[特高压技术论文] 特高压技术

特高压技术论文

特高压技术论文 特高压技术论文篇一 特高压输电技术分析 摘 要：作为我国正在重点发展的输电工程项目，特高压输电在电力 系统中引起了广泛的关注。文章对特高压输电工程发展的必要性进行阐述，在此 基础上从无功平衡、过电压抑制以及绝缘配合等技术层面对特高压输电进行探讨， 最后对交、直流特高压输电的优缺点进行了分析总结，以期推动我国特高压输电 工程技术的发展。

关键词：特高压;输电;经济评价 中图分类号：TM723 文献标识码：A 文章编号：
1006-8937(2015)24-0087-02 电力输电系统有不同的电压等级，直流±800 kV及以上、交流1 000 kV 及以上电压等级的输电技术称为特高压输电技术。特高压输电技术的优点主要表 现在输送容量大和输电距离长，这对于解决我国能源和负荷分布的极度不均衡问 题具有重要意义。众所周知，我国国土面积大，负荷中心分布在华东和华南经济 发达地区，而能源则大量集中在西部欠发达地区，发展特高压输电技术，可以最 大效率地实现大范围、大容量的能量转移，是我国输电系统发展的必然趋势。

1 特高压输电技术发展的必要性 结合我国电力系统现状以及经济、社会发展的趋势，下文从电能需求 量增加、电力负荷和资源分布不均衡、综合联网效益以及减轻对输电线路周边的 环境污染几方面对特高压输电技术发展的必要性进行分析阐述。

1.1 电力能源需求量的增加 伴随着我国经济的快速发展，电力能源的消耗也在逐年攀升，并且将 在很长一段时间内保持稳步增长的趋势。根据2015年初中国电力企业联合会发布 的《2014年电力工业运行简况》，2014年，全国用电量55 233亿kWh，同比增长 3.8%;全口径发电量55 459 亿kWh，同比增长3.6%。截至2014年底，全国发电装 机容量13.60 亿kW，比上年增长8.7%，其中，水电30 183 万kW(含抽水蓄能2 183万kW)，占全部装机容量的22.2%;火电91 569 万kW(含煤电82 524 万kW、气电5 567 万kW)，占全部装机容量的67.4%，比上年降低1.7%;核电1 988 万/kW，并 网风电9 581 万kW，并网太阳能发电2 652 万kW。

可见，在我国经济蓬勃发展以及全面建设小康社会的带动下，我国对 于电力能源的需求量逐年增加，这就对电力系统的电能输送能力提出了更高的要 求。

1.2 电力负荷和资源分布不均衡 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。

1.3 综合联网效益 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。

首先，特高压输电可以降低电力传输的运行费用。这是因为在同等条 件下，高电压等级的输电线路的输送容量大于低电压等级的，例如和500 kV输电 线路相比，1 000 kV特高压输电线路的输送功率可以达到其5倍，但是其投资成 本远不足前者的5倍，这就意味着特高压输电线路的单位输送电能投资较低。另 外，高电压等级对于降低线路损耗具有重要作用，因此采用特高压输电技术具有 很好的经济性。

其次，特高压输电能够有效降低线路走廊宽度。由于线路走廊宽度通 常是按照地面电场强度来设定，而输电线路的自然输送功率和线路的波阻抗成反 比例关系，与输送电压的平方成正比例关系。用线路的自然输送功率作参照，一 回1 000 kV特高压输电线路相当于五回500 kV线路。按照我国环保标准规定的线 路走廊宽度，一回1 000 kV特电压输电线路的走廊宽度仅为五回500 kV线路走廊 宽度的40%。

最后，通过特高压输电线路将大范围内的电网联系起来，将会产生巨 大的经济效益，具体表现在：互联于特高压线路的各个电网能够更加灵活地调整电力输出，实现错峰填谷。另外，参与联网的各电网由于共享了备用容量，将大 大降低输电成本。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。

1.4 减轻对环境的污染 众所周知，火力发电对环境具有一定程度的污染，特别是对于人口稠 密的用电负荷中心，发电厂产生的污染不可忽视。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。因此，特高压输电能够有效减轻 电力生产过程对环境的污染程度。

2 特高压输电的若干关键技术 为了确保特高压输电工程能够达到预期的大容量、远距离输送电能的 作用，诸如过电压抑制、无功平衡、绝缘配合以及外绝缘设计等关键技术问题值 得深入探究。

2.1 过电压抑制措施 当电气设备进行开关操作或出现内部短路故障时，往往会造成短时间 或持续一定时间的高压，称为过电压现象。另外，当设备处于雷击环境中，也有 可能出现过电压，对设备的正常运行极其不利。特高压输电工程由于自身电压等 级较高，对绝缘要求很高，如果线路上产生过电压往往对线路绝缘产生致命伤害。

因此，在进行特高压输电改造过程中，需要对各种类型的过电压进行研究并采取 相对的抑制措施，以确保降低绝缘投入和线路的安全稳定运行。

2.2 无功功率平衡技术 根据前文内容的分析，可知特高压输电的输送容量很大，相应地其无 功功能部分就变得非常大，对无功功率进行平衡也是一个非常重要的环节。采用 传统的限制线路容升效应的措施，例如在线路上注入固定值的电抗，可以改善空 载线路的容升效应，但是会一定程度降低特高压输电线路的功能输送极限。因此， 需要有针对性的研究特高压线路无功功率平衡的各种措施，保证线路电压稳定。

2.3 绝缘配合以及外绝缘设计 对输电线路的导体部分和非导电部分进行有效绝缘是保证电能安全 传输的必要条件。特高压输电系统线路电压等级高，绝缘投资在整个输电线路投资中占据较大的份额，科学地选择各种电气设备的绝缘水平就显得非常重要。针 对这种情况，需要重点研究特高压输电线路上可能出现的各种过电压，并进行相 应的绝缘设计。

另外，特高压输电线路的外绝缘设计也是需要重要研究的对象，考虑 防雷、防污秽以及带电作业等各种复杂情况下的外绝缘是重点研究对象。

3 特高压输电的优缺点综合分析 3.1 特高压输电的优点 在对特高压输电关键技术阐述的基础上，下文将以特高压交流输电为 对象对特高压输电进行评价分析。特高压输电的优点主要表现在以下几个方面。

3.1.1 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。

3.1.2 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。

3.1.3 线路占地面积小，走廊宽度变窄 采用特高压输电线路输电，虽然绝缘距离需要增大，但是同时其输送 功率大大提高，从单位输送容量所需的线路走廊宽度来看，采用特高压输电对于 节省占地面积是有利的。

3.1.4 输电过程中的功率损耗较小 特高压输电系统电压等级高，对于降低系统电流和功率损耗都是非常 有利的。我国电能消耗量很大，减少电能输送过程中的功率损耗会带来非常大的 经济效益，这对于提高能源利用率、建设绿色环保城市都具有积极作用。

3.2 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：
首先，特高压输电对系统的稳定性造成较大影响。

另外，系统的可靠性问题也更突出。这是由于特高压线路长，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。

特别是在特高压输电线路建设初期，由于主网架尚未建成，线路的负 载能力差，这给系统可靠性带来了较大的隐患。最后仍需注意的是，特高压输电 对环境的干扰也更大。

4 结 语 在我国经济繁荣发展的环境下，特高压输电工程的建设也越来越势在 必行。结合我国用电负荷和能源的分布情况，我国的特高压输电以及大范围电网 互联工程将持续建设。本文从发展特高压输电的必要性分析入手，对特高压输电 过程中需要解决的几个关键问题进行分析，并在此基础上对其优缺点进行了总结 评价，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。

特高压技术论文篇二 特高压输电线路的关键技术分析 摘要：主要研究了特高压输电线路中的三个关键，即电晕效应、过电 压、电磁场。在满足电网运行需要的基础上，特高压输电线路还要考虑诸多生态、 安全和影响问题。通过对这些问题的研究和借鉴先进经验，分析了特高压输电线 路的设计和建设中如何在解决这些问题。

关键词：特高压;输电线路;电晕;过电压 中图分类号：TM714.2 文献标识码：A 文章编号：
0 引言由于电能无法大规模储存的特点，电能的生产、输送、使用必 须在同一时间完成，这就决定了电能输送的重要性。遵循欧姆定律，为了降低输 送过程中的损耗，一方面是降低电阻，另一个方面便是提高电压。由于我国资源分布和经济发展的不平衡，导致我国电网的发展，不得不采取大规模远距离输电， 因此特高压输电成为了我国电网发展的必然选择[1]。本文以特高压输电线路为 分析研究对象，介绍特高压输电中的关键技术。

1 特高压输电的问题 在我国，特高压输电是指交流1000kV和直流±800kV的输电工程及技 术。特高压输电是为了满足远距离、大容量输电的需求而产生的，其技术基础是 已经成熟应用的超高压输电技术。根据超高压输电的运行、设计经验，已经目前 已经应用的特高压工程与技术，高电压应用与发展必须深入研究和解决三个关键 问题,即电晕效应、绝缘要求、电磁场及其影响[2-4]。

1)电晕问题。在天气不好的情况下，特高压导线表面的电场强度超过 临界值后，将会使周围空气分子电离，形成正、负带电粒子，离子碰撞和复合过 程，会产生光子和电晕放电。电晕放电的危害有功率损耗、噪声和信号干扰。由 于电压等级更高，特高压线路电晕现象比超高压线路更为严重，因此需要合理的 选择导线数目、导线结构等，使电晕放电的影响尽量降低。

2)电磁场问题。输电线路会在周围和地面产生工频电场和磁场。由于 电压高、电流大，特高压输电线路的电磁场影响成为了公众关心的关键问题，特 别是对周围的建筑、人员生产生活的影响等方面。

3)过电压问题。过电压问题，指的是有雷击导致的感应过电压、直击 雷过电压以及各种操作引起的过电压。特高压电网的各种过电压在现象上与超高 压电网相类似，但特性上有较大差异。特高压电网中的过电压将决定绝缘水平和 绝缘系统的设计，而这些将直接影响到建设的成本和运行的可靠性。

2 特高压电网研究的主要结论 在对三大关键问题进行深入研究的基础上，得到了大量的结论，主要 有以下几方面。

1)在提高输送能力和减少线路阻抗的基础上，如何降低可听噪声、满 足环境要求成为特高压线路设计应考虑的关键因素。应该按照可听噪声标准进行 线路设计，对信号(无线电和电视信号)的干扰水平应达到满意的结果，并尽量降 低电晕功率损失。2)工频过电压和操作过电压成为选择和设计绝缘系统的关键。因此， 如何限制工频过电压成为了特高压输电的一个重要问题，通过并联电抗器，避雷 器，分合闸电阻，线路分段等方法，可以限制操作过电压水平。

3)可以将特高压输电线路下以及线路走廊边缘的地面工频电场强度 设计为与超高压线路在同一水平，按照可听噪声标准进行设计的输电线路，将形 成与超高压线路相类似的电场强度，其环境影响也与超高压线路在同一水平。因 此电磁场问题不再成为线路设计的关键，但应当考虑生态方面的不利影响以及公 众的接受程度。

3 特高压输电线路的关键技术 为了解决特高压电网存在的重要问题，在大量的研究、试验的基础上， 特高压电网进行了建设和运行工作，在运行工作中，部分问题得到了进一步解决， 成为了特高压电网运行的关键，现在就输电线路方面的关键问题进行分析。

3.1 电晕及其解决电晕问题中的可听噪声、无线电信号干扰、电晕损 失都与线路表面电场强度关系密切。特高压输电线路的电压高，导线上的电荷量 大，因此表面场强也大，为了控制导线表面场强，特高压输电线路的导线分裂数 更多，子导线的直径也远大于超高压线路。在运行情况确定的条件下，影响导线 表面场强的关键因素为线路结构和气候条件。其中线路结构包括导线结构、分裂 数、子导线直径、相距、极面场强。而气候对于表面场强的影响非常复杂，一般 需要试验进行研究。对于可听噪声，按照国家噪声标准，特高压输电线路的可听 噪声不应超过55dB(A)。相当于GB3096-1993《城市区域环境噪声标准》中1类标 准白天和2、3类标准夜晚的噪声限值。对于无线电干扰，同时适当选择导线分裂 数和子导线直径，可以将特高压输电线路的干扰水平与超高压输电线路相当。特 高压输电线路的电晕损失与诸多因素有关，其中最主要的是气象条件。由于电晕 损失主要来自于坏天气，因此导线表面电场强度所产生的影响，也通过坏天气的 损失表现出来。考虑到人们最关心的事年平均电晕损失和最大电晕损失，而坏天 气的电晕损失又可能是好天气电晕损失的数百倍，而长距离输电线路上，各段的 天气原因又可能各不相同，复杂多变，因此电晕损失的计算具有极大的分散性， 因此电晕损失进行了多年的研究，至今没有一个国际公认的估算方法。

3.2 工频电场和磁场工频电场受输电线路布置形式、对地距离、相间 距离、分裂根数、相序变换等多方面的影响。其中地线对电场的影响程度与地线 离相导线的距离以及相导线离地地面的高度都有关系。导线距离地面越远，则地面的电场强度越低，当导线对地距离增加到一定程度，则能够降低的电场强度有 限，而经济投入则会很大。相比之，减少分裂导线的根数，能够比较明显的减小 地面场强，但同时会增大导线表面场强，增大无线电信号干扰和可听噪声。2.3 过电压及其限制操作过电压是决定特高压输电线路绝缘水平的重要依据，主要考 虑三种类型的操作过电压，即合闸、分闸、接地短路过电压。其中，对于接地短 路时在正常相产生的过电压，唯一的解决办法就是在靠近线路两端采用金属氧化 物避雷器(MOA)。因此，限制操作过电压的核心便是如何限制分合闸过程中过电 压，其目标是将其限制在1.6~1.7pu水平以下。其主要方法有采用MOA、断路器 合闸电阻、控制断路器合闸相角三种方法。近年来MOA制造水平不断提高，限 制过电压的能力也不断增强，成为了当前限制操作过电压的主要手段。而断路器 合闸电阻如图1所示，在合闸时，先将辅助触头和尚，经过一段时间(合闸电阻接 入时间)后将主触头闭合，从而达到限制合闸过电压的目的。合闸相位控制技术 是在电压过零点附近进行合闸，以降低合闸导致的操作过电压。图1 断路器分合 闸电阻示意图 4 结语 本文主要研究了特高压输电线路中的三个关键，即电晕效应、过电压、 电磁场及它们的影响和解决，应当注意到，特高压输电线路的问题远不止这些方 面。如对于架空线路的安全性，需要考虑振动、张力等多方面的原因，再比如输 电线路的结构形式，还需要考虑经济电流密度、发热条件等。在我国的特高压电 网建设中，既借鉴了国外的先进经验，又结合我国国情和电力系统发展的特点， 具有相当的特殊性。只有在长期的运行实践和进一步的深入研究的基础上，才能 够将特高压电网的优势充分发挥出来。

辛忠国1961年9月19日出生 本科 生产管理工程师 现任 公主岭市农 电有限公司经理 刘振亚.特高压电网[M].北京，中国经济出版社，2005 【2】 杜玉清.日本1000kV特高压送点线路设计介绍[J].华北电力技术， 1993.7 【3】 陈勇，万启发，谷莉莉等.关于我国特高压导线和杆塔结构的 探讨[J].高电压技术，2004,30(6)，38-41 【4】 R.Conti, A.Pigini, A. Giorgi. et al. Evaluation of possible impacts ofthe new limits for human exposure to magnetic fields under consideration in ITALY, CIGRE,2002 seseion, 369-106 看了“特高压技术论文”的人还看：
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