特高压交流输电技术
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特高压输电技术第一篇:特高压输电技术的概念、原理和发展历程特高压输电技术是指采用直流或交流电源,通过数千千伏以上的电压等级,将电能从发电厂输送至远距离的用户或电网节点的一种高压输电技术。
特高压输电技术的主要原理是利用高电压能够降低电阻,减少电能在输电线路上的损耗,从而实现长距离、大规模电能输送,同时可以大幅度减少输电线路对环境的影响。
特高压输电技术具有特殊的技术特点和市场价值。
其可实现用更少的输电线路支撑起更多的电网负荷,能够降低输电线路建设和维护的成本,对于提高电网负荷能力和升级电力供应结构具有重要意义。
随着节能环保理念的普及和新能源设施的逐渐扩大,特高压输电技术也越来越受到各国政府和市场方的重视。
特高压输电技术的发展历程可以追溯到上世纪50年代初,苏联和美国曾分别开始了特高压输电系统的研制和建设。
1970年代,欧洲也开始了大规模的特高压输电线路的建设,其中包括庞大的联合欧洲电力网项目。
我国特高压输电技术的发展始于1986年,当时我国在西南地区试建了第一条500千伏特高压直流输电工程,随后逐步发展为具有国际先进水平的特高压输电系统。
目前,全球特高压输电技术仍处在发展的初级阶段,其应用和推广面临着多种技术、经济和政策等方面的制约。
随着数码化、自动化、智能化的快速发展,特高压输电系统也将逐步实现信息化和互联网化,这为实现更高质量、更高效率的能源传输和供求数字化打下了重要基础。
第二篇:特高压输电技术的现状、影响和未来发展方向随着能源消费和产业规模的不断扩大,特高压输电技术在全球范围内的应用和推广正在得到加速。
目前,全球已有多个国家和地区建成了一系列普遍采用特高压输电技术的大型输电网络,其中以中国和印度最为突出。
此外,欧美等发达国家也正在扩大特高压输电能力的建设规模,旨在加强能源安全和可靠性,降低碳排放,推动经济社会可持续发展。
特高压输电技术的应用对于整个能源市场具有重要的影响和改变。
其可实现从长距离甚至跨国界地输送更多清洁能源,实现能源消费和生产的更优化匹配。
特高压交流GIL输电技术研究及应用摘要:气体绝缘输电线路(gas-insulated transmissionlines,GIL)是采用金属外壳封闭导电杆、压缩气体(如 SF6、SF6 混合气体等)绝缘、外壳与导电杆同轴布置的电能传输设备,具有传输容量大、单位损耗低、受环境影响小、运行可靠性高、节省占地等优点,在很多地方都有较为广泛的应用。
但因 GIL成本较高,目前主要用于架空输电方式在地理或环境条件受限时的重要补充。
本文主要论述了GIL的特点,并列举了其在输电技术中应用的一些实例。
关键词:特高压;气体绝缘输电线路;工程应用1GIL 的特点GIL是一种采用 SF6气体或 SF6和 N2混合气体绝缘、外壳与导体同轴布置的高电压、大电流电力传输设备。
导体采用铝合金管材,外壳采用铝合金卷板封闭。
GIL类似于SF6气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated metal-enclosure switchgear,GIS)中同轴放置的管道母线。
GIL无开断和灭弧要求,制造相对简单。
同时,GIL可以选择不同的壁厚、直径和绝缘气体,能够较经济地满足不同要求。
传统的架空线输电方式易受雨雪冰冻天气和污秽的影响,而且随着特高压电网输电等级的不断提高,这种影响对输电效果造成的影响也越来越明显,加之社会对电磁环境的日益关注,对市容要求的不断提高,输电走廊已经成为制约电力发展的稀缺资源,尤其是在人口密集的大城市,采用架空线路的输电方式正面临越来越多的困难。
而采用电缆输电则面临最高运行电压及载流量截面积的限制,已经达到技术和经济的极限,长期运行会出现水树和电树,存在电容大,散热困难等问题。
GIL的电气特性与架空线路相似,但由于 GIL是一种金属封闭的刚性结构,采用管道密封绝缘,通常不受恶劣气候和特殊地形等环境因素的影响。
同时,GIL对环境基本没有电磁影响,可以不考虑壳外磁场对其他设备和人员产生的影响。
而且,GIL可有效利用有限的空间资源,实现高压超高压大容量电能直接进入城市的地下变电所等负荷中心。
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。
特高压输电技术特高压输电技术是一项能够实现远距离输电的重要技术,它以其高电压、高效率和低损耗的特点,正在成为现代电力系统中的重要组成部分。
本文将从特高压输电技术的原理、应用和发展前景等方面进行阐述。
一、特高压输电技术的原理特高压输电技术是指采用极高的输电电压进行远距离输电的技术,其核心原理是利用高电压降低输电线路上的电流,从而降低传输损耗和线路成本。
相比于传统的输电技术,特高压输电技术具有以下几个特点:1. 高电压:特高压输电技术采用超过1000千伏的高电压进行输电,相较于通常采用的500千伏输电电压,电流相应减小一半,从而降低了传输损耗和线路压降。
2. 高效率:特高压输电技术采用了直流输电方式,相较于交流输电方式,直流输电具有更高的输电效率。
此外,特高压输电技术还能够实现多线路并行输电,进一步提高了输电效率。
3. 低损耗:由于采用了高电压和直流输电方式,特高压输电技术能够降低电阻损耗、感应损耗和电容损耗,从而减少了电能的损失和物料的消耗。
二、特高压输电技术的应用特高压输电技术目前已经广泛应用于各个国家的电力系统中,其应用领域包括远距离输电、风电、太阳能等可再生能源的集中接入以及智能电网的建设等方面。
1. 远距离输电:特高压输电技术能够实现长距离的电能输送,有效解决了远离能源中心地区的能源短缺问题。
通过特高压输电线路,能够将发电站产生的电能迅速传输到远离发电站的用电负荷中心,满足远距离电力输送的需求。
2. 可再生能源集中接入:随着可再生能源的发展,特高压输电技术成为其大规模集中接入电网的关键技术。
特高压输电技术能够将集中分布的可再生能源的电能汇集起来,并高效地传输到用电负荷中心,实现可持续能源的大规模利用。
3. 智能电网的建设:特高压输电技术也是智能电网建设中不可或缺的一部分。
特高压输电线路的建设适应了智能电网对大容量、高效率、低损耗的要求,能够优化电网结构,提高电网的可靠性和稳定性。
三、特高压输电技术的发展前景特高压输电技术作为一项成熟的高端技术,正在逐步应用于全球各个国家的电力系统中。
特高压交流输电技术发展现状特高压交流输电技术是一种用于远距离输电的高压输电技术,其特点是输电距离远、输电功率大、输电损耗小。
特高压交流输电技术发展迅猛,已经成为当今世界上最先进的输电技术之一。
本文将从特高压交流输电技术的发展历程、现状及未来发展趋势三个方面进行探讨。
一、发展历程特高压交流输电技术的发展历程可以追溯到20世纪初。
当时,发电厂与用电地点的距离不断增大,传统的110kV、220kV输电线路已经不能满足需求,迫切需要一种更高电压等级的输电技术。
1928年,世界上第一条超高压(即特高压)输电线路——美国卡姆登至贝格姆特的345kV交流输电线路建成,标志着特高压交流输电技术的诞生。
此后,各国纷纷投入特高压交流输电技术的研究和实践。
随着电力系统的发展和输电距离的增加,特高压交流输电技术逐渐成为远距离输电的首选技术。
二、现状目前,特高压交流输电技术已经非常成熟,并且在全球范围内得到了广泛应用。
中国自2009年以来就先后建成了多条特高压输电工程,其中以西北至华东特高压交流输电工程、扬中至南京特高压直流输电工程等为代表。
这些工程不仅为中国电力系统的升级换代提供了有力支撑,更极大地推动了我国电力工业的技术创新和模式转型。
在国际上,俄罗斯、美国、巴西、印度等许多国家也纷纷启动了特高压交流输电工程的建设。
特高压交流输电技术已经成为世界范围内输电技术的主流。
特高压交流输电技术的发展现状主要表现在以下几个方面:1.技术水平稳步提升。
特高压交流输电技术的核心在于输电线路和变电设备。
目前,特高压输电线路的工作电压等级已经达到1100kV,并且具备了超过10GW的输电功率能力。
变电站设备的技术水平也不断提高,已经能够满足特高压输电系统的稳定运行和故障处理需求。
2.工程建设规模不断扩大。
随着技术的提升,特高压输电工程的规模不断扩大。
现在已经出现了数千公里长的特高压输电线路,使得大气污染等环保问题得到了有效的缓解。
特高压输电系统还能够处理复杂的电磁环境和极端天气等情况,确保了系统的可靠性和稳定性。
特高压交流GIL输电技术研究及应用摘要:本文综述了特高压交流输电GIL技术的特点。
接下来详细介绍了GIL 的一些主要技术,这些技术代表了特高压GIL的结构和技术参数。
最后总结并讨论了该技术在项目建设中的成功应用。
关键词:特高压;绝缘设计;通流能力气体绝缘输电GIL是用SF6、SF6/N2、C4F7N等气体绝缘的电能传输单元,配置于外壳与导电杆的相同轴配置中,传输容量大,损耗小,环境影响小,运行可靠性高,空间节省。
主要应用在城市地下管廊输电、水电站和核电站等场景。
但是,由于GIL成本高昂,在地理或环境条件有限的情况下,将采用架空输电或高压电缆等方式。
一、特高压交流GIL输电技术主要特点1.对于特高压交流输电,存在导致网络故障并形成针对特定国家特高压骨干网架,这些弱点专门针对电源分配、负载布点、电源输送、交换等而设计。
特高压交流电网提供了更大的电力运营业务、更大的范围和更低的损耗电流,从而减少了输电走廊的设置并满足了电力需求。
2.使用特高压联网,使带电网中线路两端的功能角度差异保持在<20°范围内,从而实现交流同步网络的稳定性能和更稳定的电网的功角生成。
3.对于特高压交流线路,充电无功功率是500 kV线路的五倍,为了有效控制工频过电压,线路必须配备并联电抗器装置,当线路的发送功率发生变化时,送、受端无功均无效。
系统故障时电压稳定性是维护稳定配电系统的主要因素。
4.采用1000kV高压输电更为合理,是多馈入的受端电网无功功率和电压稳定的永久可靠保证,为解决500kV短路超标电流和低输电技术问题创造了有利条件。
二、特高压GIL关键技术1.绝缘施工。
GIL使用的绝缘结构包括SF6气体间隙。
正确的场强调整是绝缘设计的关键。
在合理绝缘设计的基础上,通过抑制金属颗粒进一步提高GIL绝缘性能。
间隙设计原则:在气隙设计中,GIL包括壳体外径D和导电杆外径D的选择。
GIL为均同轴圆柱形结构,内部电场为微不均匀电场,电场不均匀系数约为1.7。
特高压交流输电技术特高压交流输电,是指1000kV及以上电压等级的交流输电工程及相关技术。
特高压输电技术具有远距离、大容量、低损耗和经济性等特点。
目前,对特高压交流输电技术的研究主要集中在线路参数特性和传输能力、稳定性、经济性以及绝缘与过电压、电晕及工频电磁场等方面。
1、输电能力。
输电线路的传输能力与输电电压的平方成正比,与线路阻抗成反比。
一般来说,1100kV输电线路的输电能力为5 00kV输电能力的4倍以上,但产生的容性无功也为500kV输电线路的4.4倍及以上。
因此,特高压输电线路的输送功率较小时,送、受端系统的电压将升高。
为抑制特高压线路的工频过电压,需要在线路两端并联电抗器以补偿线路产生的容性无功。
2、线路参数特性。
特高压输电线路单位长度的电抗和电阻一般分别为500kV输电线路的85%和25%左右,但其单位长度的电纳可为500kV线路的1.2倍。
3、稳定性。
特高压输电线路的输电能力很大程度上是由电力系统稳定性决定的。
对于中、长距离输电(300km及以上),特高压输电线路的输电能力主要受功角稳定的限制(包括静态稳定、动态稳定和暂态稳定);对于中、短距离输电(80~300km),则主要受电压稳定性的限制;对于短距离输电(80km以下),主要受热稳定极限的限制。
4、功率损耗。
输电线路的功率损耗与输电电流的平方成正比,与线路电阻成正比。
在输送相同功率的情况下,1000kV输电线路的线路电流约为500kV输电线路的1/2,其电阻约为500kV线路的25%。
因此,1000kV特高压输电线路单位长度的功率损耗约为500kV超高压输电的1/16。
5、经济性。
同超高压输电相比,特高压输电方式的输电成本、运行可靠性、功率损耗以及线路走廊宽度方面均优于超高压输电方式。
特高压输电技术交流输电分册 pdf 特高压输电技术是一种先进的电力传输技术,主要用于实现长距离大容量的电能输送。
它以其显著的优势和巨大的发展潜力受到了广泛关注和应用。
特高压输电技术采用的是交流输电方式,通过提高输电线路的电压等级,可以有效地减少输电线路的功率损耗,提高输电效率。
与传统的高压输电技术相比,特高压输电技术具有输电损耗低、线路占地少、环境污染小等优点,能够更好地满足长距离大容量电力传输的需求。
在特高压输电技术中,最为重要的是输电线路的设计与建设。
特高压输电线路需要具备较高的电气性能和可靠性,同时要能够适应复杂的地理环境和气候条件。
为了提高电线的绝缘性能和耐久性,特高压输电线路通常采用复合绝缘子和绝缘套管,并且要注意线路的防雷和防震设计。
此外,特高压输电线路的杆塔设计也需要考虑到可行性和经济性,选择合适的材料和结构,以确保线路的稳定性和可靠性。
特高压输电技术的应用可以提供更加可靠和稳定的电力供应,促进经济的发展和社会的进步。
特高压输电技术不仅可以实现国内跨区域的大容量电力输送,还可以满足不同地区之间的电力互联互通需求。
特高压输电技术还可以降低电力系统的负荷峰值和短期负荷波动,提高电力系统的调度能力和稳定性。
特高压输电技术的发展前景非常广阔。
随着我国经济的快速发展和能源结构的调整,特高压输电技术将发挥更加重要的作用。
同时,特高压输电技术的创新和研究也需要不断加强,尤其是在输电线路的材料、设计和施工等方面。
特高压输电技术的成功应用,将为我国电力工业的发展提供有力的支持,并为其他国家和地区在电力传输方面提供借鉴和参考。
总之,特高压输电技术是未来电力传输领域的重要发展方向,它具有显著的技术和经济优势。
通过对特高压输电技术的深入研究和应用,可以为我国电力行业的发展和能源结构的优化提供重要支持,同时也为全球电力传输技术的创新与发展注入新的活力。
特高压交流输电技术发展现状特高压交流输电技术是指电压等级在800千伏及以上的电力输电系统。
它是实现全球范围内大规模能源互联网的关键技术之一,也是未来能源互联网发展的必然选择。
本文将介绍特高压交流输电技术的发展现状。
作为特高压交流输电技术的发起者和领跑者,中国在特高压交流输电领域取得了重要的进展。
2010年,中国建成了世界首条特高压交流输电工程——京沪特高压工程。
此后,中国陆续建设了西电东送、南西电网、北洛电网等一系列特高压交流输电工程,形成了覆盖全国的特高压输电网。
据统计,中国目前特高压交流线路总长已经超过3万公里。
除了覆盖面积之外,中国特高压交流输电技术在其他方面也取得了显著的进展。
首先是电力传输效率的大幅提高。
特高压交流输电技术的特点是输电线路可以较长距离传输能量,同时在线路传输过程中能量损失少。
这种输电技术的广泛应用不仅可以降低输电成本,还可以降低二氧化碳等温室气体的排放,进而保护环境。
其次,中国特高压交流输电技术在电网安全和稳定运行方面也具有重要意义。
特高压交流输电技术可在输电过程中通过智能监测系统及时地发现故障,保障电网的安全稳定运行,并为善后措施提供必要的支持。
除了中国,世界上还有一些其他国家也在开展特高压交流输电技术的研究和实践。
例如,欧洲在发展可再生能源时面临着能源地理分布不均的问题,需要通过输电将远离能源消费中心的可再生能源输送到主要用电地点。
为此,欧洲各国陆续启动了特高压交流技术的研究和试验工作,试图通过特高压交流输电来解决能源输送的问题。
美国也有一些特高压交流输电工程,例如从得克萨斯州到加利福尼亚州的特高压输电线路,其线路长度达到近1000英里。
这条输电线路的电压等级达到了1100千伏,并实现了可持续运营。
总体来看,特高压交流输电技术在全球范围内都受到了越来越多的关注和研究,特别是在推动可再生能源的发展、提高能源供应安全等方面具有重要的作用和价值。
从发展趋势上看,未来的特高压交流输电技术将主要体现为智能化、数字化和高效化三个方面。
特高压交流输电技术发展现状特高压交流输电技术是一种高压大容量输电技术,能够实现大规模远距离输送电力,具有输电损耗小、经济性高、环境友好等优点。
随着中国国家能源战略的调整和电力市场的发展,特高压交流输电技术得到了越来越多的关注和应用。
本文将从特高压交流输电技术的发展现状、优势和挑战等方面进行介绍。
特高压交流输电技术是指输电电压在800千伏及以上的高压输电技术。
中国自2006年开始建设特高压交流输电工程以来,已先后建成了一批特高压交流输电线路,取得了显著的成效。
特高压交流输电已经成为中国输电技术的核心。
中国特高压交流输电技术的发展已经进入了高速发展的阶段,已经有多条特高压交流输电线路成功投运。
我国的北网特高压交流工程是世界上第一个使用1100千伏特高压交流输电线路的工程,大大提高了北方地区的输电能力。
特高压交流输电技术已经成为中国输电网的重要组成部分。
特高压交流输电技术在我国输电网的布局和建设中扮演着至关重要的角色,尤其是在跨区域输电和长距离电力输送中表现出独特优势,有效缓解了东部电力过剩和西部电力不足的矛盾。
目前,中国已经建设了一系列特高压交流输电工程,包括±1100千伏直流特高压输电工程、±800千伏直流特高压输电工程、±660千伏直流特高压输电工程等。
特高压交流输电技术已经得到了国际认可。
中国特高压交流输电技术的快速发展为世界输电业树立了一个新的标杆,吸引了国际上众多专家学者和企业参与到中国特高压交流输电项目的建设中,为中国输电设备制造业的发展和国际化发展提供了契机。
中国特高压交流输电技术在国际上也得到了认可,从而推动了中国输电技术的国际化进程。
二、特高压交流输电技术的优势特高压交流输电技术具有许多优势,使得其在输电领域得到了广泛的应用和推广。
特高压交流输电技术可以实现大规模远距离输电。
由于特高压交流输电技术的高电压等级和优越的输电性能,可以实现大规模远距离的电力输送,特别是能够有效解决西部地区电力资源丰富而东部地区电力需求旺盛的矛盾,实现了西部电力向东部输送的需求。
特高压交流输电技术目录一.特高压的特征 (1)二.特高压交流输电的功能与优点 (1)三.国内外特高压交流输电的发展 (4)3.1 国外特高压交流输电发展概况 (4)3.2我国特高压交流输电发展过程 (4)四.特高压交流输电中的若干技术问题 (5)4.1 潜供电弧及其熄灭 (5)4.2 特高压交流线路的防雷保护 (5)4.3 特高压交流输电系统中的操作过电压 (6)4.4 特高压交流输电的环境影响问题 (7)五.见解与认识 (7)一.特高压的特征交流输电电压系列被划分成几段,分段的原则应该是每一段都要有区别于其他各段的特征,从一段到另一段必须要有“质”的变化,否则分段就没有意义了。
将交流输电电压按如下格式加以分段:●1kV以下——低压(LV);●1kV~220kV——高压(HV);●220kV以上~1000kV以下——超高压(EHV);●1000kV及以上——特高压(UHV)。
“特高压”区别于“超高压”的特征。
(1)空气间隙击穿特性的饱和问题。
空气间隙的长度达到一定程度时(例如5-6m以上),它在工频电压和操作过电压的击穿特性开始呈现出“饱和现象”,尤以电气强度最低的“棒-板”气隙在正极性操作冲击波作用下的击穿特性最为显著。
(2)环境影响问题的尖锐化,是特高压区别于超高压的另一重要特征。
随着输电电压的提高,线路周围的电场强度也增大了,不过特高压输电线路不仅产生强电场,而且也引发一系列别的环境影响问题,诸如●强电场和强磁场的生理生态影响;●无线电干扰和电视干扰;●可闻噪声;●线路走廊问题;●对周围景色和市容的影响。
虽然超高压输电也或多或少存在环境影响问题,但采用特高压后,这方面的矛盾将急剧地尖锐化,成为严重的问题。
另一方面,各种环境影响因素在输电系统的设计和运行中所占地位也起了变化,例如:330~750kV 的超高压线路的导线结构及其尺寸往往取决于电晕所引起的“无线电干扰”,而对于1000kV 及以上的特高压线路来说,决定性因素却变成“可闻噪声”。
二.特高压交流输电的功能与优点与500kV 和750kV 超高输电线路相比,1000kV 及以上的特高压输电线路具有六大功能与优点。
1. 更大的输电容量众所周知,输电线路的自然功率是衡量其输电能力的一项重要指标。
自然功率P 与输电电压U 的平方成正比、与线路波阻抗Z 成反比(P=U 2/Z ),所以提高输电电压是增大线路输电能力的首选措施。
一条1000kV 线路的输电能力几乎相当于4-5条500kV 线路。
各种电压等级架空线路的波阻抗和自然功率如表1所示。
当然,除了提高输电电压外,还可通过减小波阻抗(增大分裂数、分裂圆半径等)、减小线路电抗(各种补偿措施)、采用紧凑型线路等措施来增大线路的输电能力。
2. 更远的输送距离输电线路的输送距离通常受限于静稳极限。
线路的输送功率可按下式计算sin E U P Xδ'=(1)式中,E ’与U 分别为发电机暂态电动势和系统电压;X 为包括发电机、变压器和线路在内的等值阻抗。
当sin δ=1时,即得出该系统的静稳极限,如取线路的输电能力等于静稳极限的85%,即可得到不同电压等级线路在输送不同功率(MW )时的容许输送距离(km )。
以输送2000MW 电力为例,如用500kV 常规线路只能送400km ,而用1000kV 线路来送,可达1300km 以上。
3. 大幅降低输电损耗降低线路损耗是提高输电效率、节约能源的重要措施。
超高压与特高压架空线路的损耗主要由两部分组成:①电阻损耗P R 。
它由导线电阻R 引起,P R =I 2R 。
②电晕损耗P C 。
它与导线结构和尺寸、气象条件、工作电压等诸多因素有关,因而通常用的是综合考虑各种影响因素后得出的平均损耗C P 。
线路输电总损耗2R C C P P P I R P =+=+随着输电电压的提高,在输送一定容量时,所需的电流可成反比减小,因而电阻损耗大减。
若采用典型的线路设计方案,按上式估算500kV 和1000kV 输电线路的总损耗及导线用铝量,结果是1000kV 方案的线路总损耗只有500kV 方案的46%,用铝量约节省37%。
如果仅就电阻损耗而言,若二者的导线总截面积相同,则1000kV 线路的电流只有500kV 线路的一半,其电阻损耗就只有500kV 线路的25%了。
4. 显著节约线路走廊用地在打算采用特高压输电的国家中,有些并不是出于远距离大容量输电的需要,而是因为线路走廊用地问题难以解决。
线路走廊的宽度取决于导线布置方式、塔形、电气安全、线路产生的环境影响限值等多方面因素。
以输送容量同为8GW为例,将前苏联所采用的1150kV 线路和500kV线路作比较,所需的线路走廊宽度如表2所示。
可见节约用地的效益十分可观,特别是在线路很长或线路所经之地是像日本东京地区那样的人口稠密区的场合。
5.显著节省投资在输电总容量相同的情况下,采用1000kV来输送比采用500kV至少可节省投资25%。
6.限制交流系统短路容量的需要随着500kV电网规模的扩大,系统短路容量将不断增大,可能出现短路电流超过断路器的开断电流上限(约为63kA)的情况。
提高输电电压是解决这个问题的有效措施。
三.国内外特高压交流输电的发展3.1 国外特高压交流输电发展概况出于不同的考虑和原因,从20世纪60年代中期开始,先后有几个国家对特高压交流输电技术展开了实验研究,建立了包括实验线段在内的实验研究基地,取得了一些可贵的研究成果和经验。
美国研究特高压输电最早的国家。
由于美国不同地区存在着两种主干输电电压,500kV和765kV,因而上一级电压也分别选择了1100kV和1500kV。
它们的输送距离虽均不大,但输电容量都很大,需要采用特高压。
不过后来它们都没有付诸工程实践,主要是因为美国后来对能源结构、电源布局、输电方式的思路发生了变化。
意大利于1976年建成包括1000kV实验线段的Suvereto特高压实验基地,开展和完成不少实验研究工作,受到国际上的重视。
但最后没有再推向工程实践,主要是南部核电站的计划有变。
前苏联/俄罗斯由于幅员辽阔、动力资源丰富,是最需要采用特高压交、直流输电的国家之一。
它从20世纪70年代初开始研究特高压交流输电技术,并在1985年建成投运第一段1150kV交流输电线路(长495km),此后又将总长增长为2350km,其中900km长的一段连同三座变电站曾以全电压(1150kV)断续运行,累计运行时间约为4年,其余时间则以500kV降压运行。
但从1992年到现在,该线一直降压为500kV运行,主要原因是前苏联在90年代初解体后,经济长期衰退,电源建设停滞,没有这么多电能需要用特高压来输送。
日本为了将东京东北部和西北部的核电站所发出的电力输送到东京用电中心,距离虽不远,但输送量很大,且该地区人口稠密、线路走廊用地极为紧缺,非采用更高一级电压不可。
1978年成立了由政府、大学、电力公司、电力设备制造厂的专家组成的“UHV输电特别委员会”,组织和推动相关的实验研究,并与1993年建成1000kV南-北线,1999年建成1000kV东-西线。
但它们建成后一直以500kV降压运行。
3.2我国特高压交流输电发展过程我国从20世纪80年代即开始特高压交流输电方面的工作,成立有关组织,开始收集资料和信息,跟踪这一技术在国外的发展。
与此同时,武汉高压研究所开始特高压户外试验场的建设,到1996年正式建设投入使用,使我国有了自己达到世界规模的特高压试验研究基地,主要设施包括:(1)串级工频高压试验装置:2250kV,4A;(2)冲击电压发生器:5400kV,527kJ;(3)真型1000kV级UHV试验线段:长200m;我国的电工制造业已有20多年自制500kV级超高级输变电设备的经验,近年又成功研制了750kV级成套输变电设备,这些都是我国自己试制1000kV级设备的技术基础。
我国于2008年底在武汉市郊新建成一座世界领先的特高压交流试验基地,主要由以下几部分组成:单回和同塔双回特高压交流试验线段、特高压交流设备带电考核场、环境气候实验室、电磁环境测量实验室、特高压交流电晕笼、7500kV 户外冲击试验场等。
这座基地的综合试验研究功能极为完备和先进,创造了多项世界第一,包括特高压交流试验线段和杆塔的实验功能,单回和同塔双回线段电磁环境测量试验条件,模拟海拔高达5500m处的外绝缘特性试验条件,特高压交流绝缘子串全尺寸污秽实验能力,特长绝缘子串的覆冰或融冰闪络试验能力,特高压GIS/AIS全电压、全电流带电考核场的规模与功能。
与这座试验基地相配合,我国还建设了具有世界领先水平的特高压直流实验基地(北京昌平)、特高压杆塔试验基地(河北霸州)、4300m高海拔试验基地(西藏羊八井)。
由我国自主研发、设计和建设的1000kV“晋东南-南阳-荆门”特高压交流试验工程于2008年底建成,试运行168h后正式转为商业运行。
工程起于山西省长治市境内的晋东南1000kV变电站,经河南省南阳市境内的南阳1000kV开关站,止于湖北荆州市境内的荆门1000kV变电站,整个工程包括两座特高压变电站、一座特高压开关站和一条全长约650km的单回1000kV交流线路,自然输送功率5000MW,变电容量2*3000MVA。
我国第二条1000kV特高压交流线路(淮南-浙北-上海)亦于2013年9月建成投运,它是同塔双回路线路,远期送电能力为10000MW,它已成为当今世界上电压等级最高、输送容量最大的商业运行交流输电线路。
四.特高压交流输电中的若干技术问题4.1 潜供电弧及其熄灭工频电弧的熄灭决定于弧道恢复场强和电弧电流的充分抑制。
对于中性点非有效接地系统的配电线路,前者决定于绝缘子串的泄漏比距,而单项工频电弧电流乃是两个健全相对于地电容电流之和,称为电网电容电流。
如果配电网中线路总长度不太大,这一电容电流较小,接地电弧一般能够自熄,如电容电流较大,电弧不能自熄,就要采用中性点经消弧线圈接地的方式了。
中性点有效接地系统的高压和超、特高压输电线路则不然,雷击闪络之后出现的单相故障电流(一次工频短路电流)很大,电弧一般不可能自熄的。
对此目前普遍采用单相自动重合闸来使线路恢复正常运行,但是实际情况则往往不然,其原因在于:一次短路电流被切除后,由于两健全相导线对被开断相导线之间的静电耦合和电磁耦合,接地弧道中还会通过一定大小的工频电弧电流,称为二次电流,我国称为潜供电流。
试验证明,随着线路额定电压的提高,潜供电流越来越大,又由于超、特高压线路一般很长,这使得线路的潜供电流更大,需要加以抑制。
4.2 特高压交流线路的防雷保护在超/特高压输电的发展史上,有一个有趣的现象,即从世界上出现第一条400kV线路(古比雪夫-莫斯科)起,每当出现一个新的电压等级(例如500、750、1150kV)时,人们都声称自己的新路线绝缘水平很高,因而将会是完全耐雷的。