特高压输电技术PPT讲稿

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高压与特高压输电技术培训内容 PPT课件

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在我国，特高压电网是指1000kV交流和土800kV直流电压等级的输电网络。
预计2010年前后国家电网特高压骨干网架将初步形成，但国家电网特高压骨干网架建设是一个逐步完善的过程。
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②电网的未来国家电网公司拟计划在2020年前后要形成交
流高压 “四横六纵”多受端的网架。四横，是指形成西起四川、关中、陕北、蒙
特高压输电技术
华北电力大学贾逸梅编
1
电网规划与特高压技术
一.电网的功能二.电压等级的划分三.我国电网的现状、发展和未来四.建设特高压电网的意义和必要性五.中国国家电网特高压骨干网架六.特高压电网的系统特性和经济性七.特高压输电需研究的技术问题八.在特高压输电线路建设中主要采取的输电新技术九.特高压直流输电的系统特性十.高压直流输电与特高压交流输电的比较十一.特高压变电站与特高压电气设备十二.城市电网建设的特点和方向
压。
• 高压 HV（ High Voltage）220kV≥额定电压≥ 35kV 例如：电压等级35、110、220kV(均为最大线电压)
• 超高压EHV（Extra High Voltage） 1000kV>额定电压 ≥ 330kV 例如：电压等级330、500、750kV (均为最大线电压)
• 特高压 UHV（Ultra High Voltage）额定电压 ≥ 1000kV 例如：电压等级1000、1200、1500kV (均为最大线电压)
3
输电功能由升压变电站、降压变电站及其相连的输电线完成。所有输变电设备连接起来构成输电网，所有配变电设备连接起来构成配电网。输电网和配电网统称为电网。发电厂、输电网、配电网和用电设备连接起来组成为一个集成的整体，这个整体被称为电力系统。

高压直流输电技术优秀课件

但是汞弧阀制造技术复杂、价格昴贵、逆弧
故障率高、可靠性较差、运行维护不便等因素
，使直流输电的应用和发展受到限制。
二、直流输电技术的发展
第二阶段：晶闸管阀换流时期
20世纪70年代以后，电力电子技术和微电子技术的迅速发展，高压大功率晶闸管的问世，晶闸管换流阀和计算机控制技术在直流输电工程中的应用，这些进步有效地改善了直流输电的运行性能和可靠性，促进了直流输电技术的发展。
二、直流输电技术的发展
直流输电的发展与换流技术有密切的关系。
(特别与高电压、大功率换流设备的发展)
第一阶段：汞弧阀换流时期
1901年发明的汞弧整流管只能用于整流。
1928年具有栅极控制能力的汞弧阀研制成功，
它不但可用于整流，同时也解决了逆变问题。
因此大功率汞弧阀使直流输电成为现实。
1954年世界上第一个采用汞弧阀性直流输
但是IGBT功率小、损耗大，不利于大型直流输电工程采用。最新研制的门极换相晶闸管（IGCT）和大功率碳化硅元件，该元件电压高、通流能力强、损耗低、可靠性高。
1949年～2020年我国发电装机容量、用电量图
一、发展特高压电网的必要性
2、发展特高压电网是电源结构调整和优化布局的必然要求。
我国发电能源以煤、水为主。西部地区资源丰富，全国四分之三以上经济可开发水能资源分布在西南地区，煤炭资源三分之二以上分布在西北地区；东部地区经济发达，全国三分之二以上的电力负荷集中在京广铁路以东经济发达地区，未来的负荷增长也将保持这一趋势。
高压直流输电技术优秀课件
目录
一、发展特高压电网的必要性
二、直流输电技术的发展
三、直流输电与交流输电的性能比较
四、高压直流输电系统的结构和元件

2.特高压直流输电的技术特点和云广工程应用-PPT课件

特高压直流与交流相比有其独特优势：
送电距离可以更远送电容量更大线路走廊更窄电力系统适应性好控制灵活调度方便
特高压直流输电具有直流输电的所有特点
直流输电特点：
①输送容量大：我国已运行的300万千瓦的有3个项目 ②送电距离远，现在世界上已有1700公里直流工程我国葛上直流工程1052公里，
• 通过海底电缆送电。
这恰是我国电网发展所需要的！！！
直流输电技术的发展
• 起步于50年代 • 世界上现在已建成高压直流输电60 多项
其中：
– 50年代 2项 – 60年代 5项 – 70年代 15项 – 80年代 30项 – 90年代 10项
世界上长距离高压直流输电项目
项目额定电压（千伏）额定功率（万千瓦）输电距离（公里）投运时间安装地点及供货商
陕西、山西、宁夏、内蒙火电基地
送电华北、华中、华东负荷中心
3、中国电网西电东送的格局长期存在，规模逐渐扩大
北通道 North corridor
西电东送规模 ,GW
水平年北通道中通道南通道
中通道 Central corridor 总计
2019
2019 2020 2030
7
20 40 60
7
20 40 60
卡布拉-巴萨
因加—沙巴纳尔逊河二期 I.P.P. 伊泰普一期伊泰普二期太平洋联络线葛上魁北克多端
±533
±500 ±500 ±500 ±600 ±600 ±500 ±500 ±500
192
112 200 192 315 315 310 120 225
1360
1700 940 784 796 796 1361 1052 1500

第四章特高压交直流输电与特高压电气设备PPT课件

特高压交直流输电
（三）特高压输电的特点
特高压电网具备长距离、大容量和低损耗的送电能力，代表着当今输电技术的最高水平，是符合我国国情的输电方式和未来电网的发展方向。
输电线路的II形等值电路
• 分裂导线的直径从0.8 m到1.2m，同时保持子导线数和相间距离不变，输电线输电能力增加10%左右；子导线数从6增加到12，同时保持分裂导线直径和相间距离不变，输电能力可增加5%左右;相间距离从25m减少到15m，其他保持不变，输电能力可增加12%以上。总体来看，调整分裂导线3个参数在合理的范围，输电能力可增加大约25%。
（三）特高压输电的特点
1．输送容量大一回1000千伏特高压输电线路的送电能力接近500万千瓦，约为500千伏输电线路（88.5）的五倍左右。 ±800千伏直流特高压(4kA)输电能力可达到640万千瓦，是±500千伏高压直流(3kA)的2.1倍，是±620千伏高压直流的1.7倍。
特高压交直流输电
（1）大干扰电压稳定是指系统大扰动，如系统故障、发电机跳闸或输电线路断开等事故后系统对电压的控制能力。这种能力是由系统负荷特性、连续与离散控制和保护的相互作用决定的。
（2）小干扰电压稳定是指系统的负荷逐渐增长变化时系统控制电压的能力。这种形式的电压稳定性是由负荷特性、连续作用的控制及给定瞬间的离散控制作用决定的。
特高压交直流输电
（三）特高压输电的特点 5．工程投资省采用特高压输电技术，可以节省大量导线和铁塔材料，从而降低建设成本。根据有关设计部门的计算， 1000千伏交流输电方案的单位输送容量综合造价约为 500千伏输电方案的73％，节省工程投资效益显著。另外，采用特高压输电可减少线路回数及设备数量，有利于提高供电可靠性，降低运行费用。

【优秀版】特高压交流输电技术电气设备篇PPT

电气设备
C相
A相
B相
特高压交流试验基地的电压互感器
1000kV电容式电压互感器（CVT）的A、Ｃ相由桂容研制、Ｂ相由日新电机（无锡）研制。
电气设备
沈高HGIS中的电流互感器外形图
平高GIS中的电流互感器外形图
1min工频耐受电压: 一次绕组对地：1100kV 二次绕组对地和二次绕组之间：3kV 匝间绝缘: 4.5kV(峰值) 对一次或二次绕组为分段式结构段间绝缘：3kV 额定短路开断电流：50kA。
特高压交流试验基地隔离开关
千伏产品可方便地升级到1000千伏。通过对绝缘结构和导地线、铁塔、金具、绝缘子等全部设备具备国产化供货能力，国内潜在供货厂商众多。
通过对绝缘结构和机械强度的攻关，国内桂容、西电、上海MWB现已具备国产化供货的能力。我国已经成功设计、建造高达米的江阴交流大跨越，是目前世界上最高的输电线路铁塔，杆塔的设计技术完全成熟。
1000千伏特高压交流试验示范工程一般线路工程全线1275 基铁塔全部组立完成，架线施工顺利结束。
电气设备
我国已经成功设计、建造高达米的江阴交流大跨越，是目前世界上最高的输电线路铁塔，杆塔的设计技术完全成熟。
目前，电力建设研究所与设计单位采用高强钢等新材料进行研究设计，已完成特高压交流试验示范工程建设中的汉江大跨越的建设工作，充分证明了我国特高压大跨越技术完全成熟，能满足工程建设需要。
导地线、铁塔、金具、绝缘子等全部设备具备国产化供货能力，国内潜在供货厂商众多。
对于罐式断路器和GIS开关，电流互感器的现有技术特高压交流试验基地隔离开关
对一次或二次绕组为分段式结构段间绝缘：3kV 1min工频耐受电压:
已经成熟，可直接采用。对于敞开式SF6气体绝缘电流互感器,上海MWB和西电具备设计和生产的能力，研发关键是电场设计、内外绝缘配合和加工工艺控制。

特高压直流输电技.ppt

• 5. 土地和环保压力 • 输电走廊限制了输电线路的建设，沿海经济发达地区线路
走廊尤其紧张，规划建设的火电基地规模巨大，要求将其电力输送往负荷中心。如果全部采用500KV及以下电压
• 等级的输电线路，则回数过多，线路走廊紧张的矛盾难以解决。
• 6. 煤炭的运输 • 近年来，我国经济发达地区燃煤电厂发展较快，而电煤的
二、推动特高压输电发展的因数
从世界其他国家电网发展的历程看，推动超高压电网向特高压电网发展的因数主要有以下六个方面：
1. 用电负荷的增长按照引入新的更高输电电压等级的一般规律，当电网内用电负荷增长达到现有最高输电电压等级引入时的4倍以上时，开始建设更高电压等级的输电工程是经济合理的。
2. 发电机和发电厂规模经济性不断增长的用电需求促进发电技术，包括火力、水力发电技术向单位（KW）造价低、效率高的大型、特大型发电机发展。发电厂的规模随大型和特大型机组的应用迅速增大，从而进一步降低了发电厂的建设和运行成本，形成6000~10000MW的发电中心。水力发电技术的发展促进了在远离负荷中心的地区建设大型电站和阶梯电站
从而形成水力发电中心。从超高压和特高压各电压等级的输电能力可看出，大型和特大型机组及相应的大容量发电厂的建设更增加了对特高压输电的需求。
3. 燃料、运输成本和发电电源的可用性未来的的燃料和运输成本以及各中燃料的可用性，对电源的总体结构和各种发电电源在地域上的布局有重要影响。在燃料运输成本上升，运力受制约而使燃料的保证率变低，运输燃料的经济性不如输电的情况下，在燃料产地建设大容量的发电厂，以特高压向负荷中心输电是经济合理的。
• 平均大容量输电距离，将超过500KM，西南水电送出到华东的距离甚至超过2000KM。西电东送、南北互供的输电容量在未来的15年将超过200GW。

特高压绪论推荐优秀PPT

特高压输电具有优良的经济性，并且能够节约线路走廊空间，具有很好的综合联网效益。特高压输电技术的必要性通过各电网间的相互支持运行，用户供电可靠性也将大大提高。
4 特高压输电的优点
1.电能输送距离远，输送容量大特高压输电由于输送电压等级高，因此具有输送功率大以及输送距离长的优势，这对于应对日益增长的电能需求具有重要意义，并且可以达到紧凑型输电的效果。 2.电能输送成本低，经济性好采用特高压线路进行电能的输送，单位容量的输送成本较低，这将使电网企业和用户都受益。
6 结语
我们从特高压输电的必要性入手，并分析了特高压输电的优缺点，可见特高压输电技术将在我们电力系统中有广阔的应用前景。发展特高压输电、加强电网的互联，对建设资源节约型社会将起到重要作用。
当采用特高压输电技术后，负荷中心将获得清洁的电能供应，不再需要在当地设置发电厂，甚至同时减小了煤炭等一次能源运输过程中产生的汽车尾气污染。
特高压输电由于输送电压等级1高0，0因0此K具V有及输以送功上率的大以电及压输送称距为离长特的高优势压，（这对U于H应V对）日益增长的电能需求具有重要意义，并且可以达到紧凑型输电的效果。
5 特高压输电的缺点
但是，特高压输电在带来上述几方面优点的同时也不可避免地产生了如下缺点： 1.特高压输电对系统的稳定性造成较大影响。 2.由于特高压线路长，故障发生率高，很容易造成连锁事故给系统的安全稳定性造成不利影响。 3.主网架尚未建成，线路的负载能力差，这给系统可靠性带来了较大的隐患。 4.特高压输电对环境的干扰也更大。
2 特高压输电技术的必要性
2.在我国经济快速增长和工业生产的大力推动下，用户对于电能的需求量稳步快速增长，然而资源和电力用户的地域分布差异大大制约了电能的高效开发和传输。从全国资源分布情况来看，煤炭等传统资源以及太阳能、风能等新能源大量分布在我们中西部地区，距离用电负荷中心东南沿海地区很远，这就需要电力系统充分整合资源，实现电能的高效率、大容量和远距离传输。

超高压直流输电技术.ppt

1949年～2020年我国发电装机容量、用电量图
一、发展特高压电网的必要性
2、发展特高压电网是电源结构调整和优化布局的必然要求。
我国发电能源以煤、水为主。西部地区资源丰富，全国四分之三以上经济可开发水能资源分布在西南地区，煤炭资源三分之二以上分布在西北地区；东部地区经济发达，全国三分之二以上的电力负荷集中在京广铁路以东经济发达地区，未来的负荷增长也将保持这一趋势。
建设特高压电网，可促进大媒电、大水电、大核电、大规模可再生能源的建设，能够推进资源的集约开发和高效利用，缓解煤炭运输和环境的压力，节约土地资源，在全国乃至更大范围的优化配置，具有显著的经济效益和社会效益。
二、直流输电技术的发展
电力技术的发展是从直流电开始的；随着三相交流发电机、感应电动机、变压器的迅速发展，发电和用电领域很快被交流电所取代；但是直流还有交流所不能取代之处，如远距离大容量输电，不同频率电网之间的联网、海底电缆和大城市地下电缆等。
二、直流输电技术的发展
近期将开工的直流工程
(4) 宝鸡－德阳直流工程这是我国第十一个长距离、大容量高压直
流输电工程。额定直流电压为500kV、额定直流电流3kA、额定输送直流功率3000MW。
直流线路北起陕西宝鸡、南至四川德阳，全长约550km。水火互济作用明显。
二、直流输电技术的发展
近期将开工的直流工程
近期将开工的直流工程
(3) 葛沪直流工程这是我国第十个长距离、大容量高压直流输电工
程。也是第十个西电东送的高压直流输电工程。计划 2010年投运。额定直流电压为 500kV、额定直流电流3kA、额定输送直流功率3000MW。
直流线路西起湖北宜昌荆门换流站、东至上海沪西换流站，全长约976km。与现在的葛南直流同杆并架（ 914km ），共用线路走廊。节约线路走廊 5000公顷土地。

高压输电课件.ppt

一、电能的输送
可靠
输送电能的优点：
保质
经济
可靠：是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电。
保质：就是保证电能的质量，即电压和频率稳定。
经济：是指输电线路建造，运行的费用低，损耗小，电价要低。
输送电能的过程：
电站站址远距离用户(负载)
输送电能的问题：
思考：怎样计算
输电线路损失的功率？
电流流过输电导线时，由于电流的热效应，必然有一部分电能转化成热能而损失掉。
(1)25A 250V 150V
(2)输电线损失的功率?用户得到的功率?
(2)6250W 3750W
(3)如果采用4000V电压输电，输电线损失的功率?用户得到的功率?
(3) 62.5W 9937.5W
提高输电电压,
是减少电能损失的最有效的办法
探究与交流：
在高压输电三个回路中，各部分的功率、电
压和电流关系如何？
P1=P2，P3=P4，P2=P损失+P3
拓展知识
计算用户得到的功率P?
P用户 P输送-P损
在保证用户的电功率的前提下,怎样才能减小输电电流?
P输送 U 输送I 输送
练习：输送10kw的电功率，采用400V的电压输电，输电线的总电阻为10Ω，求 (1)输电线中的电流?输电线中损失的电压? 用户得到的电压?
②减小输电线的长度L不可行,因为要保证输电距离.
3 可适当增大横截面积.太粗不可能,既不经济又架设困难.
总结：不采用减小导线电阻的方法。
(2)减小输电线中的电流
1.如何减小输电线路中的电流呢?
P输出 I U
在输出功率一定的条件下
要想减小电流

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1974年将单相试验设备扩建为1000～15000kV 三相系统。
美国邦维尔电力局（BPA）有2处特高压试验站。
国外发展概况
•
意大利
全国各地参加 1000kV 科研规划的单位共有7 个试验场和 2个雷电记录站。
意大利1000kV工程雷电冲击试验
国外发展概况
•
瑞典
查麦斯大学高电压试验场可进行交流 1000kV 电气试验，试验场内建有 240m 特高压试验线段。另有180m的绝缘子试验线段。
特高压输电技术课件
电网的发展历程
• 输电电压一般分高压、超高压和特高压
高压（HV）：35〜220kV；超高压（EHV）：330 〜750kV；特高压（UHV）：1000kV及以上。高压直流（HVDC）：±600kV及以下；特高压直流（UHVDC）：±750kV和±800kV。
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。
国外发展概况
国外发展概况
•
前苏联
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。
❖1989年建成±500kV葛洲坝-上海高压直流输电
线，实现了华中-华东两大区的直流联网。
我国电网的发展历程
❖2005年9月，中国在西北地区（青海官厅—兰州
东）建成了一条750kV输电线路，长度为140.7 km。输、变电设备，除GIS外，全部为国产。
❖2008年12月，晋东南—南阳—荆门1000KV特高压交流试验示范工程是我国首条跨区域特高压交流输电线路，始于山西长治晋东南变电站，经河南南阳开关站，止于湖北荆门变电站。
在1991年，由于前苏联解体和经济衰退，电力需求明显不足，导致特高压线路降至500KV运行。国外发展概况•
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，从1973年开始特高压输电的研究。
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。
❖1985年，前苏联建成世界上第一条1150kV特高压输电线
路。从500kV电压等级到1150kV电压等级用了20年时间。
我国发展特高压的背景
• 我国在2020年发电量将达5000~5400TW·h，发电装机
容量将达到1100~1200GW，与美国2020年的预计发电量（5500TW·h），发电装机容量（1250GW）大体相近。
❖欧洲和美国，在超高压输电方面，主要发展 345kV 、
380kV和750kV电压级， 500kV线路发展比较慢。1964 年，美国建成第一条500kV线路，从230kV到500kV输电，时间间隔达36年。前苏联的500kV电压等级是在400kV基础上升级发展起来的，1964年，建成完善的500kV输电系统。
❖1952年，瑞典建成世界上第一条380kV超高压线路。
❖1965年，加拿大建成世界第一条735kV超高压线路。
电网的发展历程
❖ 1952 年，前苏联建成第一条 330kV 线路； 1956 年建成
400kV线路；1967年建成750kV线路。从330kV电压等级发展到750kV电压等级用了15年时间。
我国电网的发展历程
中国，1949年新中国成立后，按电网发展统一电压等级，逐渐形成经济合理的电压等级系列：
❖1952年，用自主技术建设了110kV输电线路，逐
渐形成京津唐110kV输电网。
❖1954年，建成丰满至李石寨220kV输电线路，随
后继续建设辽宁电厂至李石寨，阜新电厂至青堆子等220kV线路，迅速形成东北电网220kV骨干网架。
• 我国电力工业存在的主要问题是能源与负荷地理分布不均
衡：约68%的水力资源分布在西南地区，约76%的煤炭资源分布在华北、西北地区；70%的负荷则主要集中在东部沿海。
• 我国电网发展战略——西电东送，南北互供，全国联网。
• 目前的500KV电网在传输长度、传输能量、和限制短路电
流等方面均不能满足要求。
电网的发展历程
❖1908年，美国建成了世界第一条110kV输电线路；经
过 15 年，于 1923 年，第一条 230kV 线路投入运行； 1954年建成第一条345kV线路。从230kV电压等级到 345kV电压等级经历了31年。在345kV投运15年后， 1969年建成了765kV线路。
我国电网的发展历程
中国，1949年前，电力工业发展缓慢，输电电压按具体工程决定，电压等级繁多：
❖1908年建成22kV石龙坝水电站至昆明线路； ❖1921年建成33kV石景山电厂至北京城的线路； ❖1933年建成抚顺电厂的44kV出线； ❖1934年建成66kV延边至老头沟线路； ❖1935年建成抚顺电厂至鞍山的154kV线路； ❖1943年建成110kV镜泊湖水电厂至延边线路。
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。
国外发展概况
•
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。
我国电网的发展历程
❖1972年建成330kV刘家峡—关中输电线路，全长
534km，随后逐渐形成西北电网330kV骨干网架。
❖1981 年建成 500kV 姚孟 — 武昌输电线路，全长
595km。为适应葛洲坝水电厂送出工程的需要， 1983 年又建成葛洲坝 - 武昌和葛洲坝 - 双河两回 500kV线路，开始形成华中电网500kV骨干网架。