【正文】 高電壓技術講義 武漢理工大學自動化學院 緒 論 ? 課程簡介 ? 本課程性質和任務 ? 教學基本要求 ? 課程內容 ? 重點和難點 高電壓技術是電工學科的一個重要分支，它涉及到數學、物理、化學、材料等基礎學科，主要研究高電壓（強電場）下的各種電氣物理問題。 20世紀 60年代以來，高電壓技術一直不斷吸收其他學科尤其是新科技領域的成果，促進自身發(fā)展；也促進了電力傳輸、大功率脈沖技術、激光技術、核物理等科技領域的發(fā)展，顯示出強大的活力。 課程簡介 高電壓技術專業(yè) ? 研究高電壓 /高電場下的現象與應用 ? 高電壓技術與電力系統(tǒng)有密切關系 高電壓的早期發(fā)展與電能的傳輸是密切相關的 。 目前高電壓技術與現代電力系統(tǒng)的發(fā)展仍是息息相關的 . ? 高電壓技術與若干非電力系統(tǒng)有密切關系 高電壓技術早已超出了電力和電工部門而在很多領域得到應用 : 脈沖功率技術 ,靜電技術 ,放電等離子體 ,液體中放電的應用等 . ? 包括三門專業(yè)課 : 高電壓絕緣 , 高電壓試驗技術 , 過電壓及其防護 教學基本要求 本課程的教學環(huán)節(jié)包括課堂講授，學生自學，實驗，習題，答疑和考試。通過上述基本教學步驟，使學生獲得各種電介質的絕緣特性和提高抗電強度方法的知識；了解高電壓試驗設備原理、試驗方法；掌握波過程的基本理論，具有分析計算供電系統(tǒng)中大氣過電壓、操作過電壓的能力，學會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。 課程內容 第一篇 各類電介質在高電場下的特性 教學內容：氣體放電的基本物理過程；氣體介質的 氣強度；液體和固體介質的電氣特性。 第二篇 電氣設備絕緣試驗技術 教學內容：電氣設備絕緣預防性試驗；絕緣的高電壓 試驗。 第三篇 電力系統(tǒng)過電壓與絕緣配合 教學內容：輸電線路和繞組中的波過程；雷電放電與 防雷保護裝置；電力系統(tǒng)的防雷保護；內部過電壓； 電力系統(tǒng)絕緣配合。 重點和難點 課程的重點包括： ? 湯遜理論和流注理論等氣體放電的基本理論、電場 型式及其與擊穿特性的關系、液體和固體電介質的絕緣特性； ? 絕緣特性的測量方法、電氣設備的高電壓試驗設備及原理； ? 線路和繞組中的波過程、電力系統(tǒng)中的過電壓及其防護、絕緣配合。 課程的難點是： ? 湯遜、流注氣體放電理論的理解； ? 電介質的極化、電導和損耗的物理概念及其工程概念、介質損耗和局部放電試驗的試驗原理和試驗方法； ? 線路和繞組中的波過程。 刊 名 出 版 單 位 種類 國家 中國電機工程學報 中國電機工程學會 半月刊 中國 電力系統(tǒng)自動化 國家電力公司電力自動化研究院 半月刊 中國 電工電能新技術 中國科學院電工研究所 季刊 中國 電網技術 中國電力科學研究院 半月刊 中國 電工技術學報 中國電工技術學會 雙月刊 中國 高電壓技術 國家電力公司武漢高壓研究所 月刊 中國 電力自動化設備 國家電力調度通信中心 月刊 中國 電力系統(tǒng)及自動化學報 天津大學 雙月刊 中國 變壓器 沈陽變壓器研究所 月刊 中國 大電機技術 哈爾濱大電機研究所 雙月刊 中國 鐵道學報 中國鐵道學會 雙月刊 中國 清華大學學報 清華大學 月刊 中國 西安交通大學學報 西安交通大學 月刊 中國 西南交通大學學報 西南交通大學 雙月刊 中國 IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation Institute of Electrical and Electronic Engineers 月刊 美國 IEEE Electrical insulation magazine Institute of Electrical and Electronic Engineers 月刊 美國 IEEE Transaction on Power Delivery Institute of Electrical and Electronic Engineers 月刊 美國 IEEE Potentials Institute of Electrical and Electronic Engineers 月刊 美國 IEEE Transaction on Power System Institute of Electrical and Electronic Engineers 月刊 美國 IEEE Transaction on Instrumentation and Measurement Institute of Electrical and Electronic Engineers 月刊 美國 IEEE Transaction on Signal Processing Institute of Electrical and Electronic Engineers 月刊 美國 IEEE Power and Energy Magazine Institute of Electrical and Electronic Engineers 月刊 美國 IEE Conference Publication Institute of Electrical Engineers 月刊 英國 IEE Proceedings, Part B: Electric Power Applications Institute of Electrical Engineers 月刊 英國 KIEE International Transactions on Electrophsics and Applications Korean Institute of Electrical Engineers 月刊 韓國 IEEE Power Engineering Review Institute of Electrical and Electronics Engineers 月刊 美國 IEEE Transactions on Energy Conversion IEEE Power Engineering Society 季刊 美國 IEE Power Engineering Journal Institute of Electrical Engineers 雙月刊 英國 Transactions on Electrical and Electronic Materials Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers 雙月刊 韓國 名稱 主辦及協助單位 時間 中國高等學校電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)學術年會 中國教育部 一年一次 全國工程電介質學術會議 中國電工技術學會工程電介質專委會 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實際輸電線路圖 動力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)和電力網示意圖 圖 02 動力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)和電力網示意圖 電力工程的發(fā)展 電力工程是 20世紀對人類影響最大的 20項工程技術成果之一（美國工程院聯合 30多家美國職業(yè)工程協會的調查）。 發(fā)展簡史 1875年－法國巴黎建成世界上第一座火力發(fā)電廠； 1879年－中國上海公共租界點亮了第一盞燈； 1882年－在上海創(chuàng)辦了中國第一家公用電業(yè)公司 （上海電氣公司）； 1891年－德國建設世界上第一臺三相交流發(fā)電機 （ ） 1985年－ 1150kV輸電線， 6年商業(yè)運行 輸電電壓提高 1倍，輸送功率的能力提高幾倍？ 電能從產生到銷費的四個環(huán)節(jié)：發(fā)電、輸電、配電、用電。 電壓等級的劃分 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 我國高壓電網 : 110及 220kV， 超高壓電網 : 330,500,750kV， 特高壓電網： 1000kV交流及 +/800kV直流 一、電力系統(tǒng)的電壓等級是如何劃分的、依據是什么？ 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 電壓等級劃分的級差為 2~3倍。 電網的基本功能 電能不能大規(guī)模儲存，發(fā)電和用電實時保持供需平衡 電網＝輸電網＋配電網 提高功率輸送能力： 提高電壓等級； 降低線路阻抗 區(qū)域電網互聯：電力資源優(yōu)化配置，電力經濟調度 電網的發(fā)展歷史 歐美： 1908年－第一條 110kV線路（美國）； 1923年－ 230kV（ 美國） ； 1952年－世界第一條 380kV超高壓線路（瑞典） 1954年－ 345kV（ 美國） ； 1964年－ 500kV（ 美國）； 1965年－世界第一條 735kV線路（加拿大） 1969年－ 765kV（ 美國） 蘇聯： 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 1949年統(tǒng)一電壓等級 1952年－京津唐 110kV輸電網； 1954年－東北電網 220kV骨干網架； 1972年－ 330kV劉－天－關線路 (534km)， 形成西北電網330kV骨干網架 ； 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骨干網架； 1989年－ +/500kV葛洲壩 上海直流線路，實現華中華東大區(qū)間直流聯網； 90年后， 220kV、 500kV線路迅速鋪開。 目前世界上已基本形成兩個主要的超高壓－特高壓電壓等級系列 (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行，線路全長 141km。 交流 1000kV系統(tǒng)： 陜北煤電基地－山西晉東南煤電