我國更高電壓等級(jí)輸電技術(shù)的研究

1、目 錄,一、我國輸電技術(shù)的發(fā)展和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀二、采用更高一級(jí)電壓輸電的優(yōu)勢三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究四、特高壓輸電技術(shù)的研究五、更高電壓等級(jí)的直流輸電,一、我國輸電技術(shù)的發(fā)展和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀,中國的第一條超高壓輸電線路是1972年建成的330 kV劉家峽一關(guān)中輸電線路，全長534 km，輸送功率可達(dá)420MW，是當(dāng)時(shí)中國最長的線路。上世紀(jì)70年代，中國開始發(fā)展500 kV電壓等級(jí)，開展了500 kV超高壓輸電工

2、程的建設(shè)。,一、我國輸電技術(shù)的發(fā)展和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀,華中電網(wǎng)于1981年建成了500 kV平頂山—武昌輸電線路工程，全長595 km； 1983年相繼建成葛武(葛洲壩—武昌)和葛雙(葛洲壩—雙河)兩條500 kV輸電線路。組成華中的500kV電網(wǎng)網(wǎng)架，使河南火電與湖北水電相互調(diào)劑。此后，東北、華北、華東等區(qū)域電網(wǎng)，南方電網(wǎng)，以及山東、四川、福建等省網(wǎng)也都相繼建起500 kV輸電線路，形成了我國目前以500 kV為電力系統(tǒng)骨干網(wǎng)架的局面。

3、,一、我國輸電技術(shù)的發(fā)展和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀,我國第一個(gè)超高壓大容量遠(yuǎn)距離直流輸電工程，是±500kV葛洲壩至上海的直流輸電工程。它是從葛洲壩水電廠的宋家壩換流站，以架空直流輸電線路與上海的南橋換流站相連接，全長1045 km，單極容量600 MW，雙極容量1200 MW，1989年單極600 MW投入運(yùn)行，翌年雙極1200MW全部投入運(yùn)行。,一、我國輸電技術(shù)的發(fā)展和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀,天生橋—廣州的±500 kV直流輸電工

4、程（960km，1800MW）于2000年投運(yùn)，此后，天生橋一廣州二回，三峽至華東常州（900km，3000MW）、三峽至廣東的±500 kV直流輸電工程相繼建成。目前，西北正準(zhǔn)備建設(shè)750kV輸電線路，配合公伯峽水電廠外送，官亭—蘭州第一條750kV輸電線路將于2005年投運(yùn)，工程正在緊鑼密鼓地進(jìn)行。,一、我國輸電技術(shù)的發(fā)展和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀,近幾年來，我國電力工業(yè)取得了很大的發(fā)展，也發(fā)生了很大的變化。到2003年底，我國的

5、裝機(jī)容量己達(dá)3.7億千瓦，年發(fā)電量己達(dá)到1.4萬億千瓦·時(shí)，均躍居世界第二位。500千伏線路約3.5萬公里，變電容量約1億千伏·安，330千伏線路1萬公里，變電容量1755萬千伏·安。,一、我國輸電技術(shù)的發(fā)展和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀,目前我國已經(jīng)形成東北、華北、華中、華東、西北和南方五個(gè)區(qū)域電網(wǎng)，除西北電網(wǎng)的主干網(wǎng)架為330kV網(wǎng)架外，其余如東北、華北、華東、華中、南方等網(wǎng)架均為500 kV電壓等級(jí)的網(wǎng)架,并逐步成

6、為堅(jiān)強(qiáng)的主網(wǎng)架。,一、我國輸電技術(shù)的發(fā)展和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀,在聯(lián)網(wǎng)方面，華東和華中電網(wǎng)之間實(shí)現(xiàn)了跨大區(qū)直流聯(lián)網(wǎng)；東北和華北實(shí)現(xiàn)了交流聯(lián)網(wǎng)，還將于近期加快華北－華中加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)、華中－西北聯(lián)網(wǎng)、川渝－西北聯(lián)網(wǎng)、華東－華北聯(lián)網(wǎng)、川黔聯(lián)網(wǎng)等跨區(qū)電網(wǎng)工程建設(shè)，實(shí)現(xiàn)西電東送、南北互供和全國聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)全國范圍內(nèi)的資源優(yōu)化配置，滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和全面建設(shè)小康社會(huì)的要求。,一、我國輸電技術(shù)的發(fā)展和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀,根據(jù)我國電力發(fā)展規(guī)劃， 2010年、2020、

7、2030年我國電力裝機(jī)容量將分別達(dá)到約6億千瓦、9億千瓦和11億千瓦。這樣的電力規(guī)模要求電網(wǎng)要提高輸送容量，保正電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，采用更高一級(jí)電壓輸電將是必然選擇。因此，研究特高壓輸電的技術(shù)問題已迫在眉睫。,二、 采用更高一級(jí)電壓輸電的優(yōu)勢,線路的電壓等級(jí)是確定輸電系統(tǒng)傳輸能力的關(guān)鍵因素。一般來說，線路的傳輸功率與電壓的平方成正比與線路阻抗成反比。由于不同電壓等級(jí)的線路波阻抗差不多大，所以同樣長度線路的傳輸能力，近似隨其工作電壓的平方

8、而發(fā)生變化。,二、 采用更高一級(jí)電壓輸電的優(yōu)勢,500 kV線路的輸送容量大約為220 kV線路的5倍。1100 kV線路的輸送容量大約為500 kV線路的5倍。750 kV 線路的輸送容量也是330 kV線路的5倍還多一點(diǎn)。,,二、 采用更高一級(jí)電壓輸電的優(yōu)勢,500kV電壓之上的電壓等級(jí)可選750kV和1000kV級(jí),采用750kV和1000kV電壓輸電與500kV輸電相比，具有明顯的優(yōu)勢。,二、 采用更高一級(jí)電壓輸電的優(yōu)勢,1

9、）有較大的輸送容量一般來說，線路的傳輸功率與電壓的平方成正比與線路阻抗成反比。由于不同電壓等級(jí)的線路波阻抗相差不大，所以同樣長度線路的傳輸能力，近似隨其工作電壓的平方而發(fā)生變化。因此，1000kV級(jí)線路的輸送容量大約為500kV線路的4倍。,二、 采用更高一級(jí)電壓輸電的優(yōu)勢,2）更加節(jié)約輸電走廊由于我國人口眾多，土地資源更加珍貴，將來制約電網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵因素將是輸電走廊問題，由于1000kV電壓級(jí)線路每回線輸電容量大的特點(diǎn)，將大量節(jié)約

10、輸電走廊數(shù)目及其占地。,二、 采用更高一級(jí)電壓輸電的優(yōu)勢,3）線路投資和運(yùn)行費(fèi)用據(jù)初步研究表明，一條1000kV級(jí)線路輸送容量相當(dāng)于4條500kV線路，其鋼材用量和鋁材用量分別降低1/3和1/2左右。1000kV級(jí)電壓輸電線路的線路損耗也低，從而降低了電網(wǎng)運(yùn)行的成本。,二、 采用更高一級(jí)電壓輸電的優(yōu)勢,4）用750kV和1000kV級(jí)電壓輸電有利于解決500kV電網(wǎng)中出現(xiàn)的輸變電設(shè)備短路容量超標(biāo)問題。5）遠(yuǎn)距離、大容量輸電還可減輕鐵

11、路、公路運(yùn)輸?shù)膲毫?，減小負(fù)荷中心地區(qū)火電機(jī)群的建設(shè)規(guī)模，減輕火電帶來的環(huán)境污染等。,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,國外的750kV級(jí)交流輸電技術(shù)較為成熟，設(shè)備制造、設(shè)計(jì)技術(shù)等也都經(jīng)過工程實(shí)踐的檢驗(yàn)。1965年世界第一條735kV線路在加拿大投入運(yùn)行，1968年世界第一條750kV線路在前蘇聯(lián)投入運(yùn)行，1969年世界第一條765kV電線路在美國投入運(yùn)行。,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,目前，采用750kV交流輸電電壓等級(jí)的國家還有

12、巴西、委內(nèi)瑞拉、南非、保加利亞、匈牙利、波蘭、韓國、羅馬尼亞等國，其中美國、前蘇聯(lián)和加拿大的750kV系統(tǒng)都有30年左右的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。另外，印度等國也計(jì)劃采用750kV電壓等級(jí)交流輸電工程。,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,黃河上游公伯峽水電廠已于2001年8月8日正式開工建設(shè)，首兩臺(tái)機(jī)組將于2004年底投產(chǎn)發(fā)電，根據(jù)西北電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，公伯峽送出工程中的官亭—蘭州輸電線路擬采用750 千伏電壓等級(jí)，這將是國內(nèi)第一次建設(shè)500千伏電壓等級(jí)

13、以上的輸電線路。,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,雖然750kV交流輸電技術(shù)國外已較為成熟，但針對(duì)我國在西北地區(qū)上750kV將面對(duì)高海拔、重冰區(qū)等實(shí)際問題，目前還缺乏可直接借鑒的國外經(jīng)驗(yàn)。因此，國家電網(wǎng)公司組織武漢高壓研究所等有關(guān)研究院所、高等學(xué)校和設(shè)計(jì)單位的專家較為全面地開展了“西北電網(wǎng)750kV輸變電工程關(guān)鍵技術(shù)研究”課題的研究。,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,課題分18個(gè)子課題：《最高運(yùn)行電壓及相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》《750kV

14、系統(tǒng)過電壓及絕緣配合》《高海拔地區(qū)輸變電外絕緣特性研究》《高海拔電暈損失的試驗(yàn)研究》《750kV線路絕緣子選型研究》《對(duì)地及交叉跨越間隙研究》,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,《高海拔地區(qū)750kV線路導(dǎo)線結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)以及提高線路輸送功率的研究》《750kV系統(tǒng)無功補(bǔ)償研究》《750kV輸變電工程各種空氣間隙的確定》《750kV系統(tǒng)主設(shè)備規(guī)范研究》《導(dǎo)線截面及分裂形式研究》《750kV系統(tǒng)潮流及穩(wěn)定控制措施研究》,三

15、、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,《750kV輸電工程關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)參數(shù)及驗(yàn)收試驗(yàn)方法》《750kV系統(tǒng)繼電保護(hù)研究》《桿塔方案及荷載研究》《多分裂間隔棒及掛線金具開發(fā)研究》《750kV輸變電工程電磁環(huán)境研究》《西北750kV輸電線線帶電作業(yè)試驗(yàn)研究》,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,1、系統(tǒng)過電壓和絕緣配合研究,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,750KV是我國電力系統(tǒng)新的也是最高的電壓等級(jí)。官亭——蘭州線和蘭州——平?jīng)觥P(guān)

16、中線及相關(guān)的變電所是首批要建設(shè)的750kV輸變電工程。目前面臨的首要問題是按什么標(biāo)準(zhǔn)的絕緣水平來建設(shè)750kV工程才能保證安全和經(jīng)濟(jì)。而絕緣水平的選擇和宜將過電壓限制至什么水平密切相關(guān)，750kV電網(wǎng)的過電壓和絕緣配合有其不同于500kV電網(wǎng)的特殊性,1、系統(tǒng)過電壓和絕緣配合研究,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,750kV設(shè)備和桿塔外絕緣的操作波沖擊放電電壓曲線已進(jìn)入非線性區(qū)域，降低過電壓對(duì)降低工程造價(jià)有重要影響。選擇過高的絕緣水

17、平，那將大大增加造價(jià)，造成不必要的浪費(fèi)。研究有效限制750kV電網(wǎng)過電壓的措施，確定合適的過電壓水平，選擇有合理裕度的絕緣水平。,1、系統(tǒng)過電壓和絕緣配合研究,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,目的是：選擇線路桿塔的工頻，操作、雷電和帶電作業(yè)最小電氣距離，選擇變電所設(shè)備內(nèi)外絕緣的雷電和操作沖擊及工頻短時(shí)的耐受電壓。選擇在工頻電壓，操作過電壓和雷電過電壓下變電所內(nèi)相地和相間的最小間隙距離，即A1和A2值，進(jìn)而可選擇B、C、D值 。,

18、1、系統(tǒng)過電壓和絕緣配合研究,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,內(nèi)過電壓主要結(jié)論如下：1）不考慮蘭州750kV變壓器退出運(yùn)行，官蘭線母線側(cè)和線路側(cè)的工頻過電壓均小于1.30p.u.；蘭平關(guān)線的工頻過電壓計(jì)算值可取為：蘭州母線側(cè)小于1.30p.u.，線路側(cè)1.40p.u.；關(guān)中母線側(cè)小于1.30p.u.，線路側(cè)為1.41p.u.；平?jīng)瞿妇€和線路側(cè)小于1.40p.u.,1、系統(tǒng)過電壓和絕緣配合研究,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,若需考

19、慮蘭州750kV變壓器退出運(yùn)行，則母線的工頻過電壓計(jì)算值仍取1.30p.u.，線路側(cè)則增加至1.52p.u.。由于蘭州750kV變壓器為單相結(jié)構(gòu)，一般有備用相，計(jì)算工頻過電壓時(shí)可以不考慮蘭州變壓器退出的特殊方式。,1、系統(tǒng)過電壓和絕緣配合研究,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,2） 官亭小電抗值可選為530Ω（官亭電抗器容量為300Mvar）。蘭平線兩側(cè)小電抗可選為440Ω，平關(guān)線小電抗可選為610Ω。小電抗上最大工頻暫態(tài)過電壓為0.

20、22p.u.（官蘭線）、0.26p.u.（蘭平線）和0.28p.u.（平關(guān)線）。,1、系統(tǒng)過電壓和絕緣配合研究,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,3）最大潛供電流工頻穩(wěn)態(tài)值＜10A，最大恢復(fù)電壓＜77kV，恢復(fù)電壓梯度＜11kV/m?？梢赃x用快速單相重合閘。4）在裝備上述小電抗的條件下，官蘭線、蘭平線和平關(guān)線均不會(huì)發(fā)生非全相諧振過電壓。若官蘭線小電抗退出運(yùn)行，則會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的危險(xiǎn)的非全相諧振過電壓。,1、系統(tǒng)過電壓和絕緣配合研究,三、7

21、50kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,1、系統(tǒng)過電壓和絕緣配合研究,5）MOA額定電壓Ur(kV)選擇的建議值如下：,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,6）如果線路斷路器不裝合閘電阻，官蘭線最大的2％合空線過電壓為1.93p.u.，蘭平線為1.99p.u.，平關(guān)線為1.87 p.u.。 線路斷路器裝400Ω合閘電阻，官蘭線、蘭平線和平關(guān)線的沿線最大2％合空線過電壓分別為1.30 p.u.、1.52 p.u.和1.55 p.u.。,1、系統(tǒng)

22、過電壓和絕緣配合研究,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,7）建議750kV線路斷路器裝合閘電阻（400Ω至600Ω）。投切變壓器的斷路器不需裝高阻值合閘電阻。即使不裝合閘電阻，從750KV側(cè)投切變壓器也不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)的諧波諧振過電壓 8）合閘電阻為400Ω，合空載線路過電壓的波頭時(shí)間Tf平均值約為4.3ms，一般在2ms以上，過電壓幅值最高的5次的波頭時(shí)間Tf＞2000μs。,1、系統(tǒng)過電壓和絕緣配合研究,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研

23、究,9）單相重合閘過電壓低于合閘過電壓。10）蘭平關(guān)線單相接地和故障分閘（故障解列）過電壓在1.80p.u. 以下，官蘭線在 1.55p.u.以下。單相接地和故障分閘是確定線路帶電作業(yè)安全距離的主要依據(jù)（通常以合閘過電壓作為確定帶電作業(yè)安全距離的依據(jù)是不合理的）。由于帶電作業(yè)安全距離對(duì)塔頭大小起控制作用，所以此單相接地和故障分閘過電壓對(duì)于750kV電網(wǎng)是十分重要的。,1、系統(tǒng)過電壓和絕緣配合研究,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,雷

24、電過電壓主要結(jié)論如下：1）變電所進(jìn)線段2＃～5＃桿塔，在雷電流≥225kA時(shí)才會(huì)造成反擊。反擊侵入波過電壓分別為1578kV（變壓器）、1315kV（高抗）、1542kV（斷路器）。2）最大繞擊電流以16kA計(jì)，繞擊過電壓分別為1591kV（變壓器）、1466kV（高抗）、1521kV（斷路器）。,1、系統(tǒng)過電壓和絕緣配合研究,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,3）根據(jù)西北地區(qū)雷電活動(dòng)較弱和750kV線路絕緣水平高的特點(diǎn)，可不考慮反

25、擊雷電侵入波過電壓對(duì)變電所設(shè)備的影響，本文從嚴(yán)考慮，暫且仍然考慮反擊侵入波過電壓。4）建議進(jìn)一步減小進(jìn)線段桿塔的地線保護(hù)角。這對(duì)降低繞擊侵入波過電壓十分有利。,1、系統(tǒng)過電壓和絕緣配合研究,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,5）變電所設(shè)備雷電沖擊耐受電壓的選擇：變壓器可選為1950kV、電抗器、斷路器、CVT、CT內(nèi)絕緣水平可選為1950kV或2100kV，絕緣裕度均在20％以上。外絕緣水平需結(jié)合變電所的海拔高度進(jìn)行修正， 裕度均在

26、9.6％以上。6）MOA的標(biāo)稱放電電流可選為20kA。,1、系統(tǒng)過電壓和絕緣配合研究,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,6）西北750kV（典型桿塔）線路的最低耐雷水平為219kA，雷電反擊跳閘率為4.164×10-5次/100km·a，相當(dāng)?shù)?。遠(yuǎn)低于我國500kV線路雷擊跳閘率統(tǒng)計(jì)值。7）750kV線路的繞擊跳閘率和地面傾斜角θ密切相關(guān)，當(dāng)θ≤15°，繞擊跳閘率≤0.0823次/100km·

27、a，θ＝30°，繞擊跳閘率為1.585次/100km·a。對(duì)于θ≥30°的線路，地線保護(hù)角應(yīng)修正而減小。,1、系統(tǒng)過電壓和絕緣配合研究,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,3）西北750kV線路雷電繞擊跳閘率遠(yuǎn)大于反擊跳閘率。可以考慮減小地線保護(hù)角以提高線路的防雷性能。,1、系統(tǒng)過電壓和絕緣配合研究,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,絕緣配合研究主要結(jié)論如下：,1、系統(tǒng)過電壓和絕緣配合研究,1）線路空氣間隙的

28、建議值如表：,注：斜線上下數(shù)值分別對(duì)應(yīng)海拔2000m和1000m，下同。,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,1、系統(tǒng)過電壓和絕緣配合研究,2）變電所設(shè)備絕緣水平建議值如表：,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,從過電壓和絕緣配合計(jì)算結(jié)果來看，電抗器的額定雷電沖擊耐受電壓可選為1950kV。若對(duì)750kV這一新電壓等級(jí)產(chǎn)品質(zhì)量沒有把握，希望提高絕緣裕度，也可以選2100kV，上表括號(hào)中的數(shù)據(jù)即為此類耐受電壓。雷電截波耐受電壓取全波耐受電壓

29、的1.1倍?？v絕緣的雷電和操作沖擊,1、系統(tǒng)過電壓和絕緣配合研究,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,耐受電壓中的反極性工頻分量的幅值均取653kV。雷電沖擊分量取2100kV，操作沖擊分量取1300kV。高抗中性點(diǎn)的絕緣水平可選為： 雷電沖擊耐受電壓為450kV； 短時(shí)工頻耐受電壓為185kV。 相當(dāng)于110kV設(shè)備的絕緣水平。,1、系統(tǒng)過電壓和絕緣配合研究,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,1、系統(tǒng)過電壓和絕緣配

30、合研究,3) 變電所最小電氣距離建議值,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,目的：求取外絕緣的基本曲線，為輸變電外絕緣提供設(shè)計(jì)依據(jù)；求取海拔校正因數(shù)，以解決外絕緣設(shè)計(jì)中的高海拔絕緣問題；測試絕緣子串電壓分布；為線路是否需要加均壓環(huán)提供設(shè)計(jì)參考。,,2、高海拔地區(qū)輸變電外絕緣特性研究,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,2、高海拔地區(qū)輸變電外絕緣特性研究,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,針對(duì)西北750kV電網(wǎng)高海拔地區(qū)的特點(diǎn)，根據(jù)

31、不同海拔高度地區(qū)如武漢、西寧、拉薩等地的試驗(yàn)條件，進(jìn)行沖擊、工頻等電壓作用下的外絕緣試驗(yàn)，研究高海拔條件下的外絕緣特性，為確定輸電線路和變電設(shè)備的外絕緣尺寸提供參考。,2、高海拔地區(qū)輸變電外絕緣特性研究,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,主要研究內(nèi)容和結(jié)論： 絕緣子串試驗(yàn) 桿塔邊相間隙試驗(yàn) 桿塔中相間隙試驗(yàn) 變電間隙試驗(yàn) 海拔校正因數(shù) 絕緣子串電壓分布測試,2

32、、高海拔地區(qū)輸變電外絕緣特性研究,,,,,,,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,3、高海拔導(dǎo)線電暈損失的試驗(yàn)研究,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,主要研究內(nèi)容：(1) 對(duì)四分裂和六分裂兩種導(dǎo)線分裂方式的起暈電壓進(jìn)行試驗(yàn)，同時(shí)對(duì)兩種導(dǎo)線分裂方式和不同相間距離下的導(dǎo)線表面場強(qiáng)進(jìn)行計(jì)算，并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。,3、高海拔導(dǎo)線電暈損失的試驗(yàn)研究,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,(2) 通過選取三個(gè)不同海拔高度地區(qū)的試驗(yàn)點(diǎn)的導(dǎo)線起暈電壓進(jìn)

33、行試驗(yàn)，摸清海拔高度對(duì)起暈電壓的影響，并求取起暈電壓的海拔修正系數(shù)。(3) 對(duì)不同導(dǎo)線分裂方式的750kV輸電線路電暈損失進(jìn)行計(jì)算研究，求取其電暈損失，為線路設(shè)計(jì)提供依據(jù)。,3、高海拔導(dǎo)線電暈損失的試驗(yàn)研究,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,主要結(jié)論： 起暈電壓 場強(qiáng) 電暈損失,3、高海拔導(dǎo)線電暈損失的試驗(yàn)研究,,,,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,4、電磁環(huán)境問題的研究,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,主要研究內(nèi)容：（

34、1）750kV輸電線路的無線電干擾、地面場強(qiáng)和可聽噪聲的計(jì)算和分析；（2）高海拔輸電線路的無線電干擾、地面場強(qiáng)和可聽噪聲的實(shí)測；（3）750kV輸電線路地面場強(qiáng)的模擬試驗(yàn)；（4）750kV輸變電設(shè)備電磁兼容要求。,4、電磁環(huán)境問題的研究,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,研究結(jié)果,4、電磁環(huán)境問題的研究,,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,5、帶電作業(yè)試驗(yàn)研究,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,一、試驗(yàn)項(xiàng)目1.直線塔邊相帶電作業(yè)

35、最小安全距離的確定；2.直線塔邊相帶電作業(yè)最小組合間隙的確定；3.耐張絕緣子串組合間隙放電特性的研究；4.絕緣操作工具最小有效絕緣長度的確定；另外還進(jìn)行了酒杯塔、拉V塔中相帶電作業(yè)最小安全距離的確定和中相帶電作業(yè)最小組合間隙確定的試驗(yàn)。,5、750kV輸電線路帶電作業(yè)試驗(yàn)研究,,,,,三、750kV輸電關(guān)鍵技術(shù)的研究,根據(jù)不同海拔高度的海拔校正系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)狀 況下的放電電壓試驗(yàn)值，計(jì)算得出了不同海拔高度下所需的帶電作業(yè)間距。根據(jù)

36、帶電作業(yè)最小安全距離的試驗(yàn)結(jié)果，在標(biāo)準(zhǔn)氣象條件下，滿足帶電作業(yè)所需的最小間距（導(dǎo)線—塔身）為：邊相間距為4.1m （1.8P.U.） ，中相間距為4.3m （1.8P.U.） 。,5、750kV輸電線路帶電作業(yè)試驗(yàn)研究,四、特高壓輸電技術(shù)的研究,在特高壓技術(shù)方面，武漢高壓研究所等單位已進(jìn)行了“我國采用特高壓輸電線路的可行性論證”、“三峽電力東送方案的探討”、“特高壓模擬桿塔的工頻和操作沖擊放電特性的研究”等研究工作。初步研究了我國特高壓

37、輸電技術(shù)的一些基本問題。,四、特高壓輸電技術(shù)的研究,八五至九五期間，在武漢高壓研究所戶外試驗(yàn)場建設(shè)了一條200m的特高壓試驗(yàn)線段，中間有一基特高壓真型鐵塔，為特高壓外絕緣特性研究和線路對(duì)環(huán)境影響研究進(jìn)一步創(chuàng)造了條件。九五期間，武漢高壓研究所承擔(dān)了原電力部重點(diǎn)科研項(xiàng)目­——“利用工頻試驗(yàn)裝置產(chǎn)生長波頭操作波研究”和“特高壓線路對(duì)環(huán)境影響的研究”，前者為特高壓外絕緣的長波頭操作波的研究提供了試驗(yàn)條件，后者則在試驗(yàn)線段上取得了一些

38、實(shí)測數(shù)據(jù)。,四、特高壓輸電技術(shù)的研究,最近，國家電網(wǎng)公司組織武高所和電科院進(jìn)行了“特高壓輸變電設(shè)備制造及工程技術(shù)研究”，課題從特高壓輸變電設(shè)備的調(diào)研分析、特高壓系統(tǒng)電磁暫態(tài)和絕緣配合研究、特高壓輸變電間隙和設(shè)備的外絕緣特性、交流特高壓輸電電磁環(huán)境影響問題的研究等四個(gè)方面對(duì)國內(nèi)外特高壓的研究成果進(jìn)行了總結(jié)和分析，對(duì)國內(nèi)制造水平和能力進(jìn)行了調(diào)研和分析。,四、特高壓輸電技術(shù)的研究,變壓器、并聯(lián)電抗器應(yīng)結(jié)合國情，吸收世界各國的成熟經(jīng)驗(yàn)，確定適宜

39、于我國的特高壓變壓器和并聯(lián)電抗器設(shè)備的型式，走自主研發(fā)的道路。國內(nèi)變壓器制造業(yè)只要稍加扶持，即可承擔(dān)特高壓變壓器和并聯(lián)電抗器的制造任務(wù)。解決巨型設(shè)備的運(yùn)輸難題是項(xiàng)目成敗之關(guān)鍵。,1、關(guān)于變壓器,四、特高壓輸電技術(shù)的研究,特高壓SF6斷路器樣機(jī)已由美、日、意等國研制出來；前蘇聯(lián)1150kV壓縮空氣斷路器為六柱十二只斷口，已在系統(tǒng)中運(yùn)行；日本東京電力公司TEPCO現(xiàn)建設(shè)了世界上第一條1000kV交流線路，現(xiàn)線路以500kV運(yùn)行，可能200

40、6年左右升壓到1000kV運(yùn)行。變電站采用GIS開關(guān)設(shè)備，這是世界上第一個(gè)將GIS推向百萬伏級(jí)并將投入商業(yè)運(yùn)行的設(shè)備。,2、關(guān)于開關(guān)設(shè)備,四、特高壓輸電技術(shù)的研究,國內(nèi)三大廠家（西開、沈高、平高）均能生產(chǎn)550kV SF6斷路器、GIS以及隔離開關(guān)設(shè)備，目前正在開發(fā)研制800kV產(chǎn)品，并研究開發(fā)550kV單斷口斷路器技術(shù)，為特高壓開關(guān)設(shè)備作準(zhǔn)備，是國內(nèi)生產(chǎn)SF6斷路器及GIS的主導(dǎo)企業(yè)，代表了國內(nèi)制造水平。,2、關(guān)于開關(guān)設(shè)備,四、特高壓

41、輸電技術(shù)的研究,1000kV及以上特高壓設(shè)備，選用GIS是唯一正確的選擇；考慮我國幅員廣大，情況各異，開關(guān)設(shè)備的型式恐不能單一。我國特高壓開關(guān)設(shè)備宜優(yōu)先選用GIS并研制開發(fā)罐式SF6斷路器，斷路器的斷口數(shù)爭取做到雙斷口，其操動(dòng)機(jī)構(gòu)的操作功應(yīng)不大于可以接受的水平，每相配一臺(tái)操動(dòng)機(jī)構(gòu)。,2、關(guān)于開關(guān)設(shè)備,四、特高壓輸電技術(shù)的研究,首先開發(fā)550kV單斷口罐式SF6斷路器，然后在此基礎(chǔ)上發(fā)展特高壓斷路器和GIS，是一條比較現(xiàn)實(shí)、經(jīng)濟(jì)的途徑。

42、,2、關(guān)于開關(guān)設(shè)備,四、特高壓輸電技術(shù)的研究,西安西電電力電容器有限公司和桂林電力電容器總廠具有1000kV及以下電壓等級(jí)CVT的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和研發(fā)能力，750kV及以下產(chǎn)品出廠試驗(yàn)?zāi)芰Γ?000kV產(chǎn)品整套試驗(yàn)?zāi)芰ι行韪脑?。?duì)1000kV CVT產(chǎn)品該兩廠家具有月生產(chǎn)3臺(tái)套的能力，并有多臺(tái)1000kV及以上試驗(yàn)用分壓器的生產(chǎn)和使用經(jīng)驗(yàn)。,3、關(guān)于CVT及電容器,四、特高壓輸電技術(shù)的研究,電容器產(chǎn)品，西安西電電力電容器有限公司、錦州電力電

43、容器廠和桂林電力電容器總廠均有超高壓、特高壓電容器的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、研發(fā)能力和試驗(yàn)?zāi)芰Γ⒂?00kV電容器裝置的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。該三廠生產(chǎn)能力較大，對(duì)保證供貨有較好保證，因此，較適合作超高壓、特高壓電容器的供貨廠商。,3、關(guān)于CVT及電容器,四、特高壓輸電技術(shù)的研究,國外已經(jīng)有特高壓金屬氧化物避雷器投入運(yùn)行，因此如果我國要建設(shè)特高壓輸變電工程的話，可以保障特高壓金屬氧化物避雷器的設(shè)備供應(yīng)。高壓金屬氧化物避雷器國產(chǎn)化完全有可能。,4、關(guān)于金屬氧

44、化物避雷器,四、特高壓輸電技術(shù)的研究,國內(nèi)外均有能力對(duì)百萬伏級(jí)輸電線路用絕緣子進(jìn)行供貨。國外廠家如日本NGK公司、法國SEDIVER公司均有能力對(duì)百萬伏級(jí)輸電線路用絕緣子進(jìn)行供貨。國內(nèi)廠家如大連電瓷廠、NGK唐山電瓷有限公司，自貢SEDIVER公司、南京電瓷廠、天津DIELVE絕緣子有限公司均有能力對(duì)百萬伏級(jí)輸電線路用絕緣子進(jìn)行供貨。應(yīng)優(yōu)先選用高噸位、空氣動(dòng)力型的絕緣子。,5、關(guān)于絕緣子,四、特高壓輸電技術(shù)的研究,復(fù)合絕緣子則可選用

45、東莞高能實(shí)業(yè)有限公司、山東淄博泰光電力器材有限公司、襄樊國網(wǎng)絕緣子股份有限公司、廣州MPC國際電工有限公司的產(chǎn)品。輕級(jí)污穢地區(qū)可優(yōu)先選用瓷、玻璃絕緣子；重污區(qū)包括Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)污區(qū)的全部線段和主網(wǎng)骨干線路以及交通不便利地區(qū)應(yīng)優(yōu)先采用復(fù)合絕緣子。,5、關(guān)于絕緣子,四、特高壓輸電技術(shù)的研究,電站用支柱絕緣子，國外現(xiàn)已具備百萬伏級(jí)輸變電站用支柱絕緣子的供貨能力。如德國羅森塔爾公司、日本NGK公司知多工廠、法國SEDIVER公司均有能力供貨。國內(nèi)

46、目前雖只做到800kV等級(jí)，但唐山高壓電瓷廠、撫順電瓷廠、西安西電高壓電瓷有限公司（原西安高壓電瓷廠）、西安雙佳高壓電瓷廠已具備開發(fā)生產(chǎn)1100kV的支柱瓷絕緣子的能力。,5、關(guān)于絕緣子,四、特高壓輸電技術(shù)的研究,對(duì)于百萬伏級(jí)輸變電站用套管，國內(nèi)目前還無能力制造百萬伏級(jí)的特高壓套管，因此，只能采用國外產(chǎn)品。如瑞典ASEA公司、美國GE公司、英國BUSHING公司、意大利PASSONI & VILLA、德國等均有能力制造765kV

47、電壓等級(jí)以上的套管。,5、關(guān)于絕緣子,四、特高壓輸電技術(shù)的研究,我國特高壓線路導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)型式宜采用8分裂導(dǎo)線，分導(dǎo)線間距為40cm，分裂直徑1.04m左右。分導(dǎo)線截面采用400～630mm2是比較適宜的，局部地區(qū)也可能采用更大截面的導(dǎo)線。我國已開發(fā)生產(chǎn)了720mm2的大截面導(dǎo)線。 特高壓線路金具中最重要的是間隔棒。間隔棒宜采用阻尼型柔性間隔棒型式，在導(dǎo)線上宜采用不等距安裝方式。,6、關(guān)于特高壓導(dǎo)線、金具和桿塔,四、特高壓輸電技術(shù)的研究

48、,特高壓交流輸電線路導(dǎo)線的布置方式主要有三相導(dǎo)線水平排列、垂直排列和三角形排列。特高壓輸電線路的塔型選擇主要從經(jīng)濟(jì)角度來選擇。從我國國情出發(fā)，將來我國特高壓線路宜采用拉線塔，局部地區(qū)可采用自立式鐵塔。,6、關(guān)于特高壓導(dǎo)線、金具和桿塔,四、特高壓輸電技術(shù)的研究,6、關(guān)于特高壓導(dǎo)線、金具和桿塔,,,,,四、特高壓輸電技術(shù)的研究,6、關(guān)于特高壓導(dǎo)線、金具和桿塔,,建議特高壓系統(tǒng)的過電壓水平：工頻暫態(tài)過電壓1.3p.u(1s)，1.4p.u

49、(0.2s)操作過電壓　1.6p.u特高壓MOA的額定電壓可選826kV，標(biāo)稱放電電流20kA，雷電沖擊（20kA）殘壓1620kV，操作沖擊（2kA）殘壓1400kV。,四、特高壓輸電技術(shù)的研究,7、關(guān)于電磁暫態(tài)和絕緣配合,四、特高壓輸電技術(shù)的研究,特高壓變壓器雷電沖擊水平可選2250kV，操作沖擊水平1675kV，工頻耐壓1100kV（5min）和950kV(1h)。特高壓斷路器、隔離開關(guān)等設(shè)備雷電沖擊水平宜取2250kV，操

50、作沖擊水平1800kV，工頻耐壓1100kV(1min)和950（30min）。,7、關(guān)于電磁暫態(tài)和絕緣配合,四、特高壓輸電技術(shù)的研究,電抗器絕緣水平可選雷電沖擊2250kV；操作沖擊1800kV（或1675kV）；工頻1100kV(5min)和950kV(1h)。線路空氣間隙距離可選工頻2.4～2.6m；操作波和雷電沖擊6.5m(中相)和6.2 m(邊相)。,7、關(guān)于電磁暫態(tài)和絕緣配合,四、特高壓輸電技術(shù)的研究,雖然棒對(duì)板空氣間隙在

51、長間隙時(shí)的確存在放電電壓與間隙距離的嚴(yán)重“飽和”問題，然而操作沖擊放電特性受間隙形狀的影響較大，實(shí)際輸電線路空氣間隙的電氣強(qiáng)度遠(yuǎn)比棒對(duì)板空氣間隙的放電電壓高，“飽和”問題對(duì)選擇特高壓輸電線路空氣間隙的影響不大。模擬桿塔的正極性雷電沖擊的放電電壓比相同間隙距離的棒對(duì)板間隙正極性雷電沖擊的放電電壓高，且與距離的關(guān)系呈線性關(guān)系。,8、關(guān)于變電間隙和設(shè)備的外絕緣特性,四、特高壓輸電技術(shù)的研究,對(duì)于特高壓輸電系統(tǒng)，無論是運(yùn)行線路還是變電站,都應(yīng)

52、按照其所在地區(qū)的污穢程度、污穢耐受電壓目標(biāo)值、絕緣子型式的選擇和絕緣子串布置的方式與長度等幾個(gè)方面進(jìn)行耐污設(shè)計(jì)。在較高電壓的操作沖擊電壓下，高海拔對(duì)放電電壓的影響變小。也就是說，相對(duì)地操作沖擊電壓2000kV且在3000m時(shí)的海拔校正因數(shù)相當(dāng)于電壓較低時(shí)（如1000kV）的1000m時(shí)的海拔校正因數(shù)。這一點(diǎn)對(duì)高海拔下的特高壓輸電外絕緣是非常有利的。,8、關(guān)于變電間隙和設(shè)備的外絕緣特性,四、特高壓輸電技術(shù)的研究,8、關(guān)于變電間隙和設(shè)備的

53、外絕緣特性,,,四、特高壓輸電技術(shù)的研究,根據(jù)國內(nèi)外的研究結(jié)果，特高壓輸電線路電磁環(huán)境參數(shù)的確定指標(biāo)如下：1）0.5MHz、邊相導(dǎo)線投影20m處，特高壓輸電線路在的無線電干擾水平應(yīng)控制在55?58dB之間；2）非公眾活動(dòng)區(qū)域或農(nóng)業(yè)區(qū)域，特高壓輸電線下1.5m處的工頻場強(qiáng)最大值應(yīng)控制在12kV/m以內(nèi)；,9、特高壓輸電電磁環(huán)境影響問題,四、特高壓輸電技術(shù)的研究,四、特高壓輸電技術(shù)的研究,3）在邊相投影15m處，特高壓輸電線路的噪聲水平

54、應(yīng)控制在55?58dB之間。特高壓輸電線路電磁環(huán)境的研究，國內(nèi)外已作了大量的研究工作，但由于我國目前還未建成一條相應(yīng)線路，且我們的試驗(yàn)數(shù)據(jù)是在單相加壓的情況下得到的。還需對(duì)試驗(yàn)線段施加三相電壓，同時(shí)考慮改變線路參數(shù)來進(jìn)一步開展特高壓線路的電磁環(huán)境研究工作。,9、特高壓輸電電磁環(huán)境影響問題,,5、更高電壓等級(jí)的直流輸電,我國目前直流輸電采用的是±500kV。在±500kV之上可選±600kV和±

55、750kV。±600kV直流輸電已在巴西ITAIPU建成并投運(yùn)。 ±750kV目前世界上尚未運(yùn)行實(shí)例。但ABB稱DC750/800kV設(shè)備已開發(fā)完畢，只等有工程上?，F(xiàn)需進(jìn)行長期帶電考核，以通過鑒定認(rèn)可。,,5、更高電壓等級(jí)的直流輸電,開發(fā)研究計(jì)劃： 利用武漢高壓研究所的試驗(yàn)條件，ABB提供設(shè)備，進(jìn)行±600kV或±750kV設(shè)備的長期帶電考核試驗(yàn)。設(shè)備的干/濕直流電壓、雷電沖擊、操作沖擊試