变电站有了抗震“神器”

电力18讯：　　  8月8日，四川省阿坝藏族羌族自治州九寨沟县发生7级地震；8月9日，新疆博尔塔拉州精河县发生6.6级地震。距离九寨沟县震中约100千米的临江330千伏变电站震时烈度为6度，距离博尔塔拉州精河县震中约为90千米的乌苏750千伏变电站震时烈度为5至6度。地震发生时，这两个变电站内的电力设施之所以能稳定运行，中国电科院研发的新型减隔震装置功不可没。
　　近年来，我国强烈地震发生较为频繁，给震区电网的正常运行带来了不同程度的危害。为解决高抗震设防烈度下变电站内电气设备抗震能力不足的难题，中国电科院程永锋博士带领抗震研究团队开展了一系列关键技术攻关，确立了抗震设防标准，研发出新型减隔震装置，明确了抗震性能判定准则，从而形成了变电站电气设备抗震成套技术。这套技术已在国内多个变电站电力设施中成功应用，保障了地震作用下超高压特高压混连电网的安全稳定运行。
　　十年坚守 攻坚克难
　　2008年，汶川大地震造成110千伏及以上变电站停运90座，电力损失负荷达685万千瓦，给电网造成的直接经济损失超过120亿元。同时，国内外变电站电气设备抗震研究存在四大技术难题：一是缺乏电气设备本体抗震能力提升的关键技术；二是缺乏统一的电气设备抗震试验技术；三是缺乏完善的电气设备抗震设计方法；四是在地震高烈度区，缺乏提高电气设备抗震能力的减隔震技术。
　　为解决这些难题，降低电力设施在地震中的受损程度，中国电科院历经十年电力设施抗震研究技术攻关，形成了以电力设施减隔震装置为载体的减隔震技术。其中，减震技术主要应用于变电站内避雷器等支柱类设备，通过增加设备结构阻尼来降低设备动力响应，从而保护电气设备；隔震技术主要应用于主控楼、变压器等重型电力设施，通过改变整个设施结构体系频率，避开地震卓越频率来减小设施结构动力响应，从而保护电力设施。
　　十年间，在国家电网公司的大力支持下，研究团队在抗震设防标准、抗震设计反应谱、抗震数值仿真分析等理论方面开展了大量工作，累计开展50余次地震模拟振动台试验，试验工况多达几百种。在高压电气设备新型结构体系、抗震试验技术、抗震设计方法和减隔震装置研制等技术领域取得了突破，研究团队也由最初的3人发展到如今的21人，团队成员已能在变电站抗震性能评估、抗震试验能力校核、减隔震技术研发与应用方面独当一面，赢得了业界广泛赞誉和认可。
　　截至目前，该技术已获得发明专利授权30余项；修订国家标准1项，编制团体标准1项、国家电网公司企业标准6项，正在编制行业标准1项；出版科技专著1部，发表中文核心及以上期刊论文50余篇；获得2016年度新疆自治区科技进步奖一等奖1项。
　　工程应用 经受考验
　　从2008年至今，电力设施减隔震装置应用工程达30余项。其中，在特高压工程快速建设期间，一些特高压变电站（换流站）不可避免地选择了7度至8度的高烈度区，站内许多设施呈现高、柔、重、易脆断等特点，地震易损性高。
　　减隔震装置作为提高特高压设备抗震能力高效的技术载体，被成功地应用于锡盟―山东、灵州―绍兴、蒙西―天津南、榆横―潍坊等多个特高压输变电工程中，为特高压电网安全稳定运行提供了坚强的技术保障。
　　新疆是国家“一带一路”战略中巴经济走廊的起点，电网建设规模大、电压等级高，而新疆处于印度板块和欧亚板块碰撞的地震多发地区，作为新疆地区重要的750千伏伊犁―库车等输变电工程，减隔震装置在8度区的伊犁、阿克苏、乌苏、喀什、库车、巴楚等750千伏变电站中被广泛采用，保证了新疆地区变电站电气设施的安全稳定运行。此外，电力设施减隔震装置在江苏龙湖、宝兰客专沿线、四川色达等数十个110千伏至500千伏变电站工程中也得到了广泛应用。
　　8月8日和8月9日，四川阿坝州九寨沟和新疆精河地震发生时，受到震时烈度6度影响的330千伏临江变电站、受到震时烈度5至6度影响的750千伏乌苏变电站震感明显。采用减震装置的隔离开关、断路器、避雷器等设备均运行正常，同时应用隔震技术的临江站内主控楼在平缓运动并发挥隔震功能，表明减隔震技术在降低电力设施遭受地震危害方面具有明显的作用。
　　“中国电科院研发的减隔震技术显著提高了高烈度区电气设备的抗震能力，推动了行业技术进步，引领了电气设备抗震技术的发展，为变电站的抗震工作开展提供了重要的理论支撑和技术支持。”中国工程院院士葛修润给予这一技术高度评价。
　　中国电科院研发的减隔震装置与国外同类装置相比，取材常规且耐久性能更稳定、减震效率提高20%以上、工程应用造价仅为其三分之一至四分之一，在逐步占领国内市场的同时，也引起了海外企业的重点关注。
　　未来，这套技术成果将致力于走向国际，开拓海外市场，为加快推进“一带一路”和全球能源互联网+建设作出应有的贡献。