特高壓輸電技巧PPT課件

1、一一. .特高壓特高壓基本理論基本理論電滔殘橫淺汪卸梭郝踩吟砷做賂枚日顫富檸涼獸沈刺喪靡藐爾潭跌莫薄仿特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第1頁/共181頁特高壓基本理論特高壓基本理論1.1 前言前言1.2 特高壓的界定特高壓的界定1.3 特高壓電壓等級的選擇特高壓電壓等級的選擇1.4 特高壓電網(wǎng)發(fā)展的影響因素特高壓電網(wǎng)發(fā)展的影響因素1.5 特高壓交流輸電的系統(tǒng)特性特高壓交流輸電的系統(tǒng)特性1.6 特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性票楊扒窘造緯昏捎既嘻宛咯糊蹲鋁皋祿基身暴凍頤敢彰畸餡憾懾湘牽宏閻特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第2

2、頁/共181頁1-1 1-1 前言前言 大功率遠距離輸電的需要 歐姆定律 統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)仟威裸匝哭嫌癥渝標(biāo)幌期糠手吊耿雅窘溪囂宰補官倆侮佯資美胞滔錦啤幻特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第3頁/共181頁 高 壓（H V）：1KV220KV， 包括：10KV，20kV,35KV，110KV，220KV 超高壓（EHV）：3301000KV， 包括：330KV，500KV，750KV 特高壓（UHV）：1000KV及以上交流系統(tǒng)直流系統(tǒng) 超高壓（EHV）: 500KV 660KV 特高壓（UHV）： 800KV1-2 特高壓的界定星憤閨摘愉兩儈兄忻迸蹦寓柬考取唉醉息冤

3、紐澤氰遭泅髓巢矚絞冒廄哭皿特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第4頁/共181頁1-3 1-3 特高壓電壓等級的選擇特高壓電壓等級的選擇 不同的輸電電壓等級組成的輸電網(wǎng)有不同的輸電能力。在規(guī)劃未來的電網(wǎng)電壓等級時，通常用自然功率來粗略地比較其的輸電能力。 自然功率-在輸電線路末端接上相當(dāng)于 的波阻抗負荷時，線路所輸送的功率。其中L L0 0是輸電線路的單位長度的串聯(lián)電感，C C0 0是線路單位長度的電容。自然功率P P0 0UU2 2/ /Z ZC C。 不同電壓等級的超高壓和特高壓單回線路的自然功率輸送能力如下表； 輸電電壓等級與輸送的自然功率 電壓（kV） 330

4、345 500 765 1100 1500 功率（10MW） 29.5 32.0 88.5 221.0 518.0 994.0 堂家半輸瑤冒席促雇瑞燥穿帕溺銅使庫燦莖吁茨鈞臘閃辮拂鞭燭悍總忽走特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第5頁/共181頁1-3 1-3 特高壓電壓等級的選擇特高壓電壓等級的選擇 更高一級電壓等級系指在現(xiàn)有電網(wǎng)之上覆蓋一個新的更高電壓輸電網(wǎng)。應(yīng)滿足其投入之后2030年大功率輸電的需求。v與新覆蓋的地理區(qū)域范圍、電力系統(tǒng)的規(guī)模相一致的原則；v與現(xiàn)有超高壓電壓等級的經(jīng)濟合理配合的原則；v與電網(wǎng)的平均輸電容量（能力）和輸電距離相適應(yīng)的原則；選擇特高壓電壓

5、等級的基本原則蕉烯持共傾陀卯事吮帖宙稿筒涵捕剎窟剎吭雇琵攪隕凱戚磚涪唾哎決緝盜特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第6頁/共181頁1-3 1-3 特高壓電壓等級的選擇特高壓電壓等級的選擇 普遍認為：超高壓電網(wǎng)更高一級電壓標(biāo)稱值應(yīng)高出現(xiàn)有電網(wǎng)最高電壓1倍及以上。這樣能做到簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，減少重復(fù)容量，容易進行潮流控制，減少線路損耗，有利于安全穩(wěn)定運行。 目前，已經(jīng)形成兩個超高壓-特高壓電網(wǎng)電壓等級系列： 330（345）kV-750kV；500kV1000（1100）kV吃淀奈之?dāng)孛@狂芯挾魄河琢預(yù)讀防妒瑤郝恢權(quán)曙洱頃腐弗窗膩吃臍蘊架仲特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸

6、電技術(shù)20100413第7頁/共181頁1-4 1-4 特高壓電網(wǎng)發(fā)展的影響因素特高壓電網(wǎng)發(fā)展的影響因素 用電負荷增長是促進超高壓電網(wǎng)向特高壓電網(wǎng)發(fā)展的最主要因素，還有如下因素： 發(fā)電機和發(fā)電廠規(guī)模經(jīng)濟性與電廠廠址 不斷增長的用電需求促進發(fā)電技術(shù)，包括火力、水力和核電發(fā)電技術(shù)向造價低、效率高的大型、特大型發(fā)電機組發(fā)展。 從超高壓和特高壓各電壓等級的輸電能力可看出，大型和特大型機組及相應(yīng)的大容量電廠的建設(shè)更增加了特高壓輸電的需求。 猖磁翹倍南腿傀檄癬串耿袁愉舷石韋釉肇薯畦綁?？v蹲族山攆郡楚抿視潑特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第8頁/共181頁1-4 1-4 特高壓電

7、網(wǎng)發(fā)展的影響因素特高壓電網(wǎng)發(fā)展的影響因素 燃料、運輸成本和發(fā)電能源的可用性 未來的燃料和運行成本以及各種燃料的可用性，對電源的總體結(jié)構(gòu)和各種發(fā)電電源在地域上的布局有重要影響。 燃料運輸成本上升，運力受制約而使燃料的保證率變差，運送燃料的經(jīng)濟性不如輸電，便促進在燃料產(chǎn)地建設(shè)大容量規(guī)模的發(fā)電廠，以特高壓向負荷中心地區(qū)輸電。 蹄蓬渤芒諒戳爵檔頻憫奶膿鄂倪尖澄薊薊道攆慧爺摔食一繼鞭壓短石隧隨特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第9頁/共181頁1-4 1-4 特高壓電網(wǎng)發(fā)展的影響因素特高壓電網(wǎng)發(fā)展的影響因素 發(fā)電能源與用電負荷地理分布不均衡 經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，用電需求增長快，往往缺

8、乏一次能源；具有豐富一次能源，如礦物燃料，水電資源的地區(qū)，用電增長相對較慢或人均用電水平較低。 加拿大、美國、俄羅斯、巴西和中國等國都存在這種不平衡情況。這種不平衡情況增加了遠距離大容量輸電和電網(wǎng)互聯(lián)的需求。狠報邱駁蒜弱饒凱附肖寇賃隸脆寺賜垣嬰漬取俯衛(wèi)冰孰騁掌稗據(jù)紡梢團爬特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第10頁/共181頁1-4 1-4 特高壓電網(wǎng)發(fā)展的影響因素特高壓電網(wǎng)發(fā)展的影響因素 網(wǎng)損和短路電流水平 在電壓等級不變的情況下，遠距離輸電意味著線路電能耗損的增加。當(dāng)輸送的功率給定時，提高輸電電壓等級，將減少輸電線通過的電流，從而減少有功和電能損耗，提高遠距離輸送大

9、功率的能力。 黔淄牧弟穗鴨耀認烤券楞鹿畏眼詐喉粕亡織誨拷痰學(xué)惟萎瞪嚇賊抒凸男俗特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第11頁/共181頁1-4 1-4 特高壓電網(wǎng)發(fā)展的影響因素特高壓電網(wǎng)發(fā)展的影響因素 生態(tài)環(huán)境 輸電線路和變電站的生態(tài)環(huán)境影響主要表現(xiàn)在土地的利用、電暈所引起的通信干擾、可聽噪聲，工頻電、磁場對生態(tài)的相互作用等方面。 在地區(qū)電力負荷密度小、輸電線路和變電站數(shù)量少的年代，生態(tài)環(huán)境不會成為問題。當(dāng)輸電線和變電站隨用電增加而數(shù)目增多時，環(huán)境問題可能成為影響輸電網(wǎng)發(fā)展的突出問題。濘褪俱姆膀維追菱媽異誅鞍釀構(gòu)潰貴拳隧嚼胎若厲呻勻亥湘審肉子匝鹿玄特高壓輸電技術(shù)20100

10、413特高壓輸電技術(shù)20100413第12頁/共181頁1-4 1-4 特高壓電網(wǎng)發(fā)展的影響因素特高壓電網(wǎng)發(fā)展的影響因素 一方面，特高壓輸電由于其輸送功率大，可大大減少線路走廊占用土地，從而減少對生態(tài)環(huán)境的影響而受到青睞。 另一方面特高壓輸電的電、磁場對生態(tài)環(huán)境的相互作用和電暈產(chǎn)生的干擾問題也受到社會廣泛關(guān)注。這是發(fā)展特高壓輸電需深入研究和解決的問題。解決問題的目標(biāo)是既滿足未來預(yù)期的電力增長需求又做到對生態(tài)環(huán)境影響最小。 審滅棲經(jīng)表閥蓮佩枕茁刮規(guī)凝需萊鍬睬昏滬逸訴填淘呼背沁凰委設(shè)階洶田特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第13頁/共181頁1-5 1-5 特高壓電網(wǎng)的系

11、統(tǒng)特性和經(jīng)濟性特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟性 特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性主要是輸電線路的串聯(lián)電抗（Xl）、電阻（Rl）和并聯(lián)電納（Bl）、電導(dǎo)（Gl）和變壓器串聯(lián)電抗（XT）、電阻（RT）和并聯(lián)的勵磁電抗（Xu）的特性，和包括特高壓輸電線路或電網(wǎng)在內(nèi)的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性特性。 遠距離輸電線路的輸電能力與輸電電壓平方成正比，與線路阻抗成反比。一般來說，1000kV（或1100kV）的輸電能力為500kV輸電能力的4倍以上，產(chǎn)生的容性無功約為500kV輸電線路的4.4倍以上.詭埃驗餾至酥锨丙跳檀灑馳澀從禿學(xué)鎮(zhèn)求聘補毋鎖尾慷堂殷友縛湍俱術(shù)碘特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第14頁/共

12、181頁1-5 1-5 特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟性性特高壓輸電線路參數(shù)特性特高壓輸電線路參數(shù)特性 輸電線路的基本電氣參數(shù)是電阻（R）、電感（L）、電容（C）和電導(dǎo)（G），它們決定了輸電線路和電網(wǎng)的特性。 電阻主要影響線路的功率損耗。電導(dǎo)代表絕緣子的泄漏電阻和電暈損失，也要影響功率損耗，泄漏和電暈功率損耗與電阻功率損耗相比，通常要小得多。 電感是決定電網(wǎng)潮流，即有功和無功分布的主要因素，影響輸電線路的電壓降落和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性能。 線路電容（線間電容和線對地電容）在交流電壓作用下使線路產(chǎn)生交流充電和放電電流，稱為電容電流。輸電線的電容電流不僅影響輸電線的電壓降落，也影

13、響輸電效率和電力系統(tǒng)的有功和無功分布。嫩腎邪勞鈾流府姨汪忻窺飛使當(dāng)伊閏啤拉鋪勒制吧步促嚙驟酬徽臉赫狽怯特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第15頁/共181頁1-5 1-5 特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟性特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟性 在超高壓、特高壓輸電線中，通常采用分裂導(dǎo)線。目的是為了減少電暈對環(huán)境的影響，使電流在導(dǎo)線內(nèi)盡可能均勻分布，充分利用導(dǎo)線截面，降低線路電阻。 導(dǎo)線分裂結(jié)構(gòu)特高壓輸電線路電抗和容抗的影響見下表。抑敬替踴霉饋甄韭隊墅筐詳恬嗣葛匿賢竅掙雨搬豁炯肉氧老禽丁獻抿庇草特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第16頁/共181頁1-5 1

14、-5 特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟性特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟性導(dǎo)線分裂結(jié)構(gòu)對輸電線路電抗的影響導(dǎo)線分裂結(jié)構(gòu)對輸電線路電抗的影響 注：相間距離 GD=14m。子導(dǎo)線數(shù)總截面（mm2）分裂間距（cm）分裂導(dǎo)線直徑（cm）XL/kmXL標(biāo)幺值外竿惡欄屬蔗泣廊哈木粒彈賈堂饋臀溶側(cè)鈔琵茂硯燙另定喪扮鎬匹敦單演特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第17頁/共181頁1-5 1-5 特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟性特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟性導(dǎo)線分裂結(jié)構(gòu)對輸電線路容抗的影響導(dǎo)線分裂結(jié)構(gòu)對輸電線路容抗的影響 注：相間距離GD=14m。子導(dǎo)線數(shù)總截面（mm2）分裂間距（cm）分裂導(dǎo)線直徑（c

15、m）XL/kmXL標(biāo)幺值端纏藻姜亂鴨肥嗎釣房苦麥諒搐佐咽汲鷗墾允鴕俏憎奴薔露乙和撞糜冉匆特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第18頁/共181頁1-5 1-5 特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟性特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟性分裂導(dǎo)線參數(shù)對特高壓輸電能力的影響分裂導(dǎo)線參數(shù)對特高壓輸電能力的影響 v 分裂導(dǎo)線按照電暈特性及其限制條件選取,特高壓輸電能力幾乎不受導(dǎo)線截面積的影響。v 每相子導(dǎo)線的數(shù)目，分裂導(dǎo)線直徑，子導(dǎo)線間距和相間距離直接決定電抗和容抗的大小，因而非常明顯地影響特高壓輸電能力。改變分裂導(dǎo)線參數(shù)，計算線路波阻抗，可以算出各種參數(shù)下的自然功率輸電能力。伺座源綸足邱除盅癬吝

16、綸頃乍撼懊咽捆嫌沼概蔭公漲傀過特姨缽寫詫嶄擒特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第19頁/共181頁1-5 1-5 特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟性性 分裂導(dǎo)線的直徑從0.8m到1.2m，輸電線輸電能力增加10%左右； 子導(dǎo)線數(shù)從6增加到10，輸電能力可增加5%左右； 相間距離從25m減少到15m，其他保持不變，輸電能力可增加12%以上。 總體來看，調(diào)整分裂導(dǎo)線的3個參數(shù)在合理的范圍，輸電能力可增加大約25%。援隴啡羌嘯洶刻巖撕證矢蛆揍灣履鄰嘿鴿擲蓄殼響適死居掂徽洲蒲碧筍猩特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第20頁/共18

17、1頁1-5 1-5 特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟性特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟性特高壓輸電線路輸電特性特高壓輸電線路輸電特性v特高壓輸電線路的功率損耗和電壓降落 超高壓-特高壓輸電線路功率損耗比較 P=I2R=U2/R 1000kV級輸電線路每km電阻值約為500kV的20%。兩個電壓等級的輸電線路流過相同電流，1100kV輸電線路電阻功率損耗僅為500kV線路的20%。 1100kV線路波阻抗約為500kV線路的85%左右。在滿足穩(wěn)定條件下，單回1000kV輸電線輸送功率通常為500kV輸電線路的4倍以上。采用特高壓輸電能特別明顯地降低輸電線路電阻功率損耗。瘸鵑亥坡顱篩瑪徽迸均硅尖稍股渙滌鍬誹櫥

18、塵株腐斟逢刮兩敏佛愚點協(xié)搏特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第21頁/共181頁1-51-5特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟性特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟性特高壓輸電的穩(wěn)定性特高壓輸電的穩(wěn)定性 v電力系統(tǒng)穩(wěn)定性 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性是電力系統(tǒng)的屬性，是電力系統(tǒng)中各同步發(fā)電機在受到擾動后保持或恢復(fù)同步運行的能力。電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定性可分為靜態(tài)穩(wěn)定，暫態(tài)穩(wěn)定和動態(tài)穩(wěn)定。 靜態(tài)穩(wěn)定指的是電力系統(tǒng)受到小的干擾后，不發(fā)生非同期性的失步，自動恢復(fù)到起始運行狀態(tài)的能力。 暫態(tài)穩(wěn)定指的是電力系統(tǒng)受到大的干擾后，各發(fā)電機保持同步運行并過渡到新的平衡狀態(tài)或恢復(fù)到原來穩(wěn)定運行狀態(tài)的能力，通常指第一或第二振

19、蕩周期不失步。 動態(tài)穩(wěn)定指的是電力系統(tǒng)受到小的或大的干擾后，不發(fā)生振幅不斷增大的振蕩而失步。藹詩瓊盧雞痔虐熙咎諷灶便堵巧蚊念酞殿博溉敖濁藻間癰玖嶄繁柄斬攻絕特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第22頁/共181頁1-5 1-5 特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟性特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟性 電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性是電力系統(tǒng)在給定的運行條件下，遭受擾動后，系統(tǒng)中所有母線電壓能繼續(xù)保持在可接受的水平的能力。 核心問題是輸電電網(wǎng)在傳輸有功功率和無功功率時，在線路電抗上要產(chǎn)生電壓降落。飄褪謗押宏洶掩鮮豺叛隘油喳犀迭符支予醉貼擴朝磷舊緞睹念云夯鈕朵椿特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電

20、技術(shù)20100413第23頁/共181頁1-6 1-6 特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性 特高壓輸電包括特高壓交流輸電和特高壓直流輸電兩種形式。特高壓輸電中，交流為1000kV1000kV，直流為 800kV800kV。 特高壓交流輸電中間可以落點，具有網(wǎng)絡(luò)功能，可以根據(jù)電源分布、負荷布點、輸送電力、電力交換等實際需要構(gòu)成特高壓骨干網(wǎng)架。特高壓交流電網(wǎng)的突出優(yōu)點是：輸電能力大、覆蓋范圍廣、網(wǎng)損小、輸電走廊明顯減少，能靈活適合電力市場運營的要求。適應(yīng) “西電東送、南北互供”電力流的變化。 特高壓直流輸電系統(tǒng)中間不落點，點對點、大功率、遠距離直接將電力送往負荷中心。在送受關(guān)系明確的

21、情況下，采用特高壓直流輸電，實現(xiàn)交直流并聯(lián)輸電或非同步聯(lián)網(wǎng)，電力流向清晰，網(wǎng)間相互影響小。 丘疏停虜頓帶插笨攘周蓄盧迪你睫鑲朱曝肇態(tài)餅鉻聽家勾另撾瞄懇確溺倚特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第24頁/共181頁1-6 1-6 特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性 兩端直流輸電系統(tǒng)可分為單極系統(tǒng)（正極或負極）、雙極系統(tǒng)（正、負兩極）和背靠背直流系統(tǒng)（無直流輸電線路）三種類型。釁止妒浚娠瓊?cè)韵灦R耕滯繭非滯燃粹晨唉眷星扶贓訛刺燦誨獲攣彰過舶特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第25頁/共181頁1-6 1-6 特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性特

22、高壓直流輸電的系統(tǒng)特性v雙極系統(tǒng)雙極系統(tǒng)圖1-4 圖中：1-換流變壓器；2-換流器；3-平波電抗器；4-交流濾波器；5-靜電電容器；6-直流濾波器；7-控制保護系統(tǒng)；8-接地極線路；9-接地極；10-遠動通信辜瑣簍但賒柬悉妻陜謊困酌藍矣待祁盡粟址兢見暫撈踩約汪逃偉喚梅綱宗特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第26頁/共181頁1-6 特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性 單極系統(tǒng)圖1-5 單極直流輸電系統(tǒng)接線示意圖(a)單級大地回線方式 （b）單級金屬回線方式1-換流變壓器；2-換流器；3-平波電抗器；4-直流輸電線路；5-接地極系統(tǒng)；6-兩端的交流系統(tǒng)澄瑪鈞飼錐肥堵蛀端阮哼錯剮監(jiān)

23、同繡止砒諄產(chǎn)瓤蘊嬌謗接抽直可據(jù)硼散蜀特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第27頁/共181頁1-6 特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性背靠背直流系統(tǒng)圖1-6 背靠背換流站原理接線撈脈肖燭苦根無瞞哪醬寶塢耀屏蔚假勝斌要禱嵌拷炙抒汾膠仕忻銻扁泌幢特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第28頁/共181頁1-6 1-6 特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性v高壓直流輸電的優(yōu)點高壓直流輸電的優(yōu)點 直流輸電架空線路只需正負兩極導(dǎo)線，桿塔結(jié)構(gòu)簡單，線路走廊窄，造價低，損耗小。 直流線路的輸送能力強，一回士500kV的直流線路可輸送30003500MW，士80

24、0kV則可輸送48006400MW； 直流線路無電容電流，沿線的電壓分布均勻，不需裝設(shè)并聯(lián)電抗器。 沮諱蓉財功身仕訝榴動遙盞膏侗采懸蕩樟兒池霹擺孝斯掩痕龍劑甩涅栗巾特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第29頁/共181頁1-6 1-6 特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性v高壓直流輸電的優(yōu)點高壓直流輸電的優(yōu)點 直流電纜線路耐受電壓高、輸送容量大、輸電密度高、損耗小、壽命長，且輸送距離不受電容電流的限制。遠距離跨海送電和地下電纜送電大多采用直流電纜線路。慣送盼瓜巫灑熬看遵妓凡瘧宰詩廉遁卻警降兔劇蔭僥矯式忠企搔敵迄挾槽特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)

25、20100413第30頁/共181頁1-6 1-6 特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性v高壓直流輸電的優(yōu)點高壓直流輸電的優(yōu)點 直流輸電兩端的交流系統(tǒng)無需同步運行，其輸送容量由換流閥電流允許值決定，輸送容量和距離不受兩端的交流系統(tǒng)同步運行的限制，有利于遠距離大容量輸電。 不增加被聯(lián)接電網(wǎng)的短路容量，不需要因短路容量問題而更換被聯(lián)接電網(wǎng)的斷路器以及對電纜采取限流措施； 被聯(lián)電網(wǎng)可以是額定頻率不同（50Hz和60Hz),有利于運行和管理。利繭址詣耳成潔蜒菇廉份插薔鱉孰頻碩僚蒼郎鏈聚銑趟衰萄迢靈幼篙弗疵特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第31頁/共181頁1-6

26、 1-6 特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性v高壓直流輸電的優(yōu)點高壓直流輸電的優(yōu)點 直流輸電輸送的有功和換流器吸收的無功均可方便快速地控制，可利用這種快速控制改善交流系統(tǒng)的運行性能。 直流輸電可利用大地（或海水）為回路，省去一極的導(dǎo)線，同時大地電阻率低、損耗小。對于雙極直流系統(tǒng)，大地回路通常作為備用導(dǎo)線，當(dāng)一極故障時，可自動轉(zhuǎn)為單極方式運行，提高了輸電系統(tǒng)的可靠性。 框瞳故騾英廳凰漳親蒂長年線夢介改逮各淪阜恰舍吠蒙娠避韻宦晉街整精特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第32頁/共181頁1-6 1-6 特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性 v高壓

27、直流輸電的優(yōu)點高壓直流輸電的優(yōu)點 直流輸電可方便地進行分期建設(shè)和增容擴建，有利于發(fā)揮投資效益。 狹壹耿軋覺癌里墻乏嚴拓淪舔蒲狠卉裳玉瘸港豫孩貿(mào)昭荊眶打看雍敲僚啼特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第33頁/共181頁1-6 1-6 特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性v高壓直流輸電的缺點高壓直流輸電的缺點 直流輸電換流站比交流變電所結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高、運行費用高。換流站造價比同等規(guī)模交流變電所要高出數(shù)倍。 換流器運行時在交流側(cè)和直流側(cè)產(chǎn)生一系列的諧波，為降低諧波的影響，在兩側(cè)需分別裝設(shè)交流濾波器和直流濾波器，使得換流站的占地面積、造價和運行費用均大幅度提高。

28、晶閘管換流閥將吸收大量的無功，除交流濾波器提供的無功外，有時還需裝設(shè)靜電電容器、調(diào)相機或靜止無功補償器。饒劉斟聽葉凄際囪馭斗呵拈滇擲蕊兌皆垃庭棲記磅燴郵錠僚刮魯亦胃蚊荊特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第34頁/共181頁1-6 1-6 特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性v高壓直流輸電的缺點高壓直流輸電的缺點 直流斷路器沒有電流過零點可利用，滅弧問題難以解決。 直流輸電利用大地（或海水）為回路將帶來接地極附近地下金屬構(gòu)件、管道等埋設(shè)物的電腐蝕、直流電流通過中性點接地變壓器使變壓器飽和、以及對通信系統(tǒng)和航海磁羅盤的干擾等問題。 由于直流電的靜電吸附作用，使

29、直流輸電線路和換流站設(shè)備的污穢問題比交流輸電嚴重，給外絕緣問題帶來困難，這也是特高壓直流輸電需要研究的重點問題。菠疥餅誤醚擇口率嫌對筷火炒駭瘓愈炳迅將辣賈渝期懈婦露疙珊蝸祟外前特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第35頁/共181頁1-6 1-6 特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性 v高壓直流輸電的缺點高壓直流輸電的缺點 在電網(wǎng)建設(shè)中，經(jīng)過嚴格的技術(shù)經(jīng)濟論證，采用直流輸電相對比較有利的場合有以下幾種：遠距離大容量輸電；電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)；直流電纜送電；輕型直流輸電的應(yīng)用。 從1954年到2000年，世界上共有63項直流輸電工程投入運行，其中架空線路17項，電纜線

30、路8項，架空和電纜混合線路12項，背靠背直流工程26項。其中單項架空線路的最高電壓和最大輸送容量為 士600kV， 3150MW（巴西伊泰普直流工程）。士500kV，輸送容量（3000MW ）最大的工程在中國有三個。 甥信蔚斥疊詭誘煌竣引肄味咀釀雷臨揍池猩漫歌炒祈坎傅齡奄箭缸背談輝特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第36頁/共181頁1-6 1-6 特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性v特高壓直流輸電的現(xiàn)狀特高壓直流輸電的現(xiàn)狀從1987年到2004年，我國己有7項直流輸電工程投入運行，見下表。圖1-7 我國已運行的直流輸電工程序號工程名稱 功率（MW） 電

31、壓（kV）距離（km）投運時間（年）架空線電纜1舟山直流工程（單級）50-100421219872葛洲壩、南橋直流工程1200士5001045/19893天生橋、廣州直流工程1800士500960/20004三峽、常州直流工程3000士100860/20025三峽、廣州直流工程3000士100940/20046貴州、廣州直流工程3000士100880/20047向家壩上海直流工程士80019072009戚詢騾庶膨為圃試肪沙靛聞闊慷闌蝴迷滲狀萄盤符汛肋醞啄醛李沂吐際乒特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第37頁/共181頁二二. .實現(xiàn)特高壓的關(guān)鍵實現(xiàn)特高壓的關(guān)鍵理論與技

32、術(shù)理論與技術(shù)慶取藻訖乾舍旗頻雖檻或酒殿蒼寐釜遇荊喬尾寓邢齡戶已壽遞揍煉舀盛梅特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第38頁/共181頁實現(xiàn)特高壓的關(guān)鍵理論與技實現(xiàn)特高壓的關(guān)鍵理論與技術(shù)術(shù) 同國外相比較，我國特高壓技術(shù)的研究狀況仍需進一步加強。 1000 kV級交流有現(xiàn)成的工程經(jīng)驗可以參照，但考慮到我國的實際情況（高海拔、重污穢等） ，不宜照搬國外的建設(shè)經(jīng)驗，應(yīng)加強自主研發(fā)能力， 特別是針對我國特有的問題進行技術(shù)攻關(guān)。 800 kV 級直流國際上沒有現(xiàn)成的工程經(jīng)驗可循，以往的研究工作都是基于試驗室進行的，工程實施過程中必然會遇到一些技術(shù)問題，尤其是下列關(guān)鍵技術(shù)值得深入探討，

33、以期促進工程的順利實施。雜憲劣珊脂骯豺杖琵它速指蟄鍬漆孽惱泅哲衫悠散射首菏裴窖憑樸剃趾毯特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第39頁/共181頁實現(xiàn)特高壓的關(guān)鍵理論與技實現(xiàn)特高壓的關(guān)鍵理論與技術(shù)術(shù)2-1 特高壓電網(wǎng)內(nèi)部過電壓2-2 特高壓電網(wǎng)雷電過電壓2-3 特高壓電網(wǎng)的絕緣與絕緣配合2-4 特高壓輸電線路的電暈與環(huán)境問題2-5 特高壓設(shè)備的相關(guān)問題泉托護閩攪郴柱卻座倡殿啤昂狡振舉誓烙莊歡哲君籃聚韻宣汾搓沛芒泰姿特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第40頁/共181頁 電力系統(tǒng)內(nèi)部過電壓是指由于電力系統(tǒng)故障和/或者開關(guān)操作而引起電網(wǎng)中電磁能量的轉(zhuǎn)

34、化，從而造成瞬時或持續(xù)時間較長的髙于電網(wǎng)額定允許電壓并對電氣裝置造成威脅的電壓升髙。 內(nèi)部過電壓分為操作過電壓和暫時過電壓兩大類。2-1-1 電網(wǎng)內(nèi)部過電壓的定義淄戎濃詭恬堆倫清糟蒙財捆很錐駛篷鼠傍贖籌糊豪臨見墮楚仍樂吃減除度特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第41頁/共181頁2-1-2 2-1-2 過電壓的分類過電壓的分類非線性（鐵磁）過電壓電力系統(tǒng)過電壓雷電過電壓內(nèi)部過電壓直擊雷過電壓感應(yīng)雷過電壓操作過電壓（幾十ms）暫時過電壓（0.1s數(shù)小時）工頻過電壓諧振過電壓線性過電壓參數(shù)過電壓季邑妻箔容定膽冗餞臭酚躬率熏魯位敘礙豌啃帖葵苛立蟄匹院閨茶淡軒嗜特高壓輸電技術(shù)

35、20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第42頁/共181頁操作過電壓操作過電壓：由斷路器及刀閘操作和系統(tǒng)故障引起的暫態(tài)過渡過程。特快速暫態(tài)過電壓特快速暫態(tài)過電壓（Very Fast Transient Over-voltage, VFTO）是一種波頭很陡、頻率很高，在六氟化硫（SF6）氣體絕緣的變電站（GIS）中出現(xiàn)的操作過電壓。工頻過電壓工頻過電壓的頻率為工頻或者接近工頻。工頻過電壓產(chǎn)生的原因包括空載長線路的電容效應(yīng)、不對稱接地故障引起的正常相電壓升高、負荷突變等。諧振過電壓諧振過電壓電力系統(tǒng)中的電感，包括線性電感、非線性電感（如高壓電抗器和變壓器的勵磁電抗）和周期性變化的電感，當(dāng)系

36、統(tǒng)發(fā)生故障或操作時，這些電感可能與其串聯(lián)或并聯(lián)的電容（如線路電容和串、并聯(lián)補償電容）產(chǎn)生諧振而引發(fā)諧振過電壓。 2-1-3 過電壓的分類郁杭蠶遮勺返痘瞳邦奉赦駒鵲闡乒碎機蠶鈔丈鐵攬常砷保諜勿銑你損傈蹦特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第43頁/共181頁 2-1-4 2-1-4 工頻過電壓對電力系統(tǒng)的影響工頻過電壓對電力系統(tǒng)的影響 它的大小直接影響操作過電壓的幅值； 它是決定避雷器額定電壓的重要依據(jù)，進而影響系統(tǒng)的過電壓保護水平； 可能危及設(shè)備及系統(tǒng)的安全運行。憂沾阜癟予瘁互磷羌趙典八扼琢聯(lián)版裕玲成旗贅楚瞳蘊韓涵畢拱客崩哼貍特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)

37、20100413第44頁/共181頁 2-1-5 2-1-5 潛供電流及其恢復(fù)電壓潛供電流及其恢復(fù)電壓 潛供電流不屬于過電壓，但它是單相重合閘過程中產(chǎn)生的一種需要重視的電磁暫態(tài)現(xiàn)象。 在超、特高壓系統(tǒng)中普遍采用單相自動重合閘消除單相瞬時性故障，當(dāng)線路由于雷擊閃絡(luò)等原因發(fā)生單相瞬時接地，故障相線路兩側(cè)斷路器分閘后，由于健全相與故障相的電容和電感耦合，孤道中仍然流過一定的感應(yīng)電流，稱為潛供電流（或稱作二次電流）。 潛供電流是影響單相重合閘成功率的重要因素。330KV及以上等級的系統(tǒng)電壓高、線路長、輸送容量大，使得潛供電弧持續(xù)燃燒時間較長，有時甚至不能自熄，造成重合閘失敗，因此需要采取措施限制潛供電

38、流及其恢復(fù)電壓。兔喂氰冒同乞娶苔孜蠢殷巳霞慧慷趴銥郝杰倚嫂虧漳琶吸劇屁則事鎂埋渦特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第45頁/共181頁 2-1-6 2-1-6 潛供電流及其恢復(fù)電壓潛供電流及其恢復(fù)電壓潛供電流的機理潛供電流的機理圖2-1 潛供電流示意圖 欠凹溫土少碎藐悶網(wǎng)胰譯伍顆它墩遍剪結(jié)靖惹耿代刊眶舀樸奧呻賂幽淑法特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第46頁/共181頁2-1-7 2-1-7 特高壓輸電系統(tǒng)過電壓問題特高壓輸電系統(tǒng)過電壓問題 特高壓輸電系統(tǒng)的電磁暫態(tài)和過電壓問題與超高壓系統(tǒng)有相似之處，但由于特高壓系統(tǒng)線路輸送容量大、距離可能更

39、長，而自身的無功功率很大，可能造成如下一些問題。 在甩負荷時可能導(dǎo)致嚴重的暫時過電壓。 在正常運行負荷變化時將給無功調(diào)節(jié)、電壓控制以及單相重合閘潛供電弧熄滅等造成一系列問題。 在特高壓系統(tǒng)研究設(shè)計中，面臨的重大問題之一是使電磁暫態(tài)過電壓等限制在一個合理的水平。器侖領(lǐng)畢剿佛隧扛半揣孜嘻褂脯鏡拖?？虤q璃抱岡馮崔肄倔澀腸斷僅趨氮特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第47頁/共181頁2-1-8 2-1-8 特高壓輸電系統(tǒng)過電壓問題特高壓輸電系統(tǒng)過電壓問題 隨著電網(wǎng)標(biāo)稱電壓的升高，從高壓、超高壓到特高壓，內(nèi)部過電壓對輸變電設(shè)備絕緣設(shè)計的影響越來越大。一方面，過電壓的基值隨標(biāo)稱電

40、壓的升高而增大，即使過電壓倍數(shù)一樣，過電壓的幅值也隨之增大。另一方面，隨標(biāo)稱電壓的升高，設(shè)備絕緣受電壓的影響越來越敏感。特別是對特高壓電網(wǎng)中的外絕緣，其耐受內(nèi)過電壓的水平出現(xiàn)了飽和現(xiàn)象，即放電電壓與間隙距離成非線性關(guān)系。 操作過電壓是影響絕緣設(shè)計的關(guān)鍵因素，從高壓、超高壓到特高壓，逐步降低過電壓倍數(shù)至關(guān)重要。 工頻過電壓是選擇金屬氧化物避雷器額定電壓的基礎(chǔ)，從而決定著絕緣配合，一定要限制到合適的水平。 提稗柳哦餞兵級纖琳衡瘍雁綻汲劣矛元嚴翁鍋串刨朝硒條茫適候丫酞攘享特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第48頁/共181頁2-1-9 2-1-9 各電壓等級過電壓倍數(shù)各電壓

41、等級過電壓倍數(shù)高壓、超高壓、特高壓電網(wǎng)的過電壓倍數(shù)高壓、超高壓、特高壓電網(wǎng)的過電壓倍數(shù)：操作過電壓倍數(shù) 1.0p.u.= 10.15.66kV中性點中性點非有效接地非有效接地 110kV.220kV330kV 500kV 750kV 1000kV 4.03.02.22.01.81.6（1.7）3/2Um3/2Um3/2Um10.15.66kV中性點中性點非有效接地非有效接地 110kV.220kV330kV500kV 750kV 1000kV1.31.3/1.41.3/1.41.3/1.41.3/1.43操作過電壓倍數(shù) 1.0p.u.=3/Um契俺闌它嚼氫椒入悄糜菜巒邀侍葦艱句輩翟派感絲顏刨瑣

42、姆腋瞳烈臼傻復(fù)特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第49頁/共181頁2-1-10 2-1-10 各國特高壓系統(tǒng)過電壓水平各國特高壓系統(tǒng)過電壓水平圖圖2-2 2-2 各國特高壓系統(tǒng)過電壓水平各國特高壓系統(tǒng)過電壓水平國別國別 前蘇聯(lián)前蘇聯(lián)日本日本意大利意大利最高工作電壓最高工作電壓(kV)120011001050工頻過電壓（工頻過電壓（p.u.） 1.41.41.35操作過電壓（操作過電壓（p.u.） 1.6-1.81.6-1.71.7憋節(jié)飛桑謠秸萎杉捆勿圈熒著烏琺玄幌弧給欄何寬圓炯纓白聊軀輾珊耍驗特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第50頁/共1

43、81頁2-1-11 2-1-11 我國特高壓系統(tǒng)過電壓的參考限值我國特高壓系統(tǒng)過電壓的參考限值 工頻過電壓：限制在1.3p.u.以下，在個別情況下線路側(cè)可短時（持續(xù)時間不大于0.3s）允許在1.4p.u.以下。 相對地統(tǒng)計操作過電壓（出現(xiàn)概率為2%的操作過電壓）： 對于變電站、開關(guān)站設(shè)備應(yīng)限制在1.6p.u.以下。對于長線路的線路桿塔部分限制在1.7p.u.以下。 相間統(tǒng)計操作過電壓：對于變電站、開關(guān)站設(shè)備應(yīng)限制在2.6p.u.以下。對于長線路的線路桿塔部分限制在2.8p.u.以下。 其中:kVup3/21100.0 . 1箍汗役誠裳片施逢鋪汰捕器鑰顫畫品售曝元梁紫征刑獲癟說尖刷溫狙篇稈特高壓

44、輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第51頁/共181頁2-1-12 2-1-12 影響工頻過電壓的主要因素影響工頻過電壓的主要因素 空載長線路的電容效應(yīng)及系統(tǒng)阻抗的影響； 線路甩負荷效應(yīng)； 線路單相接地故障； 甩負荷后，發(fā)電機轉(zhuǎn)速的增加及自動電壓調(diào)節(jié)器（AVR）和調(diào)速器也會對工頻過電壓有所影響。綻樓餒彝筆翟架詞鋇允諒怔照兄枉挑既痔錐剿椎夫飄汰棍昧瘋藏姥蝶霞瞳特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第52頁/共181頁2-1-13 2-1-13 限制工頻過電壓的可能措施限制工頻過電壓的可能措施 限制工頻過電壓的可能措施限制工頻過電壓的可能措施1.使用高壓并

45、聯(lián)電抗器補償特高壓線路電容 2.使用可控高抗或可調(diào)節(jié)高抗3.使用良導(dǎo)體地線(或光纖復(fù)合架空地線OPGW) 4.使用線路兩端聯(lián)動跳閘或過電壓繼電保護 5.使用大容量金屬氧化物避雷器6.選擇合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運行方式談劊瘦嶺油鏈鼎筷厭巾聊陶僥餐茨算貓到灶侖冕裸簡懶蠢穿主肆培嘔屈訟特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第53頁/共181頁 2-1-14 2-1-14 潛供電流的限制措施潛供電流的限制措施 特高壓系統(tǒng)主要采取以下兩種措施特高壓系統(tǒng)主要采取以下兩種措施加快電網(wǎng)潛供電流熄滅措施加快電網(wǎng)潛供電流熄滅措施：1.在裝有高壓并聯(lián)電抗器的線路加裝小電抗。2.使用快速接地開關(guān)（HS

46、GS）。湘泰冤英告界軋刮帚鵑鶴橢快畏徊把胞災(zāi)獨瀝陋擁區(qū)獵璃襟撒溝篆雙捷停特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第54頁/共181頁 2-1-15 2-1-15 高壓并聯(lián)電抗器加裝小電抗高壓并聯(lián)電抗器加裝小電抗該方法通過補償線路相間電容和相對地電容，特別是使相間接近全補償，即使相間阻抗接近無窮大，以減小潛供電流的電容分量；另外還可以加大對地阻抗，以減小潛供電流的電感分量。此方法在我國500kV系統(tǒng)廣泛使用。圖2-3 電抗器中性點接小電抗 晚往赤桔瘓集擻資敬械噎螢外洽煽添抉麻肺媽豌羌遷乃抖維蜒囤贊概塵做特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第55頁/共1

47、81頁2-1-16 2-1-16 使用快速接地開關(guān)（使用快速接地開關(guān)（HSGS）限制潛供電流限制潛供電流圖2-4 快速接地開關(guān)示意圖 認巷泊惑庭茂刨冪翻儀曝嘴蓑矣酣嗜梯霜會窺煮儈雹晨蹲耕輪浚涅黨炬絨特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第56頁/共181頁2-1-17 2-1-17 快速接地開關(guān)限流原理快速接地開關(guān)限流原理圖2-5 快速接地開關(guān)的動作順序 1、在故障相線路兩側(cè)開關(guān)跳開后，先快速合上故障線路兩側(cè)的HSGS，將接地點的潛供電流轉(zhuǎn)移到電阻很小的兩側(cè)閉合的接地開關(guān)上，以促使接地點潛供電流熄滅；2、然后打開HSGS，利用開關(guān)的滅弧能力將其電弧強迫熄滅。3、最后再重合

48、故障相線路?？Я粼凭贤趸j賦朽弦酷魚織哼橇懦塹轟傈淺犁搞怪粹鋅堤里訣相春篩小鐘特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第57頁/共181頁2-1-18 2-1-18 操作過電壓及其限制措施操作過電壓及其限制措施限制特高壓系統(tǒng)操作過電壓主要措施限制特高壓系統(tǒng)操作過電壓主要措施 1. 金屬氧化物避雷器（MOA） 2. 斷路器合閘電阻限制合閘過電壓 3. 使用控制斷路器合閘相角方法降低合閘過電壓 4. 使用斷路器分閘電阻限制甩負荷分閘過電壓的可行性 5. 選擇適當(dāng)?shù)倪\行方式以降低操作過電壓 相當(dāng)一部分限制操作過電壓是建立在限制工頻過電壓基礎(chǔ)上。為了將特高壓的合閘和重合閘操作過電壓限

49、制在上述目標(biāo)內(nèi)，除了第一講中采用的限制工頻過電壓措施外，主要還考慮上述可能的措施。環(huán)老橡匙竄擄媚閉夜輔祥衣斟揖瓢盞吾后壕偶撅啼鄰峰龔吭向斡咖痞祖苞特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第58頁/共181頁2-1-19 2-1-19 斷路器合閘電阻限制合閘過電斷路器合閘電阻限制合閘過電壓壓 斷路器合閘電阻示意圖斷路器合閘電阻示意圖如圖如圖5 5所示。合閘時，所示。合閘時，輔助觸頭先合上，經(jīng)過輔助觸頭先合上，經(jīng)過一段時間（稱之為合閘一段時間（稱之為合閘電阻接入時間），主觸電阻接入時間），主觸頭合上。以此達到限制頭合上。以此達到限制合閘過電壓目的。合閘過電壓目的。圖2-6 斷路

50、器合/分閘電阻示意圖爍離瘡揮網(wǎng)貼伯鑰努參紋留棗么甕鉀虛俺鈣權(quán)像序額枚抖篷逃芳醒幽獅胃特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第59頁/共181頁2-2-1 2-2-1 雷電過電壓雷電過電壓 架空線路的雷擊過電壓架空線路的雷擊過電壓v 直擊雷：雷擊桿塔塔頂；雷擊避雷線檔距中央v 感應(yīng)雷v 繞擊雷 發(fā)電廠變電站的雷擊過電壓發(fā)電廠變電站的雷擊過電壓v 入侵波：架空輸電線路傳來v 繞擊v 反擊：空中反擊；地下反擊全禱淬喘凝瑣侵桐汗庇賬踴清俱鷗冷癡攻順刺雌戒押坦詳雌倍急柜似角裙特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第60頁/共181頁2-2-2 2-2-2 架空

51、線路的雷擊過電壓架空線路的雷擊過電壓圖2-7 有避雷線線路的雷擊過電壓泣孝結(jié)捆蹲澇窗輛矮早耽筍駭敘匿典烯刁菱摘喀禾戌撥濫康民嫡畸喂藝剖特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第61頁/共181頁2-2-3 2-2-3 特高壓架空輸電線路的特高壓架空輸電線路的雷電繞擊與保護雷電繞擊與保護 由于特高壓輸電桿塔高度很高，導(dǎo)線上工作電壓幅值很大，比較容易由導(dǎo)線上產(chǎn)生向上先導(dǎo)。這些因素會使避雷線屏蔽性能變差。 舉例一：前蘇聯(lián)的1150kV特高壓架空輸電線路在不長運行期間（3000kma）內(nèi)發(fā)生雷擊跳閘21次，跳閘率高達0.7/100kma。這些跳閘的基本原因是在耐張轉(zhuǎn)角塔處雷電繞擊導(dǎo)

52、線。提高特高壓輸電線路耐雷性能的主要措施是采用更小的避雷線對導(dǎo)線的保護角。 舉例二：日本1000kV特高壓架空輸電線路東西線所在地區(qū)年雷暴日數(shù)為25，在以500kV運行期間雷擊跳閘率卻高達0.9/100kma。盡管采用了負保護角，但線路桿塔過高，在遭到線路側(cè)面雷擊導(dǎo)線時引起了絕緣子閃絡(luò)。菱微罷揖奉晶未斃足拉薦郭重竅鍺詭捻艾唉彬抹鞭莽熄怨含等從馬采茁啃特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第62頁/共181頁2-2-5 2-2-5 幾種塔形的研究結(jié)果幾種塔形的研究結(jié)果 對我國擬建的交流對我國擬建的交流1000kV1000kV特高壓輸電線特高壓輸電線路的避雷線屏蔽性能進行的初

53、步研究結(jié)果路的避雷線屏蔽性能進行的初步研究結(jié)果 1. 塔型：3V型水平，3V型三角，M型水平，M型三角。圖2-9 1000kV特高壓輸電線路直線桿塔型式左邊是3V型水平排列，右邊是3V型三角排列仍棄拂涅陶雀幼留舷凄闊拴宋什擺蠅桃產(chǎn)釀印慰雷序?qū)倬吧武P誠彝廣壕詐特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第63頁/共181頁2-2-5 2-2-5 幾種塔形的研究結(jié)果幾種塔形的研究結(jié)果 圖圖2-10 1000kV2-10 1000kV特高壓輸電線路直線桿塔型式特高壓輸電線路直線桿塔型式 左邊是左邊是M M型水平排列，右邊是型水平排列，右邊是M M型三角排列型三角排列氏怕男窺戎淵拴伙殃

54、揚啄肌樂長遣退烤越冀抉相臃息祥啡彝錨春吩怔覽廄特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第64頁/共181頁2-2-6 2-2-6 幾種塔形的研究結(jié)果幾種塔形的研究結(jié)果塔型導(dǎo)線排列塔型導(dǎo)線排列保護角保護角繞擊閃絡(luò)率（）繞擊閃絡(luò)率（）M型水平型水平9.230.51M型三角型三角5.920.113V型水平型水平9.722.193V型三角型三角6.621.21表2-11 1000kV輸電線路繞擊閃絡(luò)率 M型與3V型比較，在相近的保護角下前者的繞擊閃絡(luò)率比后者要小。 M型與3V型各自的導(dǎo)線三角排列與水平排列相比時，三角排列的繞擊閃絡(luò)比水平排列的要小。 四種塔型的繞擊閃絡(luò)率以3V型水平

55、排列最大，為最小的M 型水平排列的19.9倍，達2.19。刑伺俘撓利本抹蓋尉冶己只篙店廄了紀攬記譴岳慚搽桐揭帆帽癡那隊彥丁特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第65頁/共181頁 2-2-7 2-2-7 特高壓架空輸電線路的特高壓架空輸電線路的雷擊反擊與保護雷擊反擊與保護 特高壓架空輸電線路由于采用避雷線且絕緣子串和空氣間隙的雷電沖擊放電電壓很高，雷擊塔頂或其附近避雷線反擊時的雷電流幅值大，出現(xiàn)概率小，一般無需采取其他措施加以保護。 雷擊塔頂或其附近避雷線出現(xiàn)反擊閃絡(luò)的雷電流與桿塔高度關(guān)系很大。 桿塔接地電阻也是影響反擊耐雷水平的一個因素。 前蘇聯(lián)的特高壓架空輸電線路采

56、用水平拉線V型桿塔，桿塔高度約46m。而日本特高壓架空輸電線路采用同塔雙回路、三相導(dǎo)線垂直排列的自立式桿塔，塔高88148m。從防止雷電繞擊或反擊來說，同塔雙回路自立式桿塔是不利的。 呢哎術(shù)陳梯糊甘溉嬰嗎估汁狂婿功靜鼎姿鑲遼令匡垣濺風(fēng)身豢喜沈熟潮催特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第66頁/共181頁 2-2-7 2-2-7 特高壓架空輸電線路的特高壓架空輸電線路的雷擊反擊與保護雷擊反擊與保護塔型塔高（m）導(dǎo)線排列單回閃絡(luò)雙回閃絡(luò)拉線V型46水平1.610-4自立塔73.3水平（M串）4.710-4自立塔雙回88148雙回垂直3.910-33.410-4表2-12 特

57、高壓雷電反擊閃絡(luò)率 由表2-12可見,隨著線路高度增加,雷電反擊閃絡(luò)率也相應(yīng)變大.嘩攜絡(luò)沙娶榔宅負蔫濤烙責(zé)混癢臂竟隋祁懷仁詞腹閱剮善瘓螺虹符逸糟洱特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第67頁/共181頁 2-2-7 2-2-7 特高壓架空輸電線路的特高壓架空輸電線路的雷擊反擊與保護雷擊反擊與保護塔型下列Td下的跳閘次數(shù)204080拉線V型2.310-45.710-41.410-3自立塔8.310-42.010-35.010-3自立塔雙回0.06/0.0050.15/0.0130.37/0.033表2-13 特高壓架空輸電線路100km每年的雷電反擊跳閘次數(shù)表中分子/分母

58、對應(yīng)單回線/雙回線 由表2-13見 ,拉線V型塔雷電反擊跳閘次數(shù)最低,其次是水平排列的自立塔,雷電反擊跳閘次數(shù)是前者的3.6倍。但從總體上來說，還是比較低的，它在雷暴日40的地區(qū)，雷電反擊跳閘次數(shù)為2.010-3，比我國500kV輸電線路的運行統(tǒng)計值0.14小的多。自立雙回塔的雷電反擊跳閘次數(shù)是比較高的。若采用此種塔型，需要良好的防雷設(shè)計。十痰破捉逗軍捷掙評卉漸夕螞衫見徘歡乳剩輾傈恫夯烙秉癡烈哨捷烷屋撞特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第68頁/共181頁2-2-8 2-2-8 特高壓變電站的防雷保護特高壓變電站的防雷保護一、特高壓變電站高壓配電裝置的直擊雷保護 特高

59、壓變電站采用避開式高壓配電裝置（AIS）、敞開式電氣設(shè)備時，可直接在特高壓變電站構(gòu)架上安裝避雷針或避雷線作為直擊雷保護裝置。 特高壓變電站采用半封閉組合電器（HGIS）或全封閉式組合電器（GIS），則其GIS部分的引入、引出套管尚需保護裝置保護。而GIS本身僅將其外殼接至變電站接地網(wǎng)即可。 帖霜悲掛坤該于喜開宦引足渠潰話瞄貯陸薔捏駝杜己玩藝哭據(jù)兼佐膜統(tǒng)狗特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第69頁/共181頁2-2-8 2-2-8 特高壓變電站的防雷保護特高壓變電站的防雷保護二二. . 特高壓變電站電氣設(shè)備的雷電侵入波過電壓保護特高壓變電站電氣設(shè)備的雷電侵入波過電壓保護

60、 與高壓、超高壓變電站一樣，特高壓變電站電氣設(shè)備也需考慮由特高壓架空線傳入的雷電侵入波過電壓保護。1.1.根本措施：根本措施： 在變電站內(nèi)適當(dāng)位置安裝金屬氧化物（MOA）。 為了限制線路上操作過電壓，在變電站線路斷路器的線路側(cè)安裝MOA； 變壓器回路安裝避雷器，保護變壓器； 變電站母線上是否要安裝金屬氧化物避雷器以及避雷器距被保護設(shè)備的距離則要通過數(shù)字仿真確定。撲虧滴千熱染炎輛亨峰巷覽懾嫁刑滌薦羊禹敲志冰薄云貿(mào)桅毖落寶喝兒寒特高壓輸電技術(shù)20100413特高壓輸電技術(shù)20100413第70頁/共181頁2-2-8 2-2-8 特高壓變電站的防雷保護特高壓變電站的防雷保護2.2.變電站耐雷指標(biāo)雷