FutureEnergy项目为超高压提供了新的校准服务,并为雷电脉冲分压器提供了良好的实践指南。
电力网络正面临着不断增长的能源需求,以驱动电动汽车和热泵等产品,同时,远程可再生能源的整合也在增加,这将电力传输水平推向了更高的电压。
传统上,电力是以高压(HVAC)下的交流电(AC)在网络上传输的。高电压提高了效率,因为同样的功率可以用更低的电流传输,所以能量不会因为电阻而损失。为了进一步减少损失(目前相当于每年1.5亿吨二氧化碳),正在引入1000千伏或以上的特高压(UHVDC)级直流(DC)输电线路,因为它们在长距离上效率更高。
特高压输电线路能否成功的关键因素是对特高压设备进行介电测试。测试验证了材料的强度,如网格组件和仪器,可以承受这些极端电压造成的应力。尽管国际电工委员会标准IEC 60060-2高压测试技术中概述了测试和校准方法,但电压现在增加到高于该标准所涵盖的水平,因此需要扩展测试方法,以跟踪直流电高达2000千伏和闪电脉冲(LI)测量系统的2800千伏。
现已完成的EMPIR项目“未来能源传输计量学”(19ENG02, FutureEnergy)解决了这些问题。
该项目的早期成果是在RISE、瑞典国家计量研究所(NMI)和德国国家计量研究所PTB建造了7个新的200千伏高压直流分压器模块。
这使得欧洲高压行业推出了新的1200千伏高压直流校准服务。已经为客户进行了七次校准。
需要分压器来降低极高的电压水平,例如在雷电冲击试验中使用的电压水平,使其允许测量并保护人员。该联盟已经编制了一份关于特高压雷电脉冲(LI)分压器表征方法的良好实践指南,其中包括如何处理前振荡、电晕、接近和信号电缆影响等建议。虽然主要针对执行测试的工程师,但该指南还包含技术细节的附件,供感兴趣的读者使用。
新的或改进的校准和测量声明(CMC)
·该项目证明了CMC对特高压直流电和特高压交流电的索赔具有前所未有的低测量不确定性:RISE(6个200千伏模块)将屏蔽式精密模块化高压直流分压器从1000千伏扩展到1200千伏。一种设计衍生产品是分压器,它也具有HVAC至660千伏、开关脉冲(SI)至1000千伏和闪电脉冲(LI)至1400千伏的可追溯性(在目前的两种高压模块配置中)。1600千伏特高压直流的第三个模块正在准备中,交流、SI和LI分别增加到1000、1300和2100千伏。
·PTB还将屏蔽精密模块化高压直流分压器从200千伏扩展到1200千伏,从200千伏扩展到400千伏,用于TüBITAK-UME(土耳其NMI)。
·RISE和PTB现在对高达1200 kV的特高压直流程序有了新的CMC要求,测量不确定度扩展到< 20 μ V/V。TüBITAK-UME对他们的系统也有类似的新要求。
·PTB开发了一种新型屏蔽分压器,并更新了高达1600千伏(四个400千伏模块)的特高压直流校准程序,CMC声称扩展了< 40 μ V/V的测量不确定度。第五个400千伏模块也可以增加到2000千伏。
·RISE设计并制造了一种新型紧凑轻便的模块化通用RCR分压器,目前可达到1000 kV HVDC(两个HV模块),扩展测量不确定度< 40μV/V。该分压器可扩展到1600千伏(三个HV模块)和2000千伏(四个HV模块)与未来的索赔。
·PTB、RISE、荷兰NMI的VSL和芬兰NMI的VTT MIKES现在具有800 kV特高压vac的校准能力,测量不确定度扩展到20 μ V/V。
·PTB, RISE, VSL和VTT MIKES也提交了与高压电容器相关的UHVAC校准的更新CMC声明。这些现已提交给EURAMET TC-EM。
该项目在为特高压直流输电和特高压交流输电网络开发仪器和技术方面的工作——包括现场应用——将改善这一重要领域的测量不确定性。这不仅可以让能源运营商将电力损失降至最低,还可以改善对关键电网组件的监控。