国内外特高压输电技术发展情况综述
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收稿日期:2008203216作者简介钱炳芸(6),女,安徽霍丘人,淮北职业技术学院机电工程系讲师、工程师,合肥工业大学工程硕士。
研究方向机电及自动化。
我国特高压输电技术的发展和研究钱炳芸(淮北职业技术学院机电工程系,安徽淮北 235000)摘要:结合我国电网发展趋势,分析特高压输电技术经济优势及我国已具备的条件和基础,提出实施特高压输电需研究的重点技术问题。
关键词:特高压;电网;输电中图分类号:TM723 文献标识码:A 文章编号:167128275(2008)0320015202 特高压(ult ra high volta ge )电网是指交流1000kV 、直流正负800kV 及以上电压等级的输电网络。
拿它和我国现有主要以500kV 交流和正负500kV 直流系统为主要的电网相比较,前者如同高速公路,后者如同普通快速路,两者在流量、流速、经济性等方面均不可同日而语。
1 发展特高压输电的积极意义1.1 有利于节约资源我国土地资源十分紧张,人均耕地面积不足1.3亩,仅为世界平均水平的30%。
因此,在电网建设中,应该把土地的有效使用作为重要因素,尽可能地节约土地资源。
按照我国环保标准规定邻近民房的地面电场强度不大于4kV/m 的要求,500kV 线路走廊宽度为40-48m ,1000kV 线路走廊宽度为81-97m 。
由此可见,一回1000kV 电压输电线路的走廊宽度约为五回500kV 线路走廊宽度的40%,可节省60%的土地资源。
因此,特高压输电节省了走廊的土地占用,减少了土地的征用,减少了植被破坏和水土流失,是一项体现环保和节约资源的工程。
1.2 有利于超远距离大容量外送发展特高压,既是为了适应我国经济和电力工业的快速发展,也和我国的能源基地分布与区域经济结构不均衡有直接关系。
根据国家电网公司发布的特高压发展规划,到2020年前后,特高压电网形成以华北、华中、华东为核心,联结我国各大区域电网、大煤电基地、大水电基地和主要负荷中心的强大的电网结构。
特高压交流输电技术发展现状1. 引言1.1 特高压交流输电技术发展现状概述特高压交流输电技术是一种高端技术,能够实现跨越长距离传输大量电力,是电力系统中的重要组成部分。
随着社会经济的发展和电力需求的增加,特高压交流输电技术在近年来得到了迅速发展。
特高压交流输电技术通过提高输电电压和线路容量,减少输电损耗和占地面积,提高了电网的稳定性和可靠性,为我国电力供应的安全性和稳定性提供了有力保障。
特高压交流输电技术在促进电力资源优化配置、提高电网运行效率、促进节能减排等方面也发挥着重要作用。
当前,特高压交流输电技术已经成为电力行业发展的重要方向,受到了广泛关注和重视。
未来,随着技术的不断创新和完善,特高压交流输电技术将会继续发展壮大,为国家电力事业的发展做出更大贡献。
2. 正文2.1 特高压交流输电技术的历史发展特高压交流输电技术是电力传输领域的重要技术之一,经过多年的发展和进步,已经取得了许多重要的成就。
特高压交流输电技术的历史可以追溯到上世纪初,最早出现在欧洲和美国。
最初,特高压交流输电技术主要用于解决长距离电力传输的问题,例如将发电厂产生的电能传输到远离城市的地区。
随着工业化和城市化的发展,特高压交流输电技术得到了进一步的推广和应用。
在特高压交流输电技术的发展过程中,出现了许多关键的技术突破和挑战。
随着传输距离的增加和输电线路的容量要求不断提高,研究人员不断寻求提高传输效率和减少能量损失的方法。
特高压交流输电技术还面临着环境保护和电网安全等方面的挑战,需要不断创新和改进技术。
特高压交流输电技术的发展历程充满了挑战和机遇。
通过不断的创新和努力,特高压交流输电技术已经取得了长足的进步,为电力传输领域的发展做出了重要贡献。
在未来,特高压交流输电技术将继续发展,为建设清洁、高效的电力系统提供技术支持。
2.2 特高压交流输电技术的主要应用领域1. 长距离输电:特高压交流输电技术能够实现长距离、大容量的电能输送,有效解决了远距离电力输送存在的能量损耗和输电效率低的问题。
特高压交直流电网输电技术及运行特性综述作者:刘迎光来源:《中国科技纵横》2018年第14期摘要:随着全球各个国家发生的能源问题越来越多,并不断趋于严重化,所消耗的化石能源日益增多,对自然环境造成了严重的威胁,因此,探寻出可以代替传统能源的环保能源愈发开始具有了越来越重要的意义。
其中,我国现如今具有较为严重的能源问题为,能源分布较为集中,且一次能源以及负荷呈逆向分布状态,所以,有关部门十分有必要着重于发展容量较大且传输距离较远的特高压交直流电网输电技术,以有效降低我国各类能源问题产生的几率以及其可能造成的不良影响。
关键词:特高压;交直流电网;输电技术;运行特性中图分类号:TM721.1 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2018)14-0175-02现如今,我国电网正处于发展“强直弱交”的关键阶段,多种新形态故障出现的频率普遍较高,因此,十分有必要对电网实施更为有效的控制。
同时,特高压交直流混联电网的出现,使相应资源的配置规模得以大幅度提升以及使相应优化措施的实效性职能更为充分的发挥了出来,促进了直流发电在特高压工程中的有效发展。
1 特高压交直流输电技术比较此类技术中的交流输电特征包括:第一,输电性能较强、应用区域较广、低耗损以及所需应用的输电走廊数量较少,多应用在距离较近、容量较大的输电区域中。
第二,可以以实际的电源分布以及电力传输特点等,实施具体的骨干网建设操作。
此类技术中的直流输电特征包括:第一,输电容量较大以及线路走廊直径较小等,较为广泛的应用于距离较远、功率较大的输电区域内。
第二,无落点,相对架构较为精简,可直接对电能实施运输至负荷中心的操作,且不需要同时进行网间操作。
第三,处于直流系统闭锁状态时,将会使得两端的交流系统遭受功率相对较大的冲击影响,并对相应设备等造成损害[1]。
2 特高压交直流输电运行特性研究我国在具体实施特高压输电网发展操作时,普遍较为注重促进交直流的共同发展,通过将超高压交流电网利用特高压交流输电骨干网进行合理替代,以及对特高压交直流输电技术实施有效应用的方式,推进相应技术以及电网的发展进程,使得个别区域能源的开发外送以及电能的外送操作可以发挥出更为优良的实效性作用。
我国首条特高压交流试验示范工程基本完工,通电前的准备工作正在同步进行。
据悉,这条特高压输电线路将在12月初通电试运行。
从湖北省输变电工程公司获悉,这条2006年8月开工建设的晋东南-南阳-荆门的1000kV特高压线路是我国首条特高压输电线路,线路全长654km,静态投资约57亿元。
湖北省输变电工程公司副总工程师宋国贵介绍说,特高压输电技术和相应的设备制造技术是世界电力科技领域和电工设备制造领域的前沿技术。
试验示范工程所用1000kV电抗器、1000kV高压交流变压器等关键设备绝大部分由国内重点制造企业承担研制,土建施工和设备安装也饱含一系列技术创新的成果,证明了我国特高压输变电工程自主设计、设备研发和施工建设的能力。
湖北省输变电工程公司副总经理彭世建说,这条特高压线路将成为世界上第一条投入商业化运行的1000kV输电线路,可实现华北电网和华中电网的水火调剂、优势互补。
与500kV超高压电网相比,特高压电网可以解决我国现有电网输送能力不足的问题,提高输电效率,降低线路损耗,减少投资成本,节约土地资源。
■转载自《新华网》2008-11-252008年第4期(总125期)我国建成首条特高压输电线路12月初通电试...12月3日,在安徽池州东至县吉阳村特高压±800千伏直流复奉线2670号塔上,电力职工在70多米的高空对导线引流板螺栓进行紧固检修。
当日,安徽送变电工程公司组织200多名职工对特高压“电力高速公路”±800千伏直流复奉线全线破损瓷瓶等隐患实施检修更换,开展导线引流板螺栓紧固、避雷针安装等检修工作,以应对可能出现的冰冻灾害和春节用电高峰。
这是入冬以来国家电网对世界首条直流特高压输电线路的首次检修。
该条输电线路是西电东送的电力大动脉,承担着金沙江下游大型水电基地清洁能源的送出任务,是世界上电压等级最高、输送容量最大、送电距离最远、技术水平最先进的直流输电工程,线路全长1906.7公里,途经四川、重庆、湖北、上海等8省市,每年可向上海输送320亿千瓦时的清洁电能。
特高压直流输电的发展概况和技术特点电气0707王彦洁1071180724特高压直流输电的发展概况和技术特点王彦洁(华北电力大学,电气0707,北京市)【摘要】文章论述了特高压直流输电的概念和在国内外的发展情况,介绍了特高压直流输电工程的技术特点和工程设计问题,阐述了特高压直流输电对我国电网建设和经济发展的影响和意义以及在我国的发展前景。
【关键词】特高压直流输电0.引言特高压电网是指由特高压骨干网架、超高压、高压输电网、配电网及高压直流输电系统共同构成的分层、分区,结构清晰的大电网。
其中,国家电网特高压骨干网架是指由1000kV级交流输电网和±600kV级以上直流输电系统构成的电网。
电力工业的快速增长、电网容量的不断增大对输电技术提出了许多新的要求:发展“西电东送”的需要;电网增容及改善电网结构的需要;全国联网的需要:提高电网安全稳定运行水平的需要。
而特高压电网能够提高输送容量;缩短电气距离,提高稳定极限;降低线路损耗;减少工程投资;节省走廊面积;降低短路电流;加强连网能力。
其经济高效使特高压输电成为迫切需要研究解决的问题。
1.特高压直流输电的发展1.1特高压直流输电的概念直流输电是目前世界上电力大国解决高电压、大容量、远距离送电和电网互联的一个重要手段。
直流输电是将交流电通过换流器变换成直流电,然后通过直流输电线路送至受电端并通过换流器变成交流电,最终注入交流电网。
特高压直流输电(UHVDC——Ultra High Voltage Direct Current transmission)是指±800kV(±750kV)及以上电压等级的直流输电及相关技术。
1.2 特高压直流输电的发展特高压直流输电技术起源于20世纪60年代,瑞典Chalmers大学1966年开始研究±750kV导线。
1966年后,前苏联、巴西等国家也先后开展了特高压直流输电研究工作,80年代曾一度形成了特高压输电技术的研究热潮。
1、我国电网存在的问题(1)新中国成立以来我国长期处于电力短缺状态,多年来致力于增加电源建设以满足电力供给需求。
因此,形成了电网作为电源的配套工程的局面,电网被动地跟随着电源和符合的发展而发展,未能通过电网的发展主动地引导电源的建设,结果导致我国南北向跨大区大容量输电网络规模过小,输电能力不足。
近年来,由于我国经济发达地区燃煤电厂发展比较快,而山东、河北、河南等地区的电煤供应日渐短缺,电煤的供应更多地依靠山西、内蒙古、陕西等北部地区的煤炭基地,在北电南送能力不足的条件下,使得北煤南运的数量和运程大大增加,最终导致近年来我国中部、东部和南部大部分地区电煤因运输“瓶颈”的限制而供应不足,出现严重缺电的局面。
这一问题如不及时解决,将来随着上述地区用电负荷的进一步增长,缺点局面将会更加严重。
(2)现有 500kV 电网输送能力不能满足大范围电力资源优化配置和电力职场的要求。
输电走廊限制了输电线路的假设,沿海经济发达地区线路走廊尤其紧张,规划中拟建设的火电基地规模巨大,要将其电力输送往用电负荷中心,如果全部采用 500kV 及以下电压等级的输电线路,则输电线回路将过多,线路走廊紧张的矛盾难以解决。
(3)电力负荷密集地区电网短路电流控制困难,例如华东、华北电网已经出现有一部分 500kV 及以下电压等级的输电线路,则输电线路回数将过多,线路走廊紧张的矛盾难以解决。
(4)长链型电网结构动态稳定问题突出,在东北、华北、华中电网500kV 交流联网结构比较薄弱的情况下,存在低频震荡问题。
(5)受端电网存在多直流集中落点和电压稳定问题。
到 2020 年,如果西电东送华东电网全部采用直流输电方式,落点华东电网的直流换流站将超过10 个,受端电网在严重短路故障的情况下,电力系统因电压低落发生连锁反应的风险较大。
为避免因能源运输“瓶颈”的制约而影响我国国民经济的健康持续发展,必须实现我国能源资源的优化配置。
而解决将来因北煤南运运力不足和运费过高导致我国中部、东部和南部电力不足和电费过高的问题,需要建设和发展大电网,例如特高压电网,以实现输电与输煤并举的战略。
浅谈特高压输电技术的发展针对当前发展特高压输电技术的必要性,分别从直流和交流输电两个方面介绍了特高压输电系统的主要特点,结合国内外特高压输电技术的发展现状,分析了我国特高压输电技术的发展趋势和前景。
标签:高压输电;输电技术原理;高压直流前言:高压输电技术是世界能源领域的重大前沿技术,开展高压輸电技术的研究,对促进电力工业和能源工业的可持续发展,对世界电力科技创新和能源保障体系建设具有重要意义。
因此,在世界范围内,高压输电技术已得到了越来越多的机构和学者的关注。
1.什么叫高压输电从发电站发出的电能,一般都要通过输电线路送到各个用电地方。
根据输送电能距离的远近,采用不同的高电压。
从我国现在的电力情况来看,送电距离在200~300公里时采用220千伏的电压输电;在100公里左右时采用110千伏;50公里左右采用35千伏;在15公里~20公里时采用10千伏,有的则用6600伏。
输电电压在110千伏以上的线路,称为超高压输电线路。
在远距离送电时,我国还有500千伏的超高压输电线路。
2.为什么要高压输电根据P=UI,电压越高产生的电力浪费的也相对的越少,现在电力的材料是铜,他一个种导体,任何物质都会产生电阻,电阻就是电力浪费的主要原因,虽然说铜的电阻很小,也会产生浪费,况且铜的造价较高,主要是这个原因才使电线采用高压传输的方法,如果要打到物体没有电阻是有办法的,达到绝对零度,就是零下273℃,在这个温度下什么问题都能边成超导体,不过这样方法不能是实现,所以只能采用高压输电。
3.高压输电的原理高压输电原理可用欧姆定律解释.及电压=电流*电阻.或电流=电压/电阻.高压输电是要达到远距离输电的目的。
这个输电的重任就落到金属导线上,任何金属都有电阻存在,而电阻与其材质,长度和切面有关,各中材质导电系数不同,长度越长电阻越大,切面越大电阻越小。
为了达到高效率,远距离,节省成本输电的目的,就要用殴姆定律及电压,电流,电阻的关系来科学考虑其输电导线的成本。
特高压直流输电专利技术综述摘要:特高压直流输电适用于长距离、大容量的输电场合,近年来发展迅速[1-3]。
本文对特高压直流输电的国内外专利申请数据进行分析,从相关专利的申请趋势、申请人分布以及特高压直流输电技术的技术演进路线概况等角度进行了深入的分析和研究,进一步认识特高压直流输电技术的现状及其发展趋势。
关键词:特高压直流输电换流阀专利分析1 特高压直流输电专利技术申请情况首先,分析特高压直流输电技术的专利申请趋势,如图1所示,特高压直流输电技术的发展大致分为三个阶段。
1979年-2000年这一阶段为技术萌芽期,特高压直流输电技术专利在国外已经出现,但是发展比较缓慢,这是由于该阶段的早期为了获得较高的直流电压,采用的是直流发电机串联技术,运行方式复杂,可靠性差;且感应交流电机的出现以及快速发展和应用使得交流电力占电力市场的绝对主导地位,直流输电技术的发展缓慢;而在晶闸管换流阀和以IGBT为开关管的新型半导体换流阀出现后,虽然提高了获取高压直流电的便捷性和可靠性,但由于晶闸管不具备关断能力、IGBT单管耐压能力有限等限制,特高压直流输电的发展仍然较缓慢。
2000年-2008年为缓慢增长期,在此期间,由于电力电子器件技术的蓬勃发展,出现了诸如IGCT、大功率碳化硅组件等具有电压高、通流能力大、损耗低、体积小、可靠性高的电力电子器件,促进了特高压直流输电技术的发展。
2008年-至今为快速发展期,由于全球经济发展带动电力需求的增长速度不断加快,大容量、远距离的输电需求也不断增长,在电力电子技术的发展已经做好良好铺垫的基础上,瑞士、德国、美国、中国、加拿大、韩国、印度等诸多国家开始大力发展特高压直流输电技术,促进了其快速发展。
图1 特高压直流输电专利申请趋势虽然我国对特高压直流输电技术的研究起步较晚,直至上世纪90年代才有相关技术的专利申请出现,但是在2006年后,得益于国家电力发展战略的大力支持和引导,我国在该领域的申请量显著增长,我国在特高压直流输电技术领域的专利申请量与国外申请量的差距逐年减小,并逐渐发展成该领域专利申请量最多的国家,这表明特高压直流输电领域是一个发展潜力非常大的领域,对该领域的进一步研究和发展是非常有益的。
国内外特高压输电技术发展情况综述1.背景自从电能作为人们生活中廉价而又清洁的能源以来,随着电网的不断发展壮大,输电电压经历高压、超高压两个发展阶段,目前又跨入了特高压输电的新的历史时期。
这种发展标志着我国综合实力的不断提高,电力行业技术水平的提高。
近来,由于石油价格的暴涨,1993年11月在宜昌召开的中国电机工程学会电力系统与电网技术综合学术年会上发表《关于着手开展特高压输电前期科研的建议》以来,各方面的人士对特高压输电技术给予了高度的关注。
那么何谓特高压输电呢?特高压输电系指比交流500kV输电能量更大、输电距离更远的新的输电方式。
它包括两个不同的内涵:一是交流特高压(UHC),二是高压直流(HVDC)。
具有输电成本经济、电网结构简化、短路电流小、输电走廊占用少以及可以提高供电质量等优点。
根据国际电工委员会的定义:交流特高压是指1000kV以上的电压等级。
在我国,常规性是指1000kV以上的交流,800kV以上的直流。
我们国家是在何种情形下进行特高压研究的呢?不妨从如下几个方面来看:从能源利用上来说,看国际上常以能源人均占有量、能源构成、能源使用效率和对环境的影响,来衡量一个国家的现代化程度。
目前我国人均年消耗的能源水平很低,如果在21世纪中叶赶上国际中等发达水平,能源工业将要有大的发展。
据最近召开的世界能源第十七次会议预测,世界能源工业还要进一步发展,到2030年,世界的能源产量将翻一番;到21世纪末再翻一番,其中主要集中在中国、印度、印尼等发展中国家。
我国电力将在未来15~20年内保持快速增长,根据我国电力发展规划,到2003年、2010年、2020年我国电力装机容量将分别达到3.7亿千瓦、6亿千瓦和9亿千瓦。
从世界范围来看,交流特高压和高压直流将长期并存,而交流特高压输变电设备是交流特高压和高压直流的基础。
而新的输电电压等级的出现取决于诸多因素。
首先是长距离、大电量输送方式的增长需求,其次是输电技术水平、经济效益和环境影响等方面的考虑。
国内外特高压输电技术发展情况综述(一)调研题目:关于特高压输电技术国内外发展情况的调研报告调研目的:通过认真分析和研判从检索、查询、索取等多渠道获得大量的技术文献,掌握了特高压输电技术国内外的发展情况,据此完成本调研报告,为我省未来特高压的规划发展提出相关建议。
编写人员:何旭东、王瑗、刘斌蓉调研时间:2005.4. ~2005.9调研地点:成都1.背景自从电能作为人们生活中廉价而又清洁的能源以来,随着电网的不断发展壮大,输电电压经历高压、超高压两个发展阶段,目前又跨入了特高压输电的新的历史时期。
这种发展标志着我国综合实力的不断提高,电力行业技术水平的提高。
近来,由于石油价格的暴涨,1993年11月在宜昌召开的中国电机工程学会电力系统与电网技术综合学术年会上发表《关于着手开展特高压输电前期科研的建议》以来,各方面的人士对特高压输电技术给予了高度的关注。
那么何谓特高压输电呢?特高压输电系指比交流500kV输电能量更大、输电距离更远的新的输电方式。
它包括两个不同的内涵:一是交流特高压(UHC),二是高压直流(HVDC)。
具有输电成本经济、电网结构简化、短路电流小、输电走廊占用少以及可以提高供电质量等优点。
根据国际电工委员会的定义:交流特高压是指1000kV以上的电压等级。
在我国,常规性是指1000kV以上的交流,800kV以上的直流。
我们国家是在何种情形下进行特高压研究的呢?不妨从如下几个方面来看:从能源利用上来说,看国际上常以能源人均占有量、能源构成、能源使用效率和对环境的影响,来衡量一个国家的现代化程度。
目前我国人均年消耗的能源水平很低,如果在21世纪中叶赶上国际中等发达水平,能源工业将要有大的发展。
据最近召开的世界能源第十七次会议预测,世界能源工业还要进一步发展,到2030年,世界的能源产量将翻一番;到21世纪末再翻一番,其中主要集中在中国、印度、印尼等发展中国家。
我国电力将在未来15~20年内保持快速增长,根据我国电力发展规划,到2003年、2010年、2020年我国电力装机容量将分别达到3.7亿千瓦、6亿千瓦和9亿千瓦。
从世界范围来看,交流特高压和高压直流将长期并存,而交流特高压输变电设备是交流特高压和高压直流的基础。
而新的输电电压等级的出现取决于诸多因素。
首先是长距离、大电量输送方式的增长需求,其次是输电技术水平、经济效益和环境影响等方面的考虑。
由于发电厂规模的不断增大和集中,需要远距离大容量输送电能;由于特高压输电线路的经济性;由于对线路走廊和变电站建设用地的限制;由于对系统短路电流的限制的要求等技术原因,种种因素的综合作用刺激了实际范围内交流特高压输电技术的研究及其应用。
从中国能源发展看,发电能源在未来一个很长时期将以煤炭和水力为主。
到21世纪初,中国将在山西、陕西、内蒙西部等大型煤田处建设大型和超大型火电基地。
同时,西部水电也将优先开发,除三峡工程正在建设外,金沙江下游溪落渡、向家坝等1000万千瓦级大型水电基地也将陆续建设。
这些大型电力能源基地位于中国内陆中西部,要将巨大电能送往1000~2000km中国沿海发达地区的珠江三角洲、长江三角洲、京津唐等地的负荷中心。
从中国电网发展格局看,初期将是东北、华北、华东、华中、华南五个500 kV和西北330 kV为主体的骨干网架,以后将实现大区电网互联,形成北部、中部、南部三大电网,最终逐步形成全国联合电网。
到2000年,各大区电网的装机容最达到4000~6000万千瓦,到2010年,各大区电网装机容量估计达8000~10000万千瓦。
西北电网750KV输变电示范工程是目前输变电工程的最高电压等级,也是全世界13个国家拥有这一电压等级示范工程中海拔最高的一个。
西北750kV输变电示范工程是黄河上游公伯峡水电站送出的配套工程,也是西北电网“西电东送”和750kV网架建设的起步工程,是继三峡工程之后具有里程碑意义的重点工程。
该工程自2003年9月动工以来进展顺利,预计整个工程在2005年年底完工,我国建设西北电网750kV输变电工程目的是为了提高西北电网的输电能力,推进"西电东送,南北互供,全国联网"的实施。
为西电东送北部通道的建设奠定基础,并将为实现西北电网水火互补运行和更大范围的电力资源优化配置发挥重要作用。
在七五、八五期间,武汉高压研究所、电力科学研究院等科研单位曾对中国采用更高一级输电电压等级的问题提出了论证报告,国家有关部门也组团对国外特高压的研究和发展进行过考察,国内曾组织过多次全国的研讨会,专家们对中国新的更高一级电压等级提出了多种方案。
归纳起来大致为两类,一类为800 kV级;一类为百万伏级。
而且,最近从河南省电力公司获悉,2005年6月15日我国第一条100万伏级特高压输电线路已经规划完毕,即将开始建设。
建成后该线路将担负陕、晋两省煤电向华中输送240万千瓦的送电重任。
这条100万伏级特高压输电线路的具体线路是:陕北-晋东南-南阳-荆门-武汉。
作为国内第一条特高压电力通道,建成后华中电网将成为国内电力能源战略集散地,与周边各省电力传输容量可翻一番。
2.国外发展概况及国内现状特高压交流输电技术的研究始于60年代后半期。
当时西方工业国家的电力工业处在快速增长时期,美国、前苏联、意大利、加拿大、德国、日本、瑞典等国家根据本国的经济增长和电力需求预测,都制定了本国发展特高压的计划。
美国、前苏联、日本、意大利均建设了特高压试验站和试验线段,专门研究特高压输变电技术及相关输变电设备。
2.1 前苏联前苏联从70年代末开始进行1150kV 输电工程的建设,在其第二阶段建设计划中实施了紧凑化设计,设计结果增大了自然输送功率,减小了线路走廊,降低单位输送容量造价,并改善了特高压线路的电磁环境。
他们还在防雷、防污闪、带电作业、电磁环境方面有新的技术突破,并制定了相应的技术导则。
1985年建成埃基巴斯图兹-科克切塔夫-库斯坦奈特高压线路,全长900km ,按1150kV 电压投入运行,至1994年已建成特高压线路全长2634km 。
运行情况表明:所采用的线路和变电站的结构基本合理。
特高压变压器、电抗器、断路器等重大设备经受了各种运行条件的考验。
自投运后一直运行正常。
在1991年,由于前苏联解体和经济衰退,电力需求明显不足,导致特高压线路降压至500kV 运行。
前苏联的1150kV 线路是采用8×AS330/43分裂导线,分裂间距为0.4m ,拉V 塔高为40m ,根据不同区域的覆冰情况,档距为385m ~425m ,相间距离为24.2或22m ,自然输送功率为5.4GW 或5.5GW 。
在该线路的防污设计中,针对该线路沿线污秽的分布规律、土壤状况(穿越的部分地区属盐碱性土壤)及所经区域35kV ~500kV 线路的运行经验,确定线路绝缘子所采用的泄漏比距要高于常用的泄漏比距(λ=1.5cm/kV )。
在1150kV 线路的防雷设计中,反击耐雷水平可以承受高达250kA 的冲击电流,在1989年和1990年,实测1150kV 线路雷击跳闸的次数为0.3次/百公里·年和0.4次/百公里·年,主要是由绕击引起的跳闸。
原苏联最初设计的1150kV 线路具有5.5GW 的自然输送功率。
新设计中分裂导线数将更多,相间距离将更小。
对于导线分裂数12n =,相间距离15m D =的1150kV 线路来说,自然输送功率可高达7GW,由于电力需求不足的原因,这一设计还不曾使用于工程实际中。
2.2 日本日本是世界上第二个采用交流百万伏级电压等级输电的国家。
为满足沿海大型原子能电站送电到负荷中心的需要并最大程度地节省线路走廊,日本从1973年开始特高压输电的研究,不仅因为特高压系统的输电能力是500kV系统的4~5倍,而且可解决500kV系统短路电流过大难以开断的问题。
对于输电电压的选择,日本在800kV至1500kV之间进行了技术比较研究,通过各方面的综合比较,选定1000kV作为特高压系统的标称电压。
1988年为了将福岛、伯崎6000至8000MW的核电向东京输送,开始建立1000kV线路。
上世纪九十年代日本已建成全长426公里的东京外环特高压输电线路。
日本的特高压线路为双回线设计。
采用导线分别为810mm2×8(有人居住区)或610mm2×8ACSR钢芯铝绞线(无人居住区),架空地线采用2×500 mm2OPGW,绝缘子盘径分别为320mm(33T),340mm(42T)和380mm(54T),线路所经区域最高海拔为1000~1500m,部分线段所经区域属大雪区域,覆冰现象严重。
在1000kV线路的外绝缘设计中,通过采用高性能的氧化锌避雷器和带快速接地电阻的断路器,有效地降低了线路的操作过电压,使相对地最大操作过电压降低为 1.6P.U,相间最大操作过电压降低为 2.6P.U。
在防污设计中,经实测沿线污染主要是石灰岩(硫酸钙)。
一般选用320mm的绝缘子40片。
在积雪严重的地区,则相应增加绝缘子片数,根据试验,塔头各部分的间隙分别确定为:导线-塔体为6.54m,上相绝缘子-下相横担的间隙为6m,耐张绝缘子管形跳线-横担为5.69m,跳线-塔体为6.75m,在最大风偏时最高运行电压的最小绝缘间隙为3.09m。
为提高1000kV线路的耐雷水平,全线均采用负屏蔽角并要求塔基接地电阻降至10Ω以下,预计雷击次数可比500kV线路降低50%。
为改善电磁环境,在居住相对稠密的地区,采用810mm2×8的导线,有效地改善了电晕性能和抗风噪音性能。
对于风噪音比较突出的地区,则采用专门研制的具有抗风噪音性能的导线或610mm2×9导线。
为保证特高压系统的可靠运行,日本建设了盐原、赤城两个特高压试验研究基地,对由多家制造商研制的特高压输变电设备在新近名特高压变电站进行了长达8年的全电压运行考核。
运行情况良好,证明特高压输变电设备可满足系统的可靠运行。
2.3 美国1967年,美国通用电气公司(GE)与电力研究协会(EPRI)开始执行特高压研究计划,并在匹兹费尔德市建立了特高压试验中心。
1974年将单相试验设备扩建为1 000~15000kV三相系统。
同年将以前对345~1 5000kV的各种单相试验成果汇编成书,并于1975年出版。
1975年开始利用三相系统验证以前单相试验的各项结果,并进一步研究三相线路的有关问题,如相间距离、导线排列、边相与中相采用不同分裂导线以及分裂导线中的导线不对称排列等。
试验线段全长525m。
1969年美国电力公司(AEP)与瑞典通用电气公司(ASEA)拟订了为期10年的特高压研究计划,后延长到1983年。