【正文】 高電壓技術(shù)講義 武漢理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 緒 論 ? 課程簡(jiǎn)介 ? 本課程性質(zhì)和任務(wù) ? 教學(xué)基本要求 ? 課程內(nèi)容 ? 重點(diǎn)和難點(diǎn) 高電壓技術(shù)是電工學(xué)科的一個(gè)重要分支，它涉及到數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、材料等基礎(chǔ)學(xué)科，主要研究高電壓（強(qiáng)電場(chǎng)）下的各種電氣物理問題。 20世紀(jì) 60年代以來，高電壓技術(shù)一直不斷吸收其他學(xué)科尤其是新科技領(lǐng)域的成果，促進(jìn)自身發(fā)展；也促進(jìn)了電力傳輸、大功率脈沖技術(shù)、激光技術(shù)、核物理等科技領(lǐng)域的發(fā)展，顯示出強(qiáng)大的活力。 課程簡(jiǎn)介 高電壓技術(shù)專業(yè) ? 研究高電壓 /高電場(chǎng)下的現(xiàn)象與應(yīng)用 ? 高電壓技術(shù)與電力系統(tǒng)有密切關(guān)系 高電壓的早期發(fā)展與電能的傳輸是密切相關(guān)的 。 目前高電壓技術(shù)與現(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)展仍是息息相關(guān)的 . ? 高電壓技術(shù)與若干非電力系統(tǒng)有密切關(guān)系 高電壓技術(shù)早已超出了電力和電工部門而在很多領(lǐng)域得到應(yīng)用 : 脈沖功率技術(shù) ,靜電技術(shù) ,放電等離子體 ,液體中放電的應(yīng)用等 . ? 包括三門專業(yè)課 : 高電壓絕緣 , 高電壓試驗(yàn)技術(shù) , 過電壓及其防護(hù) 教學(xué)基本要求 本課程的教學(xué)環(huán)節(jié)包括課堂講授，學(xué)生自學(xué)，實(shí)驗(yàn)，習(xí)題，答疑和考試。通過上述基本教學(xué)步驟，使學(xué)生獲得各種電介質(zhì)的絕緣特性和提高抗電強(qiáng)度方法的知識(shí)；了解高電壓試驗(yàn)設(shè)備原理、試驗(yàn)方法；掌握波過程的基本理論，具有分析計(jì)算供電系統(tǒng)中大氣過電壓、操作過電壓的能力，學(xué)會(huì)限制各種過電壓的措施，理解供電系統(tǒng)中絕緣配合的原則。 課程內(nèi)容 第一篇 各類電介質(zhì)在高電場(chǎng)下的特性 教學(xué)內(nèi)容：氣體放電的基本物理過程；氣體介質(zhì)的 氣強(qiáng)度；液體和固體介質(zhì)的電氣特性。 第二篇 電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)技術(shù) 教學(xué)內(nèi)容：電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)；絕緣的高電壓 試驗(yàn)。 第三篇 電力系統(tǒng)過電壓與絕緣配合 教學(xué)內(nèi)容：輸電線路和繞組中的波過程；雷電放電與 防雷保護(hù)裝置；電力系統(tǒng)的防雷保護(hù)；內(nèi)部過電壓； 電力系統(tǒng)絕緣配合。 重點(diǎn)和難點(diǎn) 課程的重點(diǎn)包括： ? 湯遜理論和流注理論等氣體放電的基本理論、電場(chǎng) 型式及其與擊穿特性的關(guān)系、液體和固體電介質(zhì)的絕緣特性； ? 絕緣特性的測(cè)量方法、電氣設(shè)備的高電壓試驗(yàn)設(shè)備及原理； ? 線路和繞組中的波過程、電力系統(tǒng)中的過電壓及其防護(hù)、絕緣配合。 課程的難點(diǎn)是： ? 湯遜、流注氣體放電理論的理解； ? 電介質(zhì)的極化、電導(dǎo)和損耗的物理概念及其工程概念、介質(zhì)損耗和局部放電試驗(yàn)的試驗(yàn)原理和試驗(yàn)方法； ? 線路和繞組中的波過程。 刊 名 出 版 單 位 種類 國(guó)家 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào) 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì) 半月刊 中國(guó) 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 國(guó)家電力公司電力自動(dòng)化研究院 半月刊 中國(guó) 電工電能新技術(shù) 中國(guó)科學(xué)院電工研究所 季刊 中國(guó) 電網(wǎng)技術(shù) 中國(guó)電力科學(xué)研究院 半月刊 中國(guó) 電工技術(shù)學(xué)報(bào) 中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì) 雙月刊 中國(guó) 高電壓技術(shù) 國(guó)家電力公司武漢高壓研究所 月刊 中國(guó) 電力自動(dòng)化設(shè)備 國(guó)家電力調(diào)度通信中心 月刊 中國(guó) 電力系統(tǒng)及自動(dòng)化學(xué)報(bào) 天津大學(xué) 雙月刊 中國(guó) 變壓器 沈陽(yáng)變壓器研究所 月刊 中國(guó) 大電機(jī)技術(shù) 哈爾濱大電機(jī)研究所 雙月刊 中國(guó) 鐵道學(xué)報(bào) 中國(guó)鐵道學(xué)會(huì) 雙月刊 中國(guó) 清華大學(xué)學(xué)報(bào) 清華大學(xué) 月刊 中國(guó) 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào) 西安交通大學(xué) 月刊 中國(guó) 西南交通大學(xué)學(xué)報(bào) 西南交通大學(xué) 雙月刊 中國(guó) IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation Institute of Electrical and Electronic Engineers 月刊 美國(guó) IEEE Electrical insulation magazine Institute of Electrical and Electronic Engineers 月刊 美國(guó) IEEE Transaction on Power Delivery Institute of Electrical and Electronic Engineers 月刊 美國(guó) IEEE Potentials Institute of Electrical and Electronic Engineers 月刊 美國(guó) IEEE Transaction on Power System Institute of Electrical and Electronic Engineers 月刊 美國(guó) IEEE Transaction on Instrumentation and Measurement Institute of Electrical and Electronic Engineers 月刊 美國(guó) IEEE Transaction on Signal Processing Institute of Electrical and Electronic Engineers 月刊 美國(guó) IEEE Power and Energy Magazine Institute of Electrical and Electronic Engineers 月刊 美國(guó) IEE Conference Publication Institute of Electrical Engineers 月刊 英國(guó) IEE Proceedings, Part B: Electric Power Applications Institute of Electrical Engineers 月刊 英國(guó) KIEE International Transactions on Electrophsics and Applications Korean Institute of Electrical Engineers 月刊 韓國(guó) IEEE Power Engineering Review Institute of Electrical and Electronics Engineers 月刊 美國(guó) IEEE Transactions on Energy Conversion IEEE Power Engineering Society 季刊 美國(guó) IEE Power Engineering Journal Institute of Electrical Engineers 雙月刊 英國(guó) Transactions on Electrical and Electronic Materials Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers 雙月刊 韓國(guó) 名稱 主辦及協(xié)助單位 時(shí)間 中國(guó)高等學(xué)校電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)術(shù)年會(huì) 中國(guó)教育部 一年一次 全國(guó)工程電介質(zhì)學(xué)術(shù)會(huì)議 中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)工程電介質(zhì)專委會(huì) 兩年一次 Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena, CEIDP Dielectrics and Electrical Insulation Society, DEIS 一年一次 International Conference on Dielectric Liquids, ICDL Dielectrics and Electrical Insulation Society, DEIS 三年一次 International Conference on Solid Dielectrics, ICSD Dielectrics and Electrical Insulation Society, DEIS 三年一次 International Conference on Properties and Applications of Dielectric Materials, ICPADM Dielectrics and Electrical Insulation Society, DEIS 三年一次 International Symposium on Electrical Insulation, ISEI Dielectrics and Electrical Insulation Society, DEIS 兩年一次 International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum , ISDEIV DEIV。Tavirda E； DEIS 兩年一次 International Symposium on Electrical Insulating Materials, ISEIM IEEJapan ； DEIS 一年一次 International Symposium on High Voltage Engineering, ISH CSE Engrg； NNSFC； Tsinghua； DEIS 兩年一次 圖 01實(shí)際輸電線路圖 動(dòng)力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)示意圖 圖 02 動(dòng)力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)示意圖 電力工程的發(fā)展 電力工程是 20世紀(jì)對(duì)人類影響最大的 20項(xiàng)工程技術(shù)成果之一（美國(guó)工程院聯(lián)合 30多家美國(guó)職業(yè)工程協(xié)會(huì)的調(diào)查）。 發(fā)展簡(jiǎn)史 1875年－法國(guó)巴黎建成世界上第一座火力發(fā)電廠； 1879年－中國(guó)上海公共租界點(diǎn)亮了第一盞燈； 1882年－在上海創(chuàng)辦了中國(guó)第一家公用電業(yè)公司 （上海電氣公司）； 1891年－德國(guó)建設(shè)世界上第一臺(tái)三相交流發(fā)電機(jī) （ ） 1985年－ 1150kV輸電線， 6年商業(yè)運(yùn)行 輸電電壓提高 1倍，輸送功率的能力提高幾倍？ 電能從產(chǎn)生到銷費(fèi)的四個(gè)環(huán)節(jié)：發(fā)電、輸電、配電、用電。 電壓等級(jí)的劃分 高壓 (HV): 35～ 220kV 超高壓 (EHV): 330kV及以上、 1000kV以下 特高壓 (UHV): 1000kV及以上 高壓直流 (HVDC): +/600kV及以下 特高壓直流 (UHVDC): +/600kV以上 我國(guó)高壓電網(wǎng) : 110及 220kV， 超高壓電網(wǎng) : 330,500,750kV， 特高壓電網(wǎng)： 1000kV交流及 +/800kV直流 一、電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)是如何劃分的、依據(jù)是什么？ 電暈 電能污染 1kV 36V 高壓 低壓 普通高壓 1~250kV 超高壓 250~1000kV 特高壓 1000kV及以上 電壓等級(jí)劃分的級(jí)差為 2~3倍。 電網(wǎng)的基本功能 電能不能大規(guī)模儲(chǔ)存，發(fā)電和用電實(shí)時(shí)保持供需平衡 電網(wǎng)＝輸電網(wǎng)＋配電網(wǎng) 提高功率輸送能力： 提高電壓等級(jí)； 降低線路阻抗 區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)：電力資源優(yōu)化配置，電力經(jīng)濟(jì)調(diào)度 電網(wǎng)的發(fā)展歷史 歐美： 1908年－第一條 110kV線路（美國(guó)）； 1923年－ 230kV（ 美國(guó)） ； 1952年－世界第一條 380kV超高壓線路（瑞典） 1954年－ 345kV（ 美國(guó)） ； 1964年－ 500kV（ 美國(guó)）； 1965年－世界第一條 735kV線路（加拿大） 1969年－ 765kV（ 美國(guó)） 蘇聯(lián)： 1952年－ 330kV線路； 1956年－ 400kV 1964年－建成完善的 500kV輸電系統(tǒng) (源自 400kV) 1967年－ 750kV； 1985年－ 1150kV； 中國(guó)的輸電線路 早期輸電線路的電壓視具體工程決定，電壓等級(jí)繁多、混亂。 1908年－ 22kV（ 石龍壩水電站－昆明）； 1921年－ 33kV（ 石景山電廠－北京城） ； 1933年－ 44kV（ 撫順電廠出線）； 1934年－ 66kV（ 延邊－老頭溝） 1935年－ 154kV（ 撫順電廠－鞍鋼）； 1943年－ 110kV（ 鏡泊湖水電廠－延邊） ； （續(xù)） 新中國(guó) 1949年統(tǒng)一電壓等級(jí) 1952年－京津唐 110kV輸電網(wǎng)； 1954年－東北電網(wǎng) 220kV骨干網(wǎng)架； 1972年－ 330kV劉－天－關(guān)線路 (534km)， 形成西北電網(wǎng)330kV骨干網(wǎng)架 ； 1981年－ 500kV姚孟－武昌 (595km)， 83年葛洲壩－武昌和葛洲壩－雙河兩回 500kV， 形成華中 500kV骨干網(wǎng)架； 1989年－ +/500kV葛洲壩 上海直流線路，實(shí)現(xiàn)華中華東大區(qū)間直流聯(lián)網(wǎng)； 90年后， 220kV、 500kV線路迅速鋪開。 目前世界上已基本形成兩個(gè)主要的超高壓－特高壓電壓等級(jí)系列 (交流 )： 330(345)－ 750(765)－ 1500kV 500－ 1000(1100)kV 交流 750kV系統(tǒng)： 2021年 9月 26日，西北 750kV青海官亭至甘肅蘭州東輸變電示范工程正式投入運(yùn)行，線路全長(zhǎng) 141km。 交流 1000kV系統(tǒng)： 陜北煤電基地－山西晉東南煤電