电缆选型的关键。 因此,具有特殊工艺的耐水树电缆自然就得到青睐。虽然目前在整个中压电缆中,耐水树电缆的份额只有10%,但优越的抗击穿性能和免维护性决定着耐水树份额的大幅拉高指日可待。 2、高压超高压电缆的局部应用 高压超高压电网历来以架空裸线为主。近年来,随着电网容量的扩大,原有区域主干网110kV已经让位于220kV,大量的110kV线路已经变身为主力配网,城市负荷中心、商业中心、居民中心对负荷的需求越来越大,在城市负荷中心兴建110kV变电站已经大力开展,虽说居民对电场辐射的恐惧给城市中

由高压线看电压等级

由高压线看电压等级 高压电线电压等级 为了提高远距离传输效率,一般采用高压低流方式传送,这样来降低电的损耗。在中国,高于380V就可以称为高压电。 我国《城市电力网规定设计规则》规定:输电网为500 kV、330 kV、220 kV、110kV,高压配电网为110kV、66kV,中压配电网为20kV、10kV、6 kV,低压配电网为0.4 kV(220V/380V)。随着电机制造工艺的提高,10 kV电动机已批量生产,所以3 kV、6 kV已较少使用,20 kV、66 kV也很少使用。 我国最高交流电压等级是750KV(兰州---官亭线),国家电网公司正在实验1000KV特高压交流输电。我国最高直流电压等级为正负500KV(葛洲坝---上海南桥线、天生桥---广州线、贵州---广东线、三峡---广东线),另有正负50KV(上海---嵊泗群岛线),100KV(宁波---舟山线),南方电网公司将建设正负800KV特高压直流输电线。 判断电压等级 可以从两个方面,初步判断高压线的电压等级。 1、等级越高电线离地越高。目测上下导线的垂直距离就可以知道:110KV 垂直距离大于3.5米,220KV 垂直距离大于5.5米,500KV 垂直距离大于10米,以上是单回路线路(单杆单回水平排列),如果是双回路线路(单杆多回垂直排列)。各垂直距离加0.5米。双回路的导线数量是单回路的2倍,通常6根导

线的铁塔为双回路。 2、看绝缘子个数,500kv 23个;330kv 16个;220kv 9个;110kv 5个;这是最少个数,实际会多一两个。 绝缘子数目与电压等级 根据线路的绝缘子片数和当地污秽等级判断,10KV一般是1到2片,35KV 为3片左右,110KV为7片,220为14至15片,要是污秽等级比较高可以加绝缘子片数即加爬距。绝缘子串也不一定准确。但相对来说,绝缘子串的个数基本上能确定电压等级。 直线杆塔上悬垂绝缘子串绝缘子个数,一般1个是15KV(1.5万伏)。 各电压等级大致绝缘串子数量如下: 电压等级串子个数 10KV 1 35KV 3 60KV5 110KV 7 220KV 14

(完整版)电力系统分析基础知识点总结

一.填空题 1、输电线路的网络参数是指(电阻)、(电抗)、(电纳)、(电导)。 2、所谓“电压降落”是指输电线首端和末端电压的(相量)之差。“电压偏移”是指输电线某点的实际电压和额定 电压的(数值)的差。 3、由无限大的电源供电系统,发生三相短路时,其短路电流包含(强制/周期)分量和(自由/非周期)分量,短路 电流的最大瞬时的值又叫(短路冲击电流),他出现在短路后约(半)个周波左右,当频率等于50HZ时,这个时间应为(0.01)秒左右。 4、标么值是指(有名值/实际值)和(基准值)的比值。 5、所谓“短路”是指(电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间的连接),在三相系统中短路的基本 形式有(三相短路),(两相短路),(单相短路接地),(两相短路接地)。 6、电力系统中的有功功率电源是(各类发电厂的发电机),无功功率电源是(发电机),(电容器和调相机),(并联 电抗器),(静止补偿器和静止调相机)。 7、电力系统的中性点接地方式有(直接接地)(不接地)(经消弧线圈接地)。 8、电力网的接线方式通常按供电可靠性分为(无备用)接线和(有备用)接线。 9、架空线是由(导线)(避雷线)(杆塔)(绝缘子)(金具)构成。 10、电力系统的调压措施有(改变发电机端电压)、(改变变压器变比)、(借并联补偿设备调压)、(改变输电线路参 数)。 11、某变压器铭牌上标么电压为220±2*2.5%,他共有(5)个接头,各分接头电压分别为(220KV)(214.5KV)(209KV) (225.5KV)(231KV)。 二:思考题 1.电力网,电力系统和动力系统的定义是什么?(p2) 答: 电力系统:由发电机、发电厂、输电、变电、配电以及负荷组成的系统。 电力网:由变压器、电力线路、等变换、输送、分配电能的设备组成的部分。 动力系统:电力系统和动力部分的总和。 2.电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别?(p4-5) 答:电力系统的地理接线图主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置,电力线路的路径以及它们相互间的连接。但难以表示各主要电机电器间的联系。 电力系统的电气接线图主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主要电机电器、线路之间的电气结线。但难以反映各发电厂、变电所、电力线路的相对位置。 3.电力系统运行的特点和要求是什么?(p5) 答:特点:(1)电能与国民经济各部门联系密切。(2)电能不能大量储存。(3)生产、输送、消费电能各环节所组成的统一整体不可分割。(4)电能生产、输送、消费工况的改变十分迅速。(5)对电能质量的要求颇为严格。 要求:(1)保证可靠的持续供电。(2)保证良好的电能质量。(3)保证系统运行的经济性。 4.电网互联的优缺点是什么?(p7) 答:可大大提高供电的可靠性,减少为防止设备事故引起供电中断而设置的备用容量;可更合理的调配用电,降低联合系统的最大负荷,提高发电设备的利用率,减少联合系统中发电设备的总容量;可更合理的利用系统中各类发电厂提高运行经济性。同时,由于个别负荷在系统中所占比重减小,其波动对系统电能质量影响也减小。联合电力系统容量很大,个别机组的开停甚至故障,对系统的影响将减小,从而可采用大容高效率的机组。 5.我国电力网的额定电压等级有哪些?与之对应的平均额定电压是多少?系统各元件的额定电压如何确定? (p8-9) 答:额定电压等级有(kv):3、6、10、35、110、220、330、500 平均额定电压有(kv):3.15、6.3、10.5、37、115、230、345、525 系统各元件的额定电压如何确定:发电机母线比额定电压高5%。变压器接电源侧为额定电压,接负荷侧比额定电压高10%,变压器如果直接接负荷,则这一侧比额定电压高5%。 6.电力系统为什么不采用一个统一的电压等级,而要设置多级电压?(p8) S 。当功率一定时电压越高电流越小,导线答:三相功率S和线电压U、线电流I之间的固定关系为

电力系统电压等级与变电站种类

1.电力系统电压等级与变电站种类 电力系统电压等级有220/380V(0.4kV),3kV、6kV、10kV、20kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV。随着电机制造工艺的提高,10kV电动机已批量生产,所以3kV、6kV已较少使用,20kV、66kV也很少使用。供电系统以10kV、35kV为主。输配电系统以110kV以上为主。发电厂发电机有6kV与10kV两种,现在以10kV为主,用户均为220/380V(0.4kV)低压系统。 根据《城市电力网规定设计规则》规定:输电网为500kV、330kV、220kV、110kV,高压配电网为110kV、66kV,中压配电网为20kV、10kV、6kV,低压配电网为0.4kV(220V/380V)。 发电厂发出6kV或10kV电,除发电厂自己用(厂用电)之外,也可以用10kV电压送给发电厂附近用户,10kV供电范围为10Km、35kV为20~50Km、66kV为30~100Km、110kV 为50~150Km、220kV为100~300Km、330kV为200~600Km、500kV为150~850Km。 2.变配电站种类 电力系统各种电压等级均通过电力变压器来转换,电压升高为升压变压器(变电站为升压站),电压降低为降压变压器(变电站为降压站)。一种电压变为另一种电压的选用两个线圈(绕组)的双圈变压器,一种电压变为两种电压的选用三个线圈(绕组)的三圈变压器。 变电站除升压与降压之分外,还以规模大小分为枢纽站,区域站与终端站。枢纽站电压等级一般为三个(三圈变压器),550kV/220kV/110kV。区域站一般也有三个电压等级(三圈变压器),220kV/110kV/35kV或110kV/35kV/10kV。终端站一般直接接到用户,大多数为两个电压等级(两圈变压器)110kV/10kV或35kV/10kV。用户本身的变电站一般只有两个电压等级(双圈变压器)110kV/10kV、35kV/0.4kV、10kV/0.4kV,其中以10kV/0.4kV 为最多。 3.变电站一次回路接线方案 1)一次接线种类:变电站一次回路接线是指输电线路进入变电站之后,所有电力设备(变压器及进出线开关等)的相互连接方式。其接线方案有:线路变压器组,桥形接线,单母线,单母线分段,双母线,双母线分段,环网供电等。 2)线路变压器组:变电站只有一路进线与一台变压器,而且再无发展的情况下采用线路变压器组接线。 3)桥形接线:有两路进线、两台变压器,而且再没有发展的情况下,采用桥形接线。针对变压器,联络断路器在两个进线断路器之内为内桥接线,联络断路器在两个进线断路器之外为外桥接线。 4)单母线:变电站进出线较多时,采用单母线,有两路进线时,一般一路供电、一路备用(不同时供电),二者可设备用电源互自投,多路出线均由一段母线引出。 5)单母线分段:有两路以上进线,多路出线时,选用单母线分段,两路进线分别接到两段母线上,两段母线用母联开关连接起来。出线分别接到两段母线上。 单母线分段运行方式比较多。一般为一路主供,一路备用(不合闸),母联合上,当主供断电时,备用合上,主供、备用与母联互锁。备用电源容量较小时,备用电源合上后,要断开一些出线。这是比较常用的一种运行方式。 对于特别重要的负荷,两路进线均为主供,母联开关断开,当一路进线断电时,母联合上,来电后断开母联再合上进线开关。 单母线分段也有利于变电站内部检修,检修时可以停掉一段母线,如果是单母线不分段,检修时就要全站停电,利用旁路母线可以不停电,旁路母线只用于电力系统变电站。 6)双母线:双母线主要用于发电厂及大型变电站,每路线路都由一个断路器经过两个隔离开关分别接到两条母线上,这样在母线检修时,就可以利用隔离开关将线路倒在一条件母线上。双母线也有分段与不分段两种,双母线分段再加旁路断路器,接线方式复杂,但检

电力系统的电压等级

电力系统的电压等级 额定电压:各用电设备、发电机、变压器都是按一定标准电压设计和制造的。当它们运行在标准电压下时,技术、经济性能指标都发挥得最好。此标准电压就称为~。 一、电力系统的额定电压等级 1、电力系统的额定电压等级(输电线路的额定线电压) 220,kV 3,kV 6,kV 10,kV 35,kV 60,kV 110,kV 220,kV 330,kV 500,kV 750,kV 1000一般来说:110kv 以下的电压等级以3倍为级差:10kv 35kv 110kv 110kv 以上的电压等级,则以两倍为级差:110kv 220kv 500kv 确定额定电压等级的考虑因素: 三相功率S 和线电压U 、线电流I 的关系是UI S 3=。 当输送功率一定时,输电电压越高,电流越小,导线等载流部分的截面积越小,投资越小;但电压越高,对绝缘的要求越高,杆塔、变压器、断路器等绝缘的投资也越大。所以,对应于一定的输送功率和输送距离应有一个最合理的线路电压。 但从设备制造的角度考虑,线路电压不能任意确定。规定的标准电压等级过多也不利于电力工业的发展。 2、发电机、变压器、用电设备的额定电压的确定 1)用电设备的额定电压=线路额定电压 允许其实际工作电压偏离额定电压% 5±2)线路的额定电压: 指线路的平均电压(Ua+Ub )/2, 线路首末端电压损耗为10%;因为用电设备允许的电压波动是±5%,所以接在始端的设备,电压最高不会超过5%;接在末端的设备最低不会低于-5%; 3)发电机的额定电压 总在线路始端,比线路额定电压高5%;3kv 的线路发电机电压为3.15kv。

4)变压器的额定电压 一次侧:相当于用电设备 A、直接与发电机相连,额定电压与发电机一致。 B、直接与线路相连,额定电压与线路额定电压相同; 二次侧:相当于电源 A、二次侧位于线路始端,比线路额定电压高5%。计及自身5%的电压损耗,总共比线路额定电压高10%。 B、二次侧直接接用电设备(负荷)时,只需考虑自身5%的电压损耗。

输电线路电压等级判断

为了提高远距离传输效率,一般采用高压低流方式传送,这样来降低电的损耗。瓷瓶的个数越多,相对电压越高。在中国,高于380V就可以称为高压电。电线杆越高,一般电压越高,城市里水泥普通杆子一般上万伏,对于高压铁塔,看绝缘子个数,500kv 23个;330kv 16个;220kv 9个;110kv 5个;但一般都有很多个 500kv的输电线路基本上用的是四分裂导线,也就是一相有四根,220kv多用两分裂导线的,110kv多用一根。高压线对低电压高,所以高压传输电线都用钢架将电缆悬高,来避免对地放电 国家电网公司电力安全工作规程(线路部分) 第一:看绝缘子的个数 3片绝缘子的是 35kv 7片到8片绝缘子是 110Kv 14片左右是220KV的线路 19片左右是330kv的线路 28左右是500kv的线路 当有29片到30片是 750KV的线路 当37片时是直流500kv的线路 当58片时是直流 800kv的线路 54片是1000kv的线路 此数据来源:《输配电线路施工》中国电力出版社出版 第二:看线间距离 导线之间的距离是4米左右时线路是110kv的线路 导线之间距离是6米时线路是220kv的线路 导线之间距离是9米时线路是330kv的线路

导线之间距离是 12米时线路是 500kv的线路 注意:线间距离与很多因数有关所以不一定是以上的数据相符,但是不会隔好远,此线间距离指得是中间于边线的距离。 第三: 500kv以及800 kv的输电线路基本上用的是四分裂导线或者5分裂,也就是一相有四根导线或5根, 220kv多用两分裂导线的,110kv多用一根。 第四: 看铁塔上面的牌子有线路的电压等级

20kV配电电压等级的应用与节能减排

20kV配电电压等级的应用与节能减排 摘要:节能降耗是国家“十一五”规划纲要的目标之一,应积极将节能的新科技、新措施利用到实际中去。20kV配电电压等级已在一些国家得到应用,实践证明20kV配电网络能够有效减少线损率,节能效果明显。本文从电网远景建设规模、可靠性、电压质量、经济性和节能方面对浙江某规划区采用10kV配网模式和20kV配电模式进行规划比较,并对采用20kV 提出相关的建议。 关键词:节能减排 20kV 节约型电网 1前言 国家“十一五”规划纲要明确提出,到2010年全国单位GDP能耗和主要污染物排放总量分别比2005年降低20%和10%。这是贯彻科学发展观和建设和谐社会的重大举措,也是加快建设资源节约型、环境友好型社会的迫切需要。因此,贯彻落实科学发展、节约发展的工作思路,扎实做好节能降耗工作,是义不容辞的社会责任。目前,加强线损管理,落实降损措施,已经成为供电企业经营管理的重要内容之一。 现阶段,国际上许多国家采用了20kV等级的配电网络,理论和实践均证明在一定负荷密度的条件下,以采用相同导线输送相同功率电能,20kV供电线路的有色金属耗量可减少50%,节约建设投资约40%,降低电能损耗50%以上,可为用电容量数百kV安到几万kV 安的客户提供灵活、经济的接入方案,供电能力和供电可靠性得到提高,有效改善客户端的电压质量。2007年,根据国家电网“关于推广20kV电压等级的通知”的精神,江苏省率先在省内13个市推广2OkV电压等级试点供电项目。近几年,其他省份也在积极开展20kV的 相关工作。 与传统的10kV配电网相比,20kV配电网电压不但可以增加供电能力,有效减少变电站和线路布点密度,方便客户接入,大用户效益突出等优点,而且节能降损效益可观,环保效益突出。据测算,输送同等功率,2OkV供电线路的有色金属耗量可减少50%,节约建设投资约40%等。然而,针对于20kV配电电压等级的优越性来说,目前国内20kV电气设备生产能力并不完善,存在建设成本相对较高、运行经验少、与其他区域电网配合困难等问题,因此还未得到广泛应用。但是在发展快速、负荷密度定位高,而且存在很多新区和准新区的开发区域,局部采用20kV是存在可能的,应积极进行论证分析。在此情况下,选定浙江某城市区块,根据该区块发展的阶段和负荷水平,开展了20kV和10kV规划比较研究。

电压等级划分详细

电压等级(voltage class)电力系统及电力设备的额定电压级别系列。 额定电压是电力系统及电力设备规定的正常电压,即与电力系统及电力设备某些运行特性有关的标称电压。 电力系统各点的实际运行电压允许在一定程度上偏离其额定电压,在这一允许偏离范围内,各种电力设备及电力系统本身仍能能正常运行。 在我国电力系统中,把标称电压1kV及以下的交流电压等级定义为低压,把标称电压1kV以上、330kV以下的交流电压等级定义为高压,把标称电压330 kV及以上、1000 kV以下的交流电压等级定义为超高压,把标称电压1000 kV及以上的交流电压等级定义为特高压,把标称电压±800 kV以下的直流电压等级定义为高压直流,把标称电压±800 kV及以上的直流电压等级定义为特高压直流。通常还有一个“中压”的名称,美国电气和电子工程师协会(IEEE)的标准文件中把2.4 kV至69 kV的电压等级称为中压,我国国家电网公司(SG)的规范性文件中把1 kV 以上至20 kV 的电压等级称为中压。 目前我国常用的电压等级:220V、380V、6kV、10kV、35kV、60kV、110kV、220kV、330kV、500kV。

电力系统一般是由发电厂、输电线路、变电所、配电线路及用电设备构成。 通常将35kV及35kV以上的电压线路称为送电线路。(35KV、60KV 线路为输电线路,110KV、220KV线路为高压线路,330KV以上线路称为超高压线路。把60KV以下电网称为地域电网,110KV、220KV电网称为区域电网,330KV以上电网称为超高压电网。把电力用户从系统所取用的功率称为负荷。) 10kV及其以下的电压线路称为配电线路。 将额定1kV以上电压称为“高电压”,额定电压在1kV以下电压称为“低电压”。 我国规定安全电压为36V、24V、12V三种。

电力系统题库

第一章电力系统基本知识 一、单项选择题(每题的备选项中,只有一项最符合题意) 1.电力系统是由(B)、配电和用电组成的整体。 A.输电、变电 B.发电、输电、变电 C.发电、输电 2.电力系统中的输电、变电、(B)三个部分称为电力网。 A.发电 B.配电 C.用电 3.直接将电能送到用户的网络称为(C)。 A.发电网 B.输电网 C.配电网 4.以高压甚至超高压将发电厂、变电所或变电所之间连接起来的送电网络称为(B)。 A.发电网 B.输电网 C.配电网 《 5.电力生产的特点是(A)、集中性、适用性、先行性。 A.同时性 B.广泛性 C.统一性 6.线损是指电能从发电厂到用户的输送过程中不可避免地发生的(C)损失。 A.电压 B.电流 C.功率和能量 7.在分析用户的负荷率时,选(A)中负荷最高的一个小时的平均负荷作为高峰负荷。 A.一天24小时 B.一个月720小时C一年8760小时 8.对于电力系统来说,峰、谷负荷差越(B),用电越趋于合理。 A.大 B.小 C.稳定 D.不稳定 9.为了分析负荷率,常采用(C)。 > A.年平均负荷 B.月平均负荷 C.日平均负荷 10.突然中断供电会造成经济较大损失、社会秩序混乱或在政治上产生较大影响的

负荷属(B)类负荷。 A.一类 B.二类 C.三类 11.高压断路器具有开断正常负荷和(B)的能力。 A.过载 B.过载、短路故障 C.短路故障 12.供电质量指电能质量与(A) A.供电可靠性 B.供电经济性 C.供电服务质量 13.电压质量分为电压允许偏差、三相电压允许不平衡度、(C)、电压允许波动与闪变。 A.频率允许偏差 B.供电可靠性 C.公网谐波 三相供电电压允许偏差为额定电压的(A) ) A.±7% B. ±10% C.+7%-10% 15.当电压上升时,白炽灯的(C)将下降。 A.发光效率 B.光通量 C.寿命 16.当电压过高时,电动机可能(B)。 A.不能起动 B.绝缘老化加快 C.反转 17.我国国标对35~110kV系统规定的电压波动允许值是(B)。 % 的电压急剧波动引起灯光闪烁、光通量急剧波动,而造成人眼视觉不舒适的现象,称为闪变。 A.连续性 B.周期性 C.间断性 19.电网谐波的产生,主要在于电力系统中存在(C)。 A.电感和电容元件 B.三相参数不对称 C.非线性元件 } 20.在并联运行的同一电力系统中,任一瞬间的(B)在全系统都是统一的。 A.电压 B.频率 C.波形

基本知识介绍_电压等级的划分及电压等级的选择--转载

基本知识介绍 ———电压等级的划分及电压等级的选择 汤继东 1.电压等级的划分 1.1中低压电压等级 低压系统标称电压见表1。 表1 低压系统标称电压(V) 50HZ 我国标准I EC推荐标准 60HZ 220/380230/400120/240(单相三线)277/488 380/660400/690347/600 1000600 在低压系统中,国外有的采用240/415V,如果采用I EC推荐标准230/400V系统,对于我国及使用240/415V的国家来说,在过渡期内,只要调一下电力变压器的接头即可,而电气设备也不必作改动,完全能适应新系统的要求。 中压系统的标称电压见表2。 表2 交流50HZ(60HZ)系统标 称电压及设备的最高电压 系统标称电压(kV) 系列1系列2 设备的最高电压(kV) 3 3.3 3.6 6 6.67.2 101112 1517.5 202224 3336 3540.2 表2的数据是根据I EC60038给出的数据,我国采用系列1的参数,对于33kV与35kV级,I EC正考虑制定一个统一标准。 设备的最高电压实际上规定为设备的额定电压,这里所讲的“设备”,不是指电动机,电动机的额定电压应与系统电压一致,例如在3k V、6k V及10k V 系统中,所用电动机的额定电压也分别为3k V、6k V 及10k V。这里所指“设备”为成套开关柜、熔断器、电压及电流互感器及各种开关设备而言,设备的最高电压或额定工作电压与标称电压系列2相比,一般不高出10%(约为9%),与标称电压系列1相比,一般不高出20%。 不论中压还是低压,在我国尚有些电压等级亟需尽快普及与推广。例如,在中压系统中,20kV电压等级应用得不够普遍,笔者认为,作为中压配电, 20kV比10k V优越。由于20kV比10k V电压高一倍,输出同样功率,线路有功损耗只为10kV线路的1/4。在同样的线路电压损失下,输送同样的功率20kV比10k V电压输送距离高出1倍,或者输送距离一样情况下,20kV比10k V输送容量增加一倍。 目前推行使用20kV电压系统,不论从技术还是从设备上皆不存在问题,传输电缆有专用此电压等级用的12/20(24)kV级电缆,至于成套中压柜,额定电压35k V级早已成熟。生产20kV系统用的额定电压24k V的成套开关柜更无问题,由于20k V 系统尚无普及,与此相适的额定电压24k V成套开关柜生产厂家很少,但可采用40.5kV开关壳体,作为过渡阶段使用,完全能满足使用要求,不过外形体积大了一些罢了。 目前采用660V级标称电压,更没有技术及设 信息技术  电气工程应用2009.245

电压等级的确定

一、电网电压等级的确定,是与供电方式,供电负荷,供电距离等因素有关的. 有关资料提供了供电电压与输送容量的关系: ①当负荷为 2000KW 时,供电电压易选 6KV,输送距离在 3-10 公里; ②当负荷为 3000KW-5000KW 时,供电电压易选 10KV,输送距离在 5-15 公里; ③当负荷为 2000KW-10000KW 时,供电电压易选 35KV,输送距离在 20-50 公里; ④当负荷为10000KW-50000KW 时, 供电电压易选110KV, 输送距离在50-150 公里; ⑤当负荷为50000KW-200000KW 时,供电电压易选220KV,输送距离在150-300 公里; ⑥当负荷为 200000KW 以上时,供电电压易选 500KV,输送距离在 300 公里以上. 但近年来,随着电气设备的进步及电力技术的发展,输送容量及距离有了很大进步. 电力系统电压等级与变电站种类电力系统电压等级有220/380V(0.4 kV),3 kV,6 kV,10 kV,20 kV,35 kV, 66 kV,110 kV,220 kV,330 kV,500 kV.随着电机制造工艺的提高,10 kV 电动机已批量生产,所以 3 kV,6 kV 已较少使用,20 kV,66 kV 也很少使用. 供电系统以 10 kV,35 kV 为主.输配电系统以110 kV 以上为主.发电厂发电机有 6 kV 与10 kV 两种,现在以10 kV 为主,用户均为220/380V(0.4 kV)低压系统. 根据《城市电力网规定设计规则》规定:输电网为 500 kV,330 kV,220 kV, 110kV,高压配电网为 110kV,66kV,中压配电网为 20kV,10kV,6 kV,低压配电网为0.4 kV(220V/380V). 发电厂发出 6 kV 或 10 kV 电,除发电厂自己用(厂用电)之外,也可以用 10 kV 电压送给发电厂附近用户,10 kV供电范围为 10Km,35 kV为20—50Km,66 kV 为30—100Km,110 kV为50—150Km,220 kV 为100—300Km,330 kV为200—600Km,

20kV中压配电电压等级应用研究

20kV中压配电电压等级应用研究-机电论文 20kV中压配电电压等级应用研究 丁永清王大鹏柯乾 (国网池州供电公司,安徽池州247000) 摘要:对20 kV电压等级的技术、经济性能进行分析,对城市中压配电网引入20 kV中压配电电压等级进行了研究。合理配置电压等级,对于国内配电网的建设和发展,具有重大理论和实践意义。 关键词:20 kV中压配电电压等级;技术经济分析;单位负荷年费用 0引言 随着我国城市经济的高速发展和城市建设不断深化,城市电力需求也在大幅增长。城市电网作为城市的重要基础设施,有必要通过合理配置电压等级以更好地满足城市经济发展的需要。 目前国内城市主要采用10 kV作为中压配电网的电压等级,技术和管理经验较为成熟。然而,随着负荷密度不断增长,10 kV配电网建设运行也遇到了新的问题。10 kV线路供电半径短、供电容量小的矛盾越来越突出,进而引发了变电站站址选择和线路走廊出线困难等一系列问题,逐渐成为配电网发展的瓶颈。实践证明,在高负荷密度地区,配电网采用20 kV电压等级不仅从技术上可以提高输电能力,改善电压质量,降低电能损耗,而且落实到工程实践上,也可大大减少中压配电线路占用的线行通道,同时有效节省电网建设投资。在电网负荷密度较高的大城市中心区、工业密集区采用20 kV电压供电,对解决10 kV 供电能力有限、线行通道难落实等问题,不失为一种既经济又有效的途径。苏州的新加坡工业园区1996年在全国率先采用20 kV供电[12],在规划、建设、

运行和维护等方面积累了丰富的经验。多年的运行实践表明,20 kV相对10 kV 在高负荷密度区域,具有供电能力大、电压质量高、电网损耗低等明显的优势[3]。本文通过技术、经济分析,研究20 kV引入的可行性。对20 kV、10 kV两个电压等级进行比较,并提出20 kV配电网的主要技术原则,以合理配置电压等级,促进中压配电网的和谐发展。 120 kV引入的可行性分析 1.120 kV对中压配电网的影响 由理论分析可知,相比于10 kV中压配电电压等级,20 kV具有减少电压损失、增大输送功率、扩大供电范围、降低线损、节约有色金属等技术优势[45]。此外,采用20 kV取代10 kV电压等级,还可以减少主变低压侧的短路电流。 1.220 kV可行性分析 20 kV作为中压配电电压等级,在技术性能上较10 kV存在一定的优势[68]。然而,只有技术上可行,才能保证20 kV的广泛使用。一方面,20 kV 的电气设备应该具备生产能力且造价合理;另一方面,对于20 kV的运行和管理经验需要不断积累。 目前,20 kV设备的生产技术比较成熟,依靠国内水平生产供应20 kV设备是完全有保障的;20 kV设备的造价比10 kV设备有所增加,总体增加幅度在5%~15%的范围内。在20 kV运行管理方面,国内对于20 kV线路升压改造、过电压保护、防雷问题、继电保护方案等都有成熟的运行方案。所以,在我国城市电网采用20 kV作为中压配电电压等级,在技术上是可行的。 220 kV技术经济分析 2.1技术经济分析原则

电力系统习题解答

1. 某电力系统的部分结线如图所示。各线路的额定电压等级已示于图中。 试求:1)发电机G-1,G-2,G-3的额定电压。 2)变压器T-1到T-7的各绕组的额定电压。 G1带负荷,电压升高5%至; G2、G3为发电机-变压器组,电压可直接取为和; T1二次侧电压升高10%,变比为; T2高压侧电压升高10%,变比为121; T3高压侧电压升高10%,变比为121/242; T4变比为121/231 T5变比为121/220 T6变比为110/11; T7变比为110/11。 2. 某系统的日负荷曲线如下所示,求此系统的m ax T 、av P 及全系统一年内的电能消耗。 (夏天152天日负荷曲线) (冬季213天负荷曲线) 10KV 6KV T-7T-6 G-16KV T-1 35KV 110KV G-2 T-3 G-3 10.5KV 13.8KV 220KV T-4 35KV 35KV T-5 110KV LGJ-185/25 LGJ-150/25 LGJ-300/15 LGJ-400/50 LGJ-70/10 T-2 048121620 240 4812162024 3300P(MW)3000 360031003400300033002800 P(MW) t(h) t(h)

3600 ) 329004320053100433003300052800(?+?+?+?+?+? =7738 (h) MW P T P av 3180360087607738 8760max max =?=?= GWh P T W 858.2731607738max max =?=?= 3. 某电力系统的部分结线如图所示。各线路的额定电压等级已示于图中。 试求:1)发电机G-1,G-2,G-3的额定电压。 2)变压器T-1到T-5的各绕组的额定电压。 3)变压器T-1运行于+%分接头,求T-1的变比。 4.部分电力网络的结线如图所示,导线呈正三角形方式排列,导线之间距离为2米。110kV 输电线路以双回线路送电。降压变电所装有二台相同的三相双线圈变压器。1)计算导线温度 为C 040时线路每公里参数。 2)计算变压器参数。 3)计算并列运行时,电力网络的等值参数,并将参数注在等值电路上。 导线:km s r /2625.0120 5 .311Ω== = ρ LGJ-120100km 10KV 110KV 110 /200007-SFZL 6KV 6KV T-7T-3 G-1 10KV T-1 500KV G-3 10.5KV 500KV T-4 35KV 35KV T-5 110KV T-2

浅谈基于故障波形判断输电线路单相接地故障性质的方法

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/d714499251.html, 浅谈基于故障波形判断输电线路单相接地故障性质的方法 作者:王姝黄凯 来源:《科技视界》2017年第33期 【摘要】本文通过对输电线路阻抗组成情况,以及三种典型单相接地故障波形的特点加 以分析,以六次输电线故障波形为例对其印证分析,得出判断输电线路单相接地故障性质的方法,从而提高故障时应急处置速度,保障电能的畅通输送,保障电网的安全可靠运行。 【关键词】输电线路;阻抗角;故障;波形性质 0 前言 输电线路做为电能输送的通道,在电力生产过程中的至关重要。随着我国对清洁能源的需求不断增长,大量的电力能源需要通过输电线路从资源地区输送到负荷中心。越来越多的高压等级、超长距离的输电线路加以建设,以满足大负荷的输送。这些输电线路穿越了复杂的地理环境,不仅有高山、森林、草原、峡谷、河流,还有人口密集的城镇,随之而来的输电线路故障也逐步增多。一旦发生输电线路故障,电力能源不能从资源地区输送到负荷中心,轻则引起局部地区停电,影响人们的日常生产、生活,重则造成区域电网解列,大面积的停电,造成人们的恐慌,甚至影响社会的稳定。输电线路的故障难以避免,如何快速处置输电线路故障,保障电能可靠输送至关重要。处置电力线路故障首要的就是判断出故障的性质,以便快速的组织应急抢修的机具、人员,比如输电线路掉串故障需要准备备件及牵引设备,输电线路树竹放电故障需要对通道进行清理砍伐等。 1 常见输电线路故障类型 做为大负荷输送的输电线路一般电压等级均在220千伏及以上,这类型的架空输电线路对地距离,以及相间距离都较大,发生多相故障的情况较少,出现单相故障的情况较多。在220千伏及以上的电力系统中,采用的中性点接地的运行方式,发生接地故障时会有很大的故障电流,安装在变电站的保护装置检测到故障电流后跳开断路器,切除故障,同时也对故障时的电气量加以记录,以便后期进行分析。 引起输电线路发生单相接地故障的原因经统计,多为雷击、外破或树竹放电、绝缘子串掉落和倒塔。通过近年来在工作中遇到的输电线路故障加以总结归纳,可以通过输电线路发生故障时保护装置记录的故障波形来快速判断。下面将对三种输电线路故障保护波形分析加以分析甄别、判断,希望对处置快速处置输电线路有所帮助。 2 输电线路故障判断原理

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