| 标题 | 特高压输电概述 |
| 范文 | 胡珊 摘要 我国电网当前的特点是发电能源与用电中心存在地理位置的差异，特高压输电系统的建设可有效缓解这一难题，以实现我国能源资源的优化配置。发展特高压输电既能满足持续增长的电力需求，保障国家用电安全，也是提高电网的安全稳定水平与执行西电东送战略的需要。本文介绍了国内外特高压输电的历史和研究现状，根据我国未来能源流的要求及当前电网架构的问题总结出特高压电网的基本功能及特点，特高压电网的绝缘和防雷保护，特高压输电的展望等问题。 关键词 特高压；基本功能；绝缘；防雷与保护 中图分类号TM723 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）49-0073-02 1 国内外特高压输电的研究 起于20世纪60年代，前苏联、美国、日本、加拿大等国对特高压输电进行了可行性研究，获得重大进展。前苏联是最早开展特高压输电技术研究的国家之一，1988年完成科克切塔夫—库斯坦奈延伸段的建设，总长约900km，曾以1 150kV全电压累积运行四年左右的时间。日本在1972年开始特高压输电的开发，1993年建成柏崎一西群马—东山梨南北向特高压输电线路，总长190km；1995年在新榛名试验站安装特高压GIS成套设备，随即加1 000kV全电压试运行，到2006年6月底为止，累计加压时间已有2 413天。可以看到，截至今日，技术问题已不是特高压输电发展的限制性因素，从技术来看，特高压输电应该是完全可行的[1]。 我国自1986年开始便立项研究特高压交流输电技术，1994年，我国第一条百万伏级特高压输电研究线段在武汉高压研究所建成，2005年，我国提出建设1 000kV级交流和+800kV级直流系统，使特高压输电技术的研发快速进入试验阶段。目前，我国特高压设备研制工作已全面展开，完成了特高压输电中过电压与绝缘配合、电磁环境等重大研究。同时，我国已开工建设了特高压交直流试验基地和国家电网仿真中心，两条特高压试验示范工程已经完成工程设计并进入建设实施阶段。 2 特高压电网的基本功能及特点 1）特高压电网基本功能我国国家电网特高压骨干网架将由1 000k V级交流输电网和±800k V级直流系统构成。为了实现电能的大规模和远距离输送，大幅度提高电网自身的安全性、可靠性、灵活性和经济性，使其具有更显著的社会效益和经济效益，特高压输电技术应具备以下特点： （1）国家特高压电网网架可为实现跨大区、跨流域水火电互济、全国范围内能源资源优化配置提供充分支持以满足我国国民经济发展的需求； （2）国家特高压电网应满足大容量、远距离、高效率、低损耗地实现“西电东送、南北互供”的要求； （3）国家特高压电网应满足我国电力市场交易灵活的要求，促进电力市场的发展[2]。 2）特高压电网的特点根据我国未来电力流向和负荷中心分布的特点以及特高压交流输电和特高压直流输电的特点，在我国特高压电网建设中，将以1 000kV交流特高压输电为主形成国家特高压骨干网架，以实现各大区域电网的同步强联网；±800kV特高压直流输电，则主要用于远距离，中间无落点、无电压支持的大功率输电工程。特高压电网的系统特性主要反映在技术特点、输电能力和稳定性三个方面。1 000kV交流输电中间可落点，具有电网功能，输电容量大，覆盖范围广，节省输电线路走廊，有功功率损耗与输电功率的比值小，输电稳定性主要取决于运行点的功角大小。±800kV特高压直流输电中间无落点，可将大量电力直送大负荷中心，输电容量大、输电距离长，有功功率损耗与输送功率的比值大，其输电稳定性取决于受端电网的结构[3]。 3 特高压电网绝缘特高压设备绝缘的主要特点 一是设备变得很重要。特高压线路输送容量可达500kW，对设备的安全性、稳定性和可靠性提出了更高要求；二是设备尺寸比较大。杂散分布电容和局部发热对绝缘的长期稳定性形成威胁；三是运行电压高。为了降低设备尺寸和造价， 通过采用大容量高性能的避雷器等措施，降低过电压水平和设备试验绝缘水平。特高压输电线路的绝缘可以分为两类：一类是导线与杆塔或大地之间的空气间隙，另一类则是绝缘子。电压等级的提高使特高压输电工程对绝缘子有了更高的要求，如防污闪、提高过电压耐受能力、高机械强度和降低无线电干扰等。 4 特高压电网的防雷与保护 4.1 输电线路的防雷与保护 1）输电线路绕击由于特高压输电线路杆塔高度很高，导线上工作电压幅值很大，比较容易由导线上产生向上先导。特高压线路由于本身绝缘水平高，反击网络的概率很小。但特高压线路高度大，相导线电压高，具有一定的迎雷特性。这些因素会使避雷线屏蔽性能变差。例如雷电活动不太强烈的前苏联的1 150kV特高压架空输电线路在不长的运行期间（3 000km·a）内已发生雷击跳闸21 次，跳闸率高达0.7/100km·a，这比我国500kV输电线路的运行统计值0.14/100km·a高得多，这些跳闸的基本原因是在耐张转角塔处雷电绕击导线。 2）输电线路反击 特高压架空输电线路从防止雷电绕击或反击来说，同塔双回路自立式杆塔是不利的。作为保障特高压输电线路安全可靠运行的关键环节之一，特高压输电的防雷至关重要，可以从以下几个方面考虑。首先，为避免特高压架空输电线路遭受雷电绕击的危险，架设辅助屏蔽线的方法可适用于山区，在平原与丘陵地带可通过减小避雷线保护角来避免危险。而且，由于要防止雷电来临时雷电反击闪络率的增大，根据雷电闪络率随杆塔高度增加而相应变大的规律，拉线V型塔最好，具体的放雷电反击措施要根据接地电阻的大小来定。 另外，要做到特高压输电的四道防线。防直击，使输电线路不受直击雷；防闪络，使输电线路受雷后绝缘不发生闪络；防建弧，使输电线路发生闪络后不建立稳定的工频电弧；防停电，使输电线路建立工频电弧后不中断电力供应。 4.2 变电站的防雷保护 变电站是电力系统重要组成部分，如果在变电站发生雷击事故，将对变电站的主设备形成较大的危害，甚至可能会使变压器及其他主设备受损，造成大面积的停电，给社会及供电企业造成比较严重的影响，因此要求变电站防雷措施必须十分可靠。变电站遭受的雷击主要来自两个方面：一个是由直击累过电压形成的雷电波和架空线路的感应雷过电压沿线路侵入变电站，一个是雷直接击在变电站的设备上。变电站的防雷要做到：安装避雷针，将雷吸引过来并安全导入地中，将变电站所有电气设备和变电站进出线的最后一档线路都纳入避雷针的保护范围之内；在变电站的进线上装设阀型避雷器来防止雷电波的侵入，限制被保护设备的过电压值，从而起到保护变电站电气设备的目的；为限制流经避雷器的雷电流幅值和雷电波的陡度，对变电站进线实施防雷保护；将变电站进行防雷接地，它的目的是减少雷电流通过接地装置时的对地电位升高，其接地是否良好，直接影响防雷保护工作的效果[4]。 5 特高压输电展望 根据我国的电力发展规划，到2020年我国发电装机容量将达到995.00GW。根据世界各电网的发展规律，系统容量每翻两番就必须引进一个新的电压等级。考虑全国联网、西南水电外送、北部煤炭火电外送的需要，500kV电压等级的输送容量和距离已不能满足需求[5]。而特高压输电具有“容量大、损耗低、距离远”等优势，是实现能源资源优化配置的有效途径，在优化我国能源结构的同时，也能得到巨大的社会效益和经济效益。发展特高压电网能适应我国跨度极大的远距离、高容量的电力输送要求，促进煤电就地转化和水电大规模开发，实现跨地区、跨流域的水电与火电互济，将清洁的电能从西部、北部大规模输送到中、东部地区。通过多年的研究，一系列重点工程的实践，证明了特高压输电技术在我国应用的可行性和可靠性。 随着我国电力制造业工艺水平和生产实力的提高，国民经济进一步发展，国家政策的大力扶持，特高压技术必将发挥其优势，更加适应电力现代化地要求，开创电力工业发展新篇章。 参考文献 [1]钟一俊.特高压输电技术研究和应用综述[D].杭州：浙江大学，2008. [2]刘振亚.特高压电网[M].北京：中国经济出版社，2005：33：194. [3]交流特高压电网电气设备绝缘特点及影响因素[J].研究与实践，2009：51. [4]周浩，余宇红.我国发展特高压输电中一些重要问题的讨论[J].电网技术，2005，29(12)：3-4. [5]胡敏，李凯，邱志斌，史秋云，胡莹莹.现阶段我国特高压交流输电研究状况及前景探讨[J].北京电力高等专科学校学报：自然科学版，2006，12：44. |
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