【正文】 《高電壓絕緣技術(shù)》課題報告 第二組 HUNAN UNIVERSITY我國特高壓交直流輸電技術(shù)的對比分析 學(xué) 院 電氣與信息工程學(xué)院 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 班 級 電自1101班 小組成員：20110701110劉洋 20110701111張宇松 20110701117劉飛楚 目錄 摘要二、我國特高壓輸電技術(shù)的現(xiàn)狀與未來 國外特高壓發(fā)展概況 特高壓交、直流輸電特性 特高壓輸電方式適用場合 特高壓交直流輸電技術(shù)的對比 結(jié)語....................................12摘要：從世界范圍看，特高壓輸電技術(shù)將長期發(fā)展。根據(jù)中國電網(wǎng)的發(fā)展趨勢，特高壓電網(wǎng)將由１０００ｋＶ級交流輸電系統(tǒng)和177。８００ｋＶ級直流系統(tǒng)組成。根據(jù)特高壓交流和直流２種輸電方式不同的技術(shù)經(jīng)濟特性，比較分析了兩者的適用場合，并對特高壓輸電線路的防雷保護、可靠性、穩(wěn)定性、電磁環(huán)境、絕緣子選型和交直流配合等技術(shù)問題，分別展開比較。得出主要結(jié)論：特高壓交流主要定位于近距離大容量輸電和更高一級電壓等級的網(wǎng)架建設(shè)，特高壓直流主要定位于送受關(guān)系明確的遠距離大容量輸電以及部分大區(qū)、省網(wǎng)之間的互聯(lián)；特高壓直流的正極性導(dǎo)線比負極性導(dǎo)線更易遭受雷害；應(yīng)避免出現(xiàn)由一個大電廠通過數(shù)回特高壓交流線路集中送至同一地區(qū)的情況，也要重視包含多回特高壓和超高壓直流線路的“多饋入直流輸電系統(tǒng)”的安全穩(wěn)定問題；建議中國特高壓輸電線路優(yōu)先采用大噸位、高強度的合成絕緣子，并采用由數(shù)片玻璃防污絕緣子和合成絕緣子構(gòu)成的組合絕緣子方式，避免合成絕緣子芯棒碳化脆斷的事故發(fā)生。關(guān)鍵詞：特高壓交流；特高壓直流；防雷；可靠性；穩(wěn)定性；電磁環(huán)境；絕緣子；交直流配合我國特高壓輸電技術(shù)的現(xiàn)狀與未來引言：大智慧阿思達克通訊社2月28日訊，國家電網(wǎng)公司26日發(fā)布2013年社會責(zé)任報告。2013年國網(wǎng)特高壓累計輸電1390億千瓦時，同比增長93%，每年拉動GDP增長約3200億元。關(guān)鍵詞：特高壓輸電、我國特高壓直流輸電技術(shù)、我國特高壓交流輸電技術(shù)、現(xiàn)狀、發(fā)展前景一、特高壓輸電 概述： 特高壓是世界上最先進的輸電技術(shù)。交流輸電電壓一般分為高壓、超高壓和特高壓。國際上，高壓(HV)通常指35220kV電壓。超高壓(EHV)通常指330kV及以上、1000kV以下的電壓。特高壓(UHV)定義為1000kV及以上電壓。而對于直流輸電而言，高壓直流(HVDC)通常指的是177。600kV及以下的直流輸電電壓，177。800kV（177。750kV）以上的電壓稱為特高壓直流(UHVDC)。 我國發(fā)展特高壓輸電指的是在現(xiàn)有500kV交流和177。500kV直流之上采用更高一級的電壓等級輸電技術(shù)，包括1000kV級交流特高壓和177。800kV級直流特高壓兩部分，簡稱國家特高壓骨干電網(wǎng)。特高壓輸電是在超高壓輸電的基礎(chǔ)上發(fā)展的，其目的仍是繼續(xù)提高輸電能力，實現(xiàn)大功率的中、遠距離輸電，以及實現(xiàn)遠距離的電力系統(tǒng)互聯(lián)，建成聯(lián)合電力系統(tǒng)。特高壓輸電具有明顯的經(jīng)濟效益。據(jù)估計,1條1150千伏輸電線路的輸電能力可代替5～6條500千伏線路,或3條750千伏線路?？蓽p少鐵塔用材三分之一,節(jié)約導(dǎo)線二分之一,節(jié)省包括變電所在內(nèi)的電網(wǎng)造價10～15%。1150千伏特高壓線路走廊約僅為同等輸送能力的 500千伏線路所需走廊的四分之一，這對于人口稠密、土地寶貴或走廊困難的國家和地區(qū)會帶來重大的經(jīng)濟和社會效益。 國內(nèi)外高電壓輸電技術(shù)發(fā)展 特高壓交流輸電技術(shù)的研究始于60年代后半期。當(dāng)時西方工業(yè)國家的電力工業(yè)處在快速增長時期，美國、前蘇聯(lián)、意大利、加拿大、德國、日本、瑞典等國家根據(jù)本國的經(jīng)濟增長和電力需求預(yù)測，都制定了本國發(fā)展特高壓的計劃。美國、前蘇聯(lián)、日本、意大利均建設(shè)了特高壓試驗站和試驗線段，專門研究特高壓輸變電技術(shù)及相關(guān)輸變電設(shè)備。 前蘇聯(lián)　　前蘇聯(lián)從70年代末開始進行1150kV輸電工程的建設(shè)，在其第二階段建設(shè)計劃中實施了緊湊化設(shè)計，設(shè)計結(jié)果增大了自然輸送功率，減小了線路走廊，降低單位輸送容量造價，并改善了特高壓線路的電磁環(huán)境。他們還在防雷、防污閃、帶電作業(yè)、電磁環(huán)境方面有新的技術(shù)突破，并制定了相應(yīng)的技術(shù)導(dǎo)則。1985年建成?；退箞D茲－科克切塔夫－庫斯坦奈特高壓線路，全長900km，按1150kV電壓投入運行，至1994年已建成特高壓線路全長2634km。運行情況表明：所采用的線路和變電站的結(jié)構(gòu)基本合理。特高壓變壓器、電抗器、斷路器等重大設(shè)備經(jīng)受了各種運行條件的考驗。自投運后一直運行正常。在1991年，由于前蘇聯(lián)解體和經(jīng)濟衰退，電力需求明顯不足，導(dǎo)致特高壓線路降壓至500kV運行。前蘇聯(lián)的1150kV線路是采用8AS330/43分裂導(dǎo)線，拉V塔高為40m，根據(jù)不同區(qū)域的覆冰情況，檔距為385m～425m?！　≡谠摼€路的防污設(shè)計中，針對該線路沿線污穢的分布規(guī)律、土壤狀況（穿越的部分地區(qū)屬鹽堿性土壤）及所經(jīng)區(qū)域35kV～500kV線路的運行經(jīng)驗，確定線路絕緣子所采用的泄漏比距要高于常用的泄漏比距（λ＝）。在1150kV線路的防雷設(shè)計中，反擊耐雷水平可以承受高達250kA的沖擊電流，在1989年和1990年，年，主要是由繞擊引起的跳閘。新設(shè)計中分裂導(dǎo)線數(shù)將更多，相間距離將更小。對于導(dǎo)線分裂數(shù)，相間距離的1150kV線路來說，　　自然輸送功率可高達7GW，由于電力需求不足的原因，這一設(shè)計還不曾使用于工程實際中。 日本　　日本是世界上第二個采用交流百萬伏級電壓等級輸電的國家。為滿足沿海大型原子能電站送電到負荷中心的需要并最大程度地節(jié)省線路走廊，日本從1973年開始特高壓輸電的研究，不僅因為特高壓系統(tǒng)的輸電能力是500kV系統(tǒng)的4～5倍，而且可解決500kV系統(tǒng)短路電流過大難以開斷的問題。對于輸電電壓的選擇，日本在800kV至1500kV之間進行了技術(shù)比較研究，通過各方面的綜合比較，選定1000kV作為特高壓系統(tǒng)的標稱電壓。1988年為了將福島、伯崎6000至8000MW的核電向東京輸送，開始建立1000kV線路。上世紀九十年代日本已建成全長426公里的東京外環(huán)特高壓輸電線路。　　日本的特高壓線路為雙回線設(shè)計。采用導(dǎo)線分別為81028（有人居住區(qū)）或61028ACSR鋼芯鋁絞線（無人居住區(qū)），架空地線采用2500 2OPGW，絕緣子盤徑分別為320（33T），340（42T）和380（54T），線路所經(jīng)區(qū)域最高海拔為1000～1500，部分線段所經(jīng)區(qū)域?qū)俅笱﹨^(qū)域，覆冰現(xiàn)象嚴重。　　在1000kV線路的外絕緣設(shè)計中，通過采用高性能的氧化鋅避雷器和帶快速接地電阻的斷路器，有效地降低了線路的操作過電壓。在防污設(shè)計中，經(jīng)實測沿線污染主要是石灰?guī)r（硫酸鈣）。一般選用320的絕緣子40片。在積雪嚴重的地區(qū)，則相應(yīng)增加絕緣子片數(shù)，根據(jù)試驗，塔頭各部分的間隙分別確定為：導(dǎo)線－，上相絕緣子－下相橫擔(dān)的間隙為6，耐張絕緣子管形跳線－，跳線－?！　樘岣?000kV線路的耐雷水平，全線均采用負屏蔽角并要求塔基接地電阻降至10Ω以下，預(yù)計雷擊次數(shù)可比500kV線路降低50%。為改善電磁環(huán)境，在居住相對稠密的地區(qū)，采用81028的導(dǎo)線，有效地改善了電暈性能和抗風(fēng)噪音性能。對于風(fēng)噪音比較突出的地區(qū)，則采用專門研制的具有抗風(fēng)噪音性能的導(dǎo)線或61029導(dǎo)線?！　楸ＷC特高壓系統(tǒng)的可靠運行，日本建設(shè)了鹽原、赤城兩個特高壓試驗研究基地，對由多家制造商研制的特高壓輸變電設(shè)備在新近名特高壓變電站進行了長達8年的全電壓運行考核。運行情況良好，證明特高壓輸變電設(shè)備可滿足系統(tǒng)的可靠運行。 美國　　1967年，美國通用電氣公司（GE）與電力研究協(xié)會（EPRI）開始執(zhí)行特高壓研究計劃，并在匹茲費爾德市建立了特高壓試驗中心。1974年將單相試驗設(shè)備擴建為1 000～1 5000kV三相系統(tǒng)。同年將以前對345～1 5000kV的各種單相試驗成果匯編成書，并于1975年出版。1975年開始利用三相系統(tǒng)驗證以前單相試驗的各項結(jié)果，并進一步研究三相線路的有關(guān)問題，如相間距離、導(dǎo)線排列、邊相與中相采用不同分裂導(dǎo)線以及分裂導(dǎo)線中的導(dǎo)線不對稱排列等。試驗線段全長525m。　　1969年美國電力公司(AEP)與瑞典通用電氣公司（ASEA）擬訂了為期10年的特高壓研究計劃，后延長到1983年。,有915m試驗線段及60m長的導(dǎo)線試驗器?！　∶绹罹S爾電力局（BPA）有2處特高壓試驗站：（1）里昂地區(qū)雨霧氣象條件變化廣泛，建有1 200kV ，1977年5月開始充電使用；（2）俄勒岡州莫洛附近建有2km機械性能試驗線段，可進行桿塔結(jié)構(gòu)荷載、導(dǎo)線運動、線路金具等問題的研究。　原西德當(dāng)時對4800及1 200kV 3種電壓的輸電工程的研究進行比較，結(jié)果表明，當(dāng)輸電距離超過100km時，1 200kV 輸電最為經(jīng)濟，但與800kV 相比經(jīng)濟上優(yōu)越性不顯著。此外，輸電電壓越高，線路走廊面積越小。隨著輸電距離的增加，1 200kV輸電的優(yōu)越性更為突出，這些都有按西德當(dāng)時情況下計算得出的具體數(shù)據(jù)?！　》?、意兩國當(dāng)時應(yīng)西歐國際發(fā)供電聯(lián)合會的要求，對歐洲大陸選用800kV或1 050kV輸電的利弊做了比較。初步結(jié)果表明，當(dāng)輸電容量為500萬kW,輸電距離超過150km時，采用800kV或1 050kV 輸電就比400kV經(jīng)濟。在絕大多數(shù)情況下，800kV和1 050kV輸電的造價相差不大?！　∫獯罄奶馗邏涸囼炗蓢抑鲗?dǎo)。全國各地參加1 000kV 科研規(guī)劃的單位共有7個試驗場和2個雷電記錄站：（1）蘇委來托特高壓試驗基地進行電氣和機械性能試驗及變電所各種設(shè)備的試驗；（2）普拉達納帕斯試驗站進行導(dǎo)線振動和舞動試驗、并研究分裂導(dǎo)線覆冰荷載和間隔棒的運行特性；（3）考爾塔諾試驗站研究導(dǎo)線振動和舞動；（4）布魯亥利歐試驗室進行導(dǎo)線和間隔棒振動試驗以及絕緣子串耐熱機械特性試驗；（5）布魯亥利歐、圣卡特利納、鮑托馬亥拉和圣高自然污穢試驗站研究各種污染條件