我國特高壓工程的特點(diǎn)及其優(yōu)勢

1、淺談特高壓工程的發(fā)展優(yōu)勢及特點(diǎn)電自（3）班徐璐0805020305摘要：特高壓輸電方式具有能夠滿足發(fā)展大容量，中、長距離輸電工程的需要，適合我國國情。介紹了我國特高壓工程發(fā)展的必要性、優(yōu)勢以及所面對的發(fā)展難題，同時(shí)描述了特高壓輸電線路和設(shè)備制造的特殊要求，最后從三個(gè)方面提出了解決特高壓工程所面對難題的相應(yīng)解決策略。關(guān)鍵字：特高壓輸電；必要性；優(yōu)勢；特殊要求；難點(diǎn)解決0引言隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國市場對電力資源的需求也逐年升高。同時(shí)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與用電負(fù)荷的增加，現(xiàn)有電壓水平下各區(qū)域電網(wǎng)的短路電流超標(biāo)問題日益突顯，危及電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此在超高壓輸電工程廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上，我國的特高壓輸電技術(shù)

2、也蓬勃發(fā)展起來，技術(shù)逐漸成熟，在大規(guī)模遠(yuǎn)距離輸電方面大放異彩。按照我國的電壓等級分類，特高壓是指交流1000kV及以上、直流±800kV及以上的電壓。一般而言，特高壓交流輸電具有技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)性好、諧波干擾小、系統(tǒng)故障率低等優(yōu)點(diǎn)，適用于沿線有降壓供電需要、輸電走廊布置困難的大容量輸電以及兩大區(qū)域電網(wǎng)問的大容量聯(lián)網(wǎng)輸電干線等領(lǐng)域。我國試點(diǎn)建設(shè)了“三華”特高壓電網(wǎng)（“三縱三橫一環(huán)網(wǎng)”），現(xiàn)已安全運(yùn)行兩年多，實(shí)踐證明，我國特高壓工程的設(shè)計(jì)、施工和設(shè)備制造是成功的，具備了大規(guī)模推廣特高壓交流輸電技術(shù)的條件。1我國特高壓發(fā)展的必要性我國的能源基地大多在西北部，而用電的負(fù)荷卻大多在東部地區(qū)，這一

3、情況使得我國必須在能源地直接發(fā)電后，實(shí)行大規(guī)模遠(yuǎn)距離輸電。各地區(qū)氣候特征不同，負(fù)荷特性不同，高峰負(fù)荷存在時(shí)段性差異，只有整合資源優(yōu)勢，才能實(shí)現(xiàn)能源優(yōu)化配置效益的最大化。于是在提高收益、節(jié)約能源的要求下，降低輸電過程中的損耗成為重中之重，在這一背景下，發(fā)展超高壓甚至特高壓工程便成為一種趨勢。特高壓交流輸電方式具有能夠滿足發(fā)展大容量，中、長距離輸電工程的需要，并可解決輸電走廊布置困難、短路容量受限等問題，提高電網(wǎng)接納風(fēng)電等消潔能源的能力，提升系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性等優(yōu)勢。提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平的需要。2特高壓工程的發(fā)展難題我國的電壓等級分為以下幾種：高壓HV(1kV330kV)、超高壓EHV(

4、330kV1000kV)特高壓UHV(>1000kV)高壓直流HVDC(左800kV)和特高壓直流UHVDC(±800kV)。我國現(xiàn)今在遠(yuǎn)距離輸電方面仍大量采用超高壓工程輸電，它的技術(shù)難點(diǎn)主要體現(xiàn)在處理明顯電暈和限制操作過電壓(在220kV以上的電壓等級中，操作過電壓取代雷電過電壓成為決定系統(tǒng)絕緣水平的控制因素)兩方面。在完成超高壓的建設(shè)之后，現(xiàn)如今，特高壓成為新的發(fā)展方向。除了以上兩方面外，特高壓技術(shù)與超高壓技術(shù)相比，還存在以下幾方面難題，一是隨電壓升高，空氣間隙的放電電壓在操作過電壓下易飽和，如果電網(wǎng)中電氣裝置的絕緣質(zhì)量不過關(guān)，就將導(dǎo)致非常嚴(yán)重的后果。因此，絕緣配合問題一直

5、是特高壓輸電領(lǐng)域中最受關(guān)注的技術(shù)難題。二是影響環(huán)境，主要包括：可聞噪聲問題、線路走廊問題、無線干擾和電視干擾、強(qiáng)磁場和強(qiáng)電場的生理生態(tài)影響以及對景色和市容的影響。三是與超高壓輸電相比，由于電網(wǎng)的電壓等級和規(guī)模都大幅擴(kuò)展，在調(diào)度運(yùn)行方面，傳統(tǒng)調(diào)度方式的權(quán)責(zé)歸屬問題可能降低電網(wǎng)調(diào)整、控制的響應(yīng)速度，各級調(diào)度均以各自的最優(yōu)目標(biāo)進(jìn)行調(diào)整可能偏離全局最優(yōu)，這將給調(diào)度運(yùn)行帶來巨大挑戰(zhàn)。因此，特高壓工程的發(fā)展，任重而道遠(yuǎn)。3特高壓的優(yōu)勢雖然要解決的技術(shù)難題很多，但特高壓的優(yōu)勢也是不容忽視的。由自然功率計(jì)算公式P=U*U/ZT得，電壓越高，可輸送的功率便越大特高壓交流輸電方式能夠滿足發(fā)展大容量，中、長距離輸電

6、工程的需要。如100仃伏特高壓交流輸電線路輸送功率可以達(dá)到500千伏線路的45吾；正負(fù)800千伏直流特高壓輸電能力也比正負(fù)50仃伏線路的一倍還要多。除輸電容量大這個(gè)優(yōu)點(diǎn)之外，特高壓輸電還有送電距離遠(yuǎn)，電量損耗小的優(yōu)點(diǎn)。由于輸送電路電壓高達(dá)100肝伏，所以，電路中電流量非常小，在輸送相同功率的情況下，最遠(yuǎn)送電距離要比50仃伏線路延長3倍，而損耗卻降低60%75%。再有特高壓輸電節(jié)省資源。隨著土地資源的緊張和民眾節(jié)能減排意識的增強(qiáng)，迫切要求各行業(yè)充分考慮能源的節(jié)約和有效利用，而特高壓輸電線路就具有這方面的優(yōu)勢。除這些優(yōu)點(diǎn)之外，特高壓輸電還有限制短路電流、經(jīng)濟(jì)性好等諸多優(yōu)勢，可解決輸電走廊布置困難、

7、短路容量受限等問題。并且在現(xiàn)今大力推廣清潔能源之際，特高壓輸電可以實(shí)現(xiàn)各種清潔能源的大規(guī)模遠(yuǎn)距離輸送，提高電網(wǎng)接納風(fēng)電等清潔能源的能力，提升系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性促進(jìn)清潔能源的高效、安全利用。這些優(yōu)勢，推動(dòng)著我國特高壓技術(shù)的快速發(fā)展，使特高壓輸電成為未來的發(fā)展目標(biāo)。4特高壓輸電線路和設(shè)備的特殊要求因?yàn)樘馗邏狠旊娝鶐淼姆N種問題，特高壓輸電的線路和設(shè)備就具備了一些特殊要求。線路上，在導(dǎo)線方面，與超高壓輸電時(shí)導(dǎo)線結(jié)構(gòu)由無線電干擾決定不同，特高壓線路導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的決定性因素為導(dǎo)線表面的最大電場強(qiáng)度和可聞噪聲。因此，特高壓輸電導(dǎo)線分裂數(shù)至少為8,其三相導(dǎo)線可采用如8-9-8類似的不同分裂數(shù)，并且子導(dǎo)線不

8、一定均勻排列在圓周上，以減小點(diǎn)暈損耗、干擾水平和表面最大場強(qiáng)。其導(dǎo)線不等間距排列來降低可聞噪聲。在絕緣子方面，特高壓要求所用絕緣子機(jī)械負(fù)載能力高，電氣特性更可靠。在桿塔方面，荷載選取和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須優(yōu)化，我國現(xiàn)主要采用貓頭塔或酒杯塔。在設(shè)備上，采用變壓器因大小關(guān)系，一般采用單相結(jié)構(gòu)，兩繞組間絕緣較厚，且短路阻抗高15%在并聯(lián)電抗器方面，采用中性點(diǎn)連接小電抗方式，降低單相接地的潛供電流而易于自滅，提高單相自動(dòng)重合閘成功率。避雷器方面，采用具有很大通流能力的金屬氧化物避雷器。對開關(guān)設(shè)備和GIS也提出了更高的要求。5特高壓工程難點(diǎn)的解決針對前文提到的特高壓發(fā)展的難點(diǎn)問題，必須在規(guī)劃、技術(shù)、管理等方面采

9、取積極、穩(wěn)妥、有效的措施，掃清特高壓電網(wǎng)發(fā)展的障礙。對于技術(shù)上的問題，政府應(yīng)保證政策的支持和資金的充足，設(shè)備制造廠商應(yīng)和研究人員、學(xué)校等通力合作，結(jié)合實(shí)際建設(shè)所需，研究出特高壓工程所需的技術(shù)，建造出質(zhì)量合格尤其是要保證安全運(yùn)行的設(shè)備。在環(huán)境方面，一是盡量把線路走廊建在遠(yuǎn)離生活區(qū)的地方，減少對景色、市容和人類生活的影響，同時(shí)也能減少土地占用資金，將更多的資金投入技術(shù)研究和設(shè)備購買。二是加強(qiáng)對線路的研究，爭取可以從技術(shù)上降低可聞噪聲，減少強(qiáng)電場、強(qiáng)磁場及無線干擾對人體健康及通訊等方面得影響。在調(diào)度方面，應(yīng)實(shí)行大范圍內(nèi)統(tǒng)一調(diào)度，避免因各地自行調(diào)度而造成的延時(shí)和資源浪費(fèi)。這就需要加強(qiáng)對調(diào)度人員的培訓(xùn)和管理，培養(yǎng)出一批敬業(yè)愛崗、負(fù)責(zé)認(rèn)真且具有專業(yè)素質(zhì)的調(diào)度員，不僅僅在日常工作中可以圓滿完成調(diào)度任務(wù)，更要求他們具有處理緊急情況的能力。除此之外，建立一個(gè)完備的緊急情況處理體系來應(yīng)對各種突發(fā)情況，減少故障對設(shè)備、線路造成的損壞，提高供電的可靠性也是必須的考慮的問題。6結(jié)語國內(nèi)外對特高壓輸電已經(jīng)進(jìn)行了長達(dá)半個(gè)多世紀(jì)的研究試制工作，積累了相應(yīng)的研究經(jīng)驗(yàn)和制造技術(shù)，并已經(jīng)制造出設(shè)備并投入使用。我國在特高壓工程的論證階段，已明確將其作為輸變電設(shè)備制造業(yè)技術(shù)提升與自主創(chuàng)新的依托工程，其設(shè)備全面實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)、國內(nèi)生產(chǎn)，除部分關(guān)鍵技術(shù)需由外方提供支持外