特高壓輸電技術(shù)

特高壓輸電技術(shù)第一頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日目錄一.特高壓基本理論二.實(shí)現(xiàn)特高壓的關(guān)鍵理論與技術(shù)三.目前特高壓技術(shù)的應(yīng)用四.我國(guó)特高壓的現(xiàn)狀與發(fā)展展望第二頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日一.特高壓基本理論第三頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日特高壓基本理論1.1前言1.2特高壓的界定1.3特高壓電壓等級(jí)的選擇1.4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1.6特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性第四頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-1前言大功率遠(yuǎn)距離輸電的需要?dú)W姆定律統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)第五頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日

高壓（HV）：1KV～220KV，包括：10KV，20kV,35KV，110KV，220KV

超高壓（EHV）：330～1000KV，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特高壓的界定第六頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-3特高壓電壓等級(jí)的選擇

不同的輸電電壓等級(jí)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(jí)時(shí)，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(fù)荷時(shí)，線路所輸送的功率。其中L0是輸電線路的單位長(zhǎng)度的串聯(lián)電感，C0是線路單位長(zhǎng)度的電容。自然功率P0≈U2/ZC。不同電壓等級(jí)的超高壓和特高壓?jiǎn)位鼐€路的自然功率輸送能力如下表；第七頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-3特高壓電壓等級(jí)的選擇

更高一級(jí)電壓等級(jí)系指在現(xiàn)有電網(wǎng)之上覆蓋一個(gè)新的更高電壓輸電網(wǎng)。應(yīng)滿足其投入之后20—30年大功率輸電的需求。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；與現(xiàn)有超高壓電壓等級(jí)的經(jīng)濟(jì)合理配合的原則；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；選擇特高壓電壓等級(jí)的基本原則第八頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-3特高壓電壓等級(jí)的選擇普遍認(rèn)為：超高壓電網(wǎng)更高一級(jí)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(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，減少重復(fù)容量，容易進(jìn)行潮流控制，減少線路損耗，有利于安全穩(wěn)定運(yùn)行。

目前，已經(jīng)形成兩個(gè)超高壓-特高壓電網(wǎng)電壓等級(jí)系列：

330（345）kV--750kV；500kV–1000（1100）kV第九頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-4特高壓電網(wǎng)發(fā)展的影響因素

用電負(fù)荷增長(zhǎng)是促進(jìn)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(jī)和發(fā)電廠規(guī)模經(jīng)濟(jì)性與電廠廠址不斷增長(zhǎng)的用電需求促進(jìn)發(fā)電技術(shù)，包括火力、水力和核電發(fā)電技術(shù)向造價(jià)低、效率高的大型、特大型發(fā)電機(jī)組發(fā)展。從超高壓和特高壓各電壓等級(jí)的輸電能力可看出，大型和特大型機(jī)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。第十頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-4特高壓電網(wǎng)發(fā)展的影響因素燃料、運(yùn)輸成本和發(fā)電能源的可用性未來的燃料和運(yùn)行成本以及各種燃料的可用性，對(duì)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(yùn)輸成本上升，運(yùn)力受制約而使燃料的保證率變差，運(yùn)送燃料的經(jīng)濟(jì)性不如輸電，便促進(jìn)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(fù)荷中心地區(qū)輸電。

第十一頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-4特高壓電網(wǎng)發(fā)展的影響因素發(fā)電能源與用電負(fù)荷地理分布不均衡經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，用電需求增長(zhǎng)快，往往缺乏一次能源；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(zhǎng)相對(duì)較慢或人均用電水平較低。加拿大、美國(guó)、俄羅斯、巴西和中國(guó)等國(guó)都存在這種不平衡情況。這種不平衡情況增加了遠(yuǎn)距離大容量輸電和電網(wǎng)互聯(lián)的需求。第十二頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-4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(jí)不變的情況下，遠(yuǎn)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(shí)，提高輸電電壓等級(jí)，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(yuǎn)距離輸送大功率的能力。

第十三頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-4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(chǎng)對(duì)生態(tài)的相互作用等方面。在地區(qū)電力負(fù)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(huì)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(shí)，環(huán)境問題可能成為影響輸電網(wǎng)發(fā)展的突出問題。第十四頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-4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(duì)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(chǎng)對(duì)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(huì)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(zhǎng)需求又做到對(duì)生態(tài)環(huán)境影響最小。

第十五頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-5特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)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(lì)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(yuǎn)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.第十六頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-5特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)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(duì)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，也影響輸電效率和電力系統(tǒng)的有功和無功分布。第十七頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-5特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)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(duì)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。第十八頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-5特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性導(dǎo)線分裂結(jié)構(gòu)對(duì)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）XLΩ/kmXL標(biāo)幺值１２５１５０．５５６１．００２２５４４４５４５０．４３３０．７８３２６２５４５５２０．３９００．７０４２５４４４５６５０．３５７０．６４６２３９２９２０．３１９０．５７８２４００１０２０．２５８０．４７１２２５３９１２７０．２１５０．３９第十九頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-5特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性導(dǎo)線分裂結(jié)構(gòu)對(duì)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（cm）XLΩ/kmXL標(biāo)幺值１２５１５０．１８８８１．００２２５４４４５４５０．１４９６０．７９３２６２５４５５２０．１３５６０．７２４２５４４４５６５０．１２５２０．６６６２３９２９２０．１１１４０．５９８２４００１０２０．１０５６０．５６１２２５３９１２７０．０９６０．５１第二十頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-5特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性分裂導(dǎo)線參數(shù)對(duì)特高壓輸電能力的影響

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。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(jì)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。第二十一頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-5特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)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?？傮w來看，調(diào)整分裂導(dǎo)線的3個(gè)參數(shù)在合理的范圍，輸電能力可增加大約25%。第二十二頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-5特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性特高壓輸電線路輸電特性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(jí)輸電線路每km電阻值約為500kV的20%。兩個(gè)電壓等級(jí)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。第二十三頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-5特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性特高壓輸電的穩(wěn)定性電力系統(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(jī)在受到擾動(dòng)后保持或恢復(fù)同步運(yùn)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(dòng)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(dòng)恢復(fù)到起始運(yùn)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(jī)保持同步運(yùn)行并過渡到新的平衡狀態(tài)或恢復(fù)到原來穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的能力，通常指第一或第二振蕩周期不失步。

動(dòng)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。第二十四頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-5特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性是電力系統(tǒng)在給定的運(yùn)行條件下，遭受擾動(dòng)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(shí)，在線路電抗上要產(chǎn)生電壓降落。第二十五頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-6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1000kV，直流為800kV。特高壓交流輸電中間可以落點(diǎn)，具有網(wǎng)絡(luò)功能，可以根據(jù)電源分布、負(fù)荷布點(diǎn)、輸送電力、電力交換等實(shí)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(diǎn)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(chǎng)運(yùn)營(yíng)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(diǎn)，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、大功率、遠(yuǎn)距離直接將電力送往負(fù)荷中心。在送受關(guān)系明確的情況下，采用特高壓直流輸電，實(shí)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。

第二十六頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-6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(fù)極）、雙極系統(tǒng)（正、負(fù)兩極）和背靠背直流系統(tǒng)（無直流輸電線路）三種類型。第二十七頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-6特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性雙極系統(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(hù)系統(tǒng)；8-接地極線路；9-接地極；10-遠(yuǎn)動(dòng)通信第二十八頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日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(jí)大地回線方式（b）單級(jí)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)第二十九頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日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第三十頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-6特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性高壓直流輸電的優(yōu)點(diǎn)

直流輸電架空線路只需正負(fù)兩極導(dǎo)線，桿塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，線路走廊窄，造價(jià)低，損耗小。

直流線路的輸送能力強(qiáng)，一回士500kV的直流線路可輸送3000～3500MW，士800kV則可輸送4800～6400MW；

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。

第三十一頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-6特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性高壓直流輸電的優(yōu)點(diǎn)

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(zhǎng)，且輸送距離不受電容電流的限制。遠(yuǎn)距離跨海送電和地下電纜送電大多采用直流電纜線路。第三十二頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-6特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性高壓直流輸電的優(yōu)點(diǎn)

直流輸電兩端的交流系統(tǒng)無需同步運(yùn)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(yùn)行的限制，有利于遠(yuǎn)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(duì)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(yùn)行和管理。第三十三頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-6特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性高壓直流輸電的優(yōu)點(diǎn)

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(yùn)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(shí)大地電阻率低、損耗小。對(duì)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(shí)，可自動(dòng)轉(zhuǎn)為單極方式運(yùn)行，提高了輸電系統(tǒng)的可靠性。

第三十四頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-6特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性

高壓直流輸電的優(yōu)點(diǎn)

直流輸電可方便地進(jìn)行分期建設(shè)和增容擴(kuò)建，有利于發(fā)揮投資效益。

第三十五頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-6特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性高壓直流輸電的缺點(diǎn)

直流輸電換流站比交流變電所結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高、運(yùn)行費(fèi)用高。換流站造價(jià)比同等規(guī)模交流變電所要高出數(shù)倍。換流器運(yùn)行時(shí)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(jià)和運(yùn)行費(fèi)用均大幅度提高。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(shí)還需裝設(shè)靜電電容器、調(diào)相機(jī)或靜止無功補(bǔ)償器。第三十六頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-6特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性高壓直流輸電的缺點(diǎn)直流斷路器沒有電流過零點(diǎn)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(diǎn)接地變壓器使變壓器飽和、以及對(duì)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，使直流輸電線路和換流站設(shè)備的污穢問題比交流輸電嚴(yán)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(diǎn)問題。第三十七頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-6特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性

高壓直流輸電的缺點(diǎn)

在電網(wǎng)建設(shè)中，經(jīng)過嚴(yán)格的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，采用直流輸電相對(duì)比較有利的場(chǎng)合有以下幾種：遠(yuǎn)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(xiàng)直流輸電工程投入運(yùn)行，其中架空線路17項(xiàng)，電纜線路8項(xiàng)，架空和電纜混合線路12項(xiàng)，背靠背直流工程26項(xiàng)。其中單項(xiàng)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(guó)有三個(gè)。

第三十八頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日1-6特高壓直流輸電的系統(tǒng)特性特高壓直流輸電的現(xiàn)狀從1987年到2004年，我國(guó)己有7項(xiàng)直流輸電工程投入運(yùn)行，見下表。圖1-7我國(guó)已運(yùn)行的直流輸電工程序號(hào)工程名稱功率（MW）電壓（kV）距離（km）投運(yùn)時(shí)間（年）架空線電纜1舟山直流工程（單級(jí)）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第三十九頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日二.實(shí)現(xiàn)特高壓的關(guān)鍵

理論與技術(shù)第四十頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日實(shí)現(xiàn)特高壓的關(guān)鍵理論與技術(shù)同國(guó)外相比較，我國(guó)特高壓技術(shù)的研究狀況仍需進(jìn)一步加強(qiáng)。

1000kV級(jí)交流有現(xiàn)成的工程經(jīng)驗(yàn)可以參照，但考慮到我國(guó)的實(shí)際情況（高海拔、重污穢等），不宜照搬國(guó)外的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)加強(qiáng)自主研發(fā)能力，特別是針對(duì)我國(guó)特有的問題進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。

±800kV級(jí)直流國(guó)際上沒有現(xiàn)成的工程經(jīng)驗(yàn)可循，以往的研究工作都是基于試驗(yàn)室進(jìn)行的，工程實(shí)施過程中必然會(huì)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，以期促進(jìn)工程的順利實(shí)施。第四十一頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日實(shí)現(xiàn)特高壓的關(guān)鍵理論與技術(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)問題第四十二頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日電力系統(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)化，從而造成瞬時(shí)或持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的髙于電網(wǎng)額定允許電壓并對(duì)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(shí)過電壓兩大類。2-1-1電網(wǎng)內(nèi)部過電壓的定義第四十三頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-1-2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(shí)過電壓（0.1s~數(shù)小時(shí)）工頻過電壓諧振過電壓線性過電壓參數(shù)過電壓第四十四頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日操作過電壓：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（VeryFastTransientOver-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(zhǎng)線路的電容效應(yīng)、不對(duì)稱接地故障引起的正常相電壓升高、負(fù)荷突變等。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(lì)磁電抗）和周期性變化的電感，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障或操作時(shí)，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(bǔ)償電容）產(chǎn)生諧振而引發(fā)諧振過電壓。

2-1-3過電壓的分類第四十五頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日

2-1-4工頻過電壓對(duì)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(jìn)而影響系統(tǒng)的過電壓保護(hù)水平；可能危及設(shè)備及系統(tǒng)的安全運(yùn)行。第四十六頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日

2-1-5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(dòng)重合閘消除單相瞬時(shí)性故障，當(dāng)線路由于雷擊閃絡(luò)等原因發(fā)生單相瞬時(shí)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(jí)的系統(tǒng)電壓高、線路長(zhǎng)、輸送容量大，使得潛供電弧持續(xù)燃燒時(shí)間較長(zhǎng)，有時(shí)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流及其恢復(fù)電壓。第四十七頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日

2-1-6潛供電流及其恢復(fù)電壓潛供電流的機(jī)理圖2-1潛供電流示意圖

第四十八頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-1-7特高壓輸電系統(tǒng)過電壓?jiǎn)栴}特高壓輸電系統(tǒng)的電磁暫態(tài)和過電壓?jiǎn)栴}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、距離可能更長(zhǎng)，而自身的無功功率很大，可能造成如下一些問題。在甩負(fù)荷時(shí)可能導(dǎo)致嚴(yán)重的暫時(shí)過電壓。在正常運(yùn)行負(fù)荷變化時(shí)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(jì)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(gè)合理的水平。第四十九頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-1-8特高壓輸電系統(tǒng)過電壓?jiǎn)栴}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(duì)輸變電設(shè)備絕緣設(shè)計(jì)的影響越來越大。一方面，過電壓的基值隨標(biāo)稱電壓的升高而增大，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(duì)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(jì)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。

第五十頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-1-9各電壓等級(jí)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(diǎn)非有效接地110kV.220kV330kV500kV750kV1000kV4.03.02.22.01.81.6（1.7）10.15.66kV中性點(diǎn)非有效接地110kV.220kV330kV500kV750kV1000kV1.31.3/1.41.3/1.41.3/1.41.3/1.4操作過電壓倍數(shù)1.0p.u.=第五十一頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-1-10各國(guó)特高壓系統(tǒng)過電壓水平圖2-2各國(guó)特高壓系統(tǒng)過電壓水平國(guó)別

前蘇聯(lián)日本意大利最高工作電壓(kV)120011001050工頻過電壓（p.u.）

1.41.41.35操作過電壓（p.u.）

1.6-1.81.6-1.71.7第五十二頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-1-11我國(guó)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(gè)別情況下線路側(cè)可短時(shí)（持續(xù)時(shí)間不大于0.3s）允許在1.4p.u.以下。相對(duì)地統(tǒng)計(jì)操作過電壓（出現(xiàn)概率為2%的操作過電壓）：對(duì)于變電站、開關(guān)站設(shè)備應(yīng)限制在1.6p.u.以下。對(duì)于長(zhǎng)線路的線路桿塔部分限制在1.7p.u.以下。相間統(tǒng)計(jì)操作過電壓：對(duì)于變電站、開關(guān)站設(shè)備應(yīng)限制在2.6p.u.以下。對(duì)于長(zhǎng)線路的線路桿塔部分限制在2.8p.u.以下。其中:第五十三頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-1-12影響工頻過電壓的主要因素空載長(zhǎng)線路的電容效應(yīng)及系統(tǒng)阻抗的影響；線路甩負(fù)荷效應(yīng)；線路單相接地故障；甩負(fù)荷后，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的增加及自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器（AVR）和調(diào)速器也會(huì)對(duì)工頻過電壓有所影響。第五十四頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日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使用高壓并聯(lián)電抗器補(bǔ)償特高壓線路電容使用可控高抗或可調(diào)節(jié)高抗使用良導(dǎo)體地線(或光纖復(fù)合架空地線OPGW)使用線路兩端聯(lián)動(dòng)跳閘或過電壓繼電保護(hù)使用大容量金屬氧化物避雷器選擇合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式第五十五頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日

2-1-14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加快電網(wǎng)潛供電流熄滅措施：在裝有高壓并聯(lián)電抗器的線路加裝小電抗。使用快速接地開關(guān)（HSGS）。第五十六頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日

2-1-15高壓并聯(lián)電抗器加裝小電抗該方法通過補(bǔ)償線路相間電容和相對(duì)地電容，特別是使相間接近全補(bǔ)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(duì)地阻抗，以減小潛供電流的電感分量。此方法在我國(guó)500kV系統(tǒng)廣泛使用。圖2-3電抗器中性點(diǎn)接小電抗

第五十七頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-1-16使用快速接地開關(guān)（HSGS）限制潛供電流圖2-4快速接地開關(guān)示意圖

第五十八頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-1-17快速接地開關(guān)限流原理圖2-5快速接地開關(guān)的動(dòng)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(diǎn)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(diǎn)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(qiáng)迫熄滅。3、最后再重合故障相線路。第五十九頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-1-18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金屬氧化物避雷器（MOA）斷路器合閘電阻限制合閘過電壓使用控制斷路器合閘相角方法降低合閘過電壓使用斷路器分閘電阻限制甩負(fù)荷分閘過電壓的可行性選擇適當(dāng)?shù)倪\(yùn)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。第六十頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-1-19斷路器合閘電阻限制合閘過電壓

斷路器合閘電阻示意圖如圖5所示。合閘時(shí)，輔助觸頭先合上，經(jīng)過一段時(shí)間（稱之為合閘電阻接入時(shí)間），主觸頭合上。以此達(dá)到限制合閘過電壓目的。圖2-6斷路器合/分閘電阻示意圖第六十一頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-2-1雷電過電壓架空線路的雷擊過電壓直擊雷：雷擊桿塔塔頂；雷擊避雷線檔距中央感應(yīng)雷繞擊雷發(fā)電廠變電站的雷擊過電壓入侵波：架空輸電線路傳來繞擊反擊：空中反擊；地下反擊第六十二頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-2-2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第六十三頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-2-3特高壓架空輸電線路的

雷電繞擊與保護(hù)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(huì)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(zhǎng)運(yùn)行期間（3000km?a）內(nèi)發(fā)生雷擊跳閘21次，跳閘率高達(dá)0.7/100km?a。這些跳閘的基本原因是在耐張轉(zhuǎn)角塔處雷電繞擊導(dǎo)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(duì)導(dǎo)線的保護(hù)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(yùn)行期間雷擊跳閘率卻高達(dá)0.9/100km?a。盡管采用了負(fù)保護(hù)角，但線路桿塔過高，在遭到線路側(cè)面雷擊導(dǎo)線時(shí)引起了絕緣子閃絡(luò)。第六十四頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-2-5幾種塔形的研究結(jié)果

對(duì)我國(guó)擬建的交流1000kV特高壓輸電線路的避雷線屏蔽性能進(jìn)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2-91000kV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型三角排列第六十五頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-2-5幾種塔形的研究結(jié)果圖2-101000kV特高壓輸電線路直線桿塔型式左邊是M型水平排列，右邊是M型三角排列第六十六頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-2-6幾種塔形的研究結(jié)果塔型－導(dǎo)線排列保護(hù)角繞擊閃絡(luò)率（％）M型水平9.230.51M型三角5.920.113V型水平9.722.193V型三角6.621.21表2-111000kV輸電線路繞擊閃絡(luò)率

M型與3V型比較，在相近的保護(hù)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(shí)，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型水平排列最大，為最小的M型水平排列的19.9倍，達(dá)2.19‰。第六十七頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日

2-2-7特高壓架空輸電線路的

雷擊反擊與保護(hù)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(shí)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(hù)。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(gè)因素。前蘇聯(lián)的特高壓架空輸電線路采用水平拉線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88～148m。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。

第六十八頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日

2-2-7特高壓架空輸電線路的

雷擊反擊與保護(hù)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1.6×10-4——自立塔73.3水平（M串）4.7×10-4——自立塔雙回88—148雙回垂直3.9×10-33.4×10-4表2-12特高壓雷電反擊閃絡(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.第六十九頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日

2-2-7特高壓架空輸電線路的

雷擊反擊與保護(hù)塔型下列Td下的跳閘次數(shù)204080拉線V型2.3×10-45.7×10-41.4×10-3自立塔8.3×10-42.0×10-35.0×10-3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/分母對(duì)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2.0×10-3，比我國(guó)500kV輸電線路的運(yùn)行統(tǒng)計(jì)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(jì)。第七十頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-2-8特高壓變電站的防雷保護(hù)一、特高壓變電站高壓配電裝置的直擊雷保護(hù)特高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(shí)，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(hù)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(hù)裝置保護(hù)。而GIS本身僅將其外殼接至變電站接地網(wǎng)即可。

第七十一頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-2-8特高壓變電站的防雷保護(hù)二.特高壓變電站電氣設(shè)備的雷電侵入波過電壓保護(hù)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(hù)。1.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(hù)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(hù)設(shè)備的距離則要通過數(shù)字仿真確定。第七十二頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-2-8特高壓變電站的防雷保護(hù)2.變電站耐雷指標(biāo)－雷害事故重現(xiàn)期（年）一般按變電站進(jìn)線2km處因雷擊桿塔反擊在導(dǎo)線上出現(xiàn)直角電壓波后向變電站傳播，波頭變緩，且不引起變電站內(nèi)電氣設(shè)備絕緣損壞來要求。雷害事故重現(xiàn)期（年）可由2km進(jìn)線段導(dǎo)線上每年出現(xiàn)雷直擊和反擊次數(shù)之和的倒數(shù)來求得。前蘇聯(lián)提出，220、500kV和1150kV的變電站耐雷指標(biāo)應(yīng)分別為400～600、800～1000年和1200～1500年。

第七十三頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-3-1特高壓電網(wǎng)的絕緣與絕緣配合

電力電網(wǎng)主要事故:

電網(wǎng)電氣裝置的絕緣閃絡(luò)或擊穿。過電壓的類型：工作過電壓；暫時(shí)過電壓；操作過電壓；雷電過電壓。

絕緣配合的概念根據(jù)電氣設(shè)備所在系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的各種電氣應(yīng)力（工頻電壓和各種電壓），并考慮保護(hù)裝置的保護(hù)性能和絕緣的電氣特性，適當(dāng)選擇設(shè)備的絕緣水平，使之在各種電氣應(yīng)力的作用下，絕緣故障率和事故損失均處于經(jīng)濟(jì)上和運(yùn)行上都能接受的合理范圍內(nèi)。包括：A：架空線路與變電所之間的絕緣配合

B：同桿架設(shè)的雙回路線路之間的絕緣配合

C：各種外絕緣之間的絕緣配合

D：被保護(hù)絕緣與保護(hù)裝置之間的絕緣配合第七十四頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日

2-3-2特高壓輸電絕緣的電氣特性一、特高壓輸電絕緣的分類

1.特高壓架空輸電線路絕緣的分類

A：絕緣子

B：空氣間隙⑴導(dǎo)線對(duì)桿塔之間的空氣間隙⑵導(dǎo)線之間的空氣間隙⑶檔距中間導(dǎo)線對(duì)地的空氣間隙⑷檔距中間導(dǎo)線對(duì)地面上運(yùn)輸工具或傳動(dòng)

機(jī)械間的空氣間隙第七十五頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2.特高壓變電站絕緣的分類

GIS（GasInsulatedSubstation）

SF6氣體絕緣，內(nèi)部絕緣子，引入和引出套管絕緣

AIS（AirInsulatedSubstation）

A.絕緣子

B.非自恢復(fù)絕緣設(shè)備（油紙絕緣）

C.空氣絕緣⑴帶電部分對(duì)接地部分之間的空氣間隙（Ａ１）⑵不同相的帶電部分之間的空氣間隙（Ａ２）2-3-2特高壓輸電絕緣的電氣特性第七十六頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日二、特高壓架空輸電線路的絕緣子性能要求1.高機(jī)械負(fù)荷能力由于其懸掛的相導(dǎo)線根數(shù)多，截面大，覆冰等極為苛刻的運(yùn)行條件，因此必須有足夠大的機(jī)械負(fù)荷力。2.防污閃3.提高過電壓耐受能力（L0，H）

L0：爬電距離，與承受的工作電壓相關(guān)

H：結(jié)構(gòu)高度，與承受的操作過電壓相關(guān)一般L0/H大于等于34.降低無線電干擾由于無線電干擾的要求，對(duì)于特高壓絕緣子球頭，鋼腳及其間的距離和鋼帽邊緣的形狀和加工的粗糙度等均應(yīng)精心的設(shè)計(jì)和處理。

2-3-2特高壓輸電絕緣的電氣特性第七十七頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日5.復(fù)合絕緣子及其存在問題優(yōu)點(diǎn)：重量輕，機(jī)械性能好，電氣絕緣性能好，耐電弧能力強(qiáng)存在問題：由于特高壓輸電線路采用大噸位復(fù)合絕緣子，玻璃鋼芯棒直徑需相應(yīng)擴(kuò)大。因此認(rèn)為采用單節(jié)結(jié)構(gòu)為宜；另一種觀點(diǎn)認(rèn)為單支絕緣子太長(zhǎng)，會(huì)帶來制造，運(yùn)輸和安裝等問題，且其對(duì)柔性要求高，芯棒易被損傷，因此采用兩支絕緣子可能更好。前景：為適應(yīng)工程需要，我國(guó)目前正在對(duì)特高壓架空輸電線路復(fù)合絕緣子進(jìn)行研發(fā)。

2-3-2特高壓輸電絕緣的電氣特性第七十八頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日三、特高壓架空輸電線路空氣間隙放電特性

空氣是超/特高壓輸電工程中重要的絕緣介質(zhì)之一50%放電電壓影響空氣間隙的放電電壓的因素作用的電壓種類；極性（操作/雷電過電壓）；波形（操作過電壓的波頭長(zhǎng)度）；構(gòu)成空氣間隙電極的形狀，距離；所在地區(qū)的空氣氣象參數(shù)。沖擊電壓波形的確定研究表明，線路上全部過電壓中，有90%以上的波頭大于1000us?？紤]到這些數(shù)據(jù)，前蘇聯(lián)學(xué)者推薦試驗(yàn)沖擊電壓的波頭長(zhǎng)度等于1000us。當(dāng)沖擊波波頭在1000~5000us范圍內(nèi)變化時(shí)，長(zhǎng)空氣間隙的試驗(yàn)結(jié)果基本是相同的。2-3-2特高壓輸電絕緣的電氣特性第七十九頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日一、絕緣子串形選擇應(yīng)考慮的因素絕緣子串形選擇與桿塔的型式和三相導(dǎo)線布置的形式（三角或水平）有關(guān)。目前國(guó)外特高壓線路桿塔的絕緣子串主要為V串和I串。其中較多的桿塔中相使用可減小塔窗寬度的V串，兩邊相使用I串，此種線路絕緣子串懸掛方式也被稱為M形。二、選擇絕緣子串長(zhǎng)應(yīng)考慮的因素

污穢條件下絕緣子耐受工作電壓的能力決定了串長(zhǎng)。2-3-3特高壓輸電絕緣子的選擇第八十頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日四、變電站用絕緣子的污穢閃絡(luò)特性

日本在武山和能登試驗(yàn)場(chǎng)對(duì)支柱絕緣子和瓷套進(jìn)行了定期等值鹽密測(cè)量和快速污染測(cè)量，結(jié)果表明支柱絕緣子和瓷套表面的等值鹽密隨其平均直徑加大而減小，1000KV瓷套的鹽密比可以按照這種趨勢(shì)進(jìn)行估算，但還需要通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)給予確認(rèn)。前蘇聯(lián)通過改變污穢物的成分，得到了特高壓設(shè)備外絕緣的50%放電電壓與污穢表面電導(dǎo)的關(guān)系。日本使用等價(jià)霧中法獲得了不同有效長(zhǎng)度瓷套的耐受電壓與鹽密的關(guān)系。目前我國(guó)應(yīng)該開展全尺寸支柱絕緣子的人工污穢試驗(yàn)研究和大型瓷套的人工污穢與霧閃的試驗(yàn)研究，以滿足我國(guó)特高壓輸電的需要。2-3-3特高壓輸電絕緣子的選擇第八十一頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日一、工作電壓要求的導(dǎo)線對(duì)桿塔的空氣間隙輸電線路導(dǎo)線對(duì)桿塔空氣間隙的工頻50%放電電壓參照DL/T620——1997《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合》二、操作過電壓下導(dǎo)線對(duì)桿塔的空氣間隙按統(tǒng)計(jì)法選擇的。三、雷電過電壓下導(dǎo)線對(duì)桿塔空氣間隙的選擇

1000KV特高壓架空輸電線路雷電反擊耐雷水平，主要是有絕緣子串決定的。鑒于目前長(zhǎng)絕緣子串尚缺乏雷電沖擊放電電壓的數(shù)據(jù)，其50%雷電沖擊放電電壓暫按與等長(zhǎng)度的空氣間隙相同考慮。在這一前提下，表2-15給出了特高壓架空輸電線路導(dǎo)線對(duì)桿塔的雷電電壓要求的空氣間隙，。

2-3-4特高壓輸電線路空氣間隙的選擇第八十二頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日綜合以上結(jié)果，表2-15給出了海拔高度1000m地區(qū)我國(guó)特高壓架空輸電線路導(dǎo)線對(duì)桿塔的空氣間隙要求值的一個(gè)匯總，為便于比較也列出國(guó)外的一些數(shù)據(jù)。國(guó)家工作電壓操作過電壓雷電過電壓V串I串V串I串中國(guó)3.06.55.07.46.4前蘇聯(lián)2.58.0-9.06.0-7.0————日本3.09———6.0——6.62

2-3-4特高壓輸電線路空氣間隙的選擇第八十三頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日變電站相導(dǎo)線對(duì)地/相對(duì)相導(dǎo)線的空氣間隙應(yīng)能承受工作電壓，操作過電壓和雷電過電壓的作用。如本章第二節(jié)所述，變電站相導(dǎo)線對(duì)地/相對(duì)相導(dǎo)線的空氣間隙可按絕緣配合的半統(tǒng)計(jì)法加以選擇。2-3-4特高壓變電站空氣間隙的選擇第八十四頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日表2-16工作電壓下相對(duì)相空氣間隙的要求值海拔高度（m）10002000空氣間隙（m）6.06.22-3-4特高壓變電站空氣間隙的選擇第八十五頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日

表2-17相對(duì)相導(dǎo)線之間空氣間隙的推薦值。相—地空氣間隙（m）相—相空氣間隙（m）有風(fēng)偏無風(fēng)偏8.0/7.5-106.06.62-3-4特高壓變電站空氣間隙的選擇第八十六頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日相—地空氣間隙A1（m）相—相空氣間隙A2（m）有風(fēng)偏無風(fēng)偏6.06.68.52-3-4特高壓變電站空氣間隙的選擇表2-18雷電過電壓綜合以上結(jié)果，選取雷電過電壓下相對(duì)相空氣間隙為8.5m。第八十七頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日對(duì)于電氣設(shè)備絕緣配合方法，電氣設(shè)備內(nèi)絕緣的耐受電壓是以避雷器的操作沖擊、雷電沖擊保護(hù)水平為基礎(chǔ)，同時(shí)乘以一配合系數(shù)（安全裕度），用慣用法加以確定的。參照IEC71—2（1996）《絕緣配合#第二部分使用導(dǎo)則》和DL/T620——1997《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合》等有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，取絕緣配合系數(shù)如下：

2-3-5特高壓電氣設(shè)備的絕緣配合第八十八頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日設(shè)備最高電壓（KV，rms）雷電沖擊耐壓（KV）操作沖擊耐壓（KV）變壓器其他設(shè)備變壓器其他設(shè)備11002250240018001800

2-3-5特高壓電氣設(shè)備的絕緣配合圖2-19第八十九頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-4特高壓輸電線路的電暈與環(huán)境問題電暈放電將產(chǎn)生無線電干擾、可聽噪聲和電暈損失等，對(duì)環(huán)境和運(yùn)行會(huì)造成一定影響。從建設(shè)和運(yùn)行成本以及保護(hù)環(huán)境等多方面考慮，合理設(shè)計(jì)導(dǎo)線，適度控制電暈效應(yīng)，對(duì)發(fā)展特高壓輸電非常重要。

第九十頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-4-1輸電線路的電暈現(xiàn)象

電暈放電

輸電線路工作時(shí)，導(dǎo)線（電極）附近存在電場(chǎng)。由于宇宙射線和其它作用，在空氣中存在大量自由電子，這些電子在電場(chǎng)作用下會(huì)受到加速，撞擊氣體原子。如果電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到氣體電離的臨界值，自由電子在撞擊前積累的能量足以從氣體原子撞出電子，并產(chǎn)生新的離子。此時(shí)在導(dǎo)線附近一小范圍內(nèi)的空氣開始電離，如果導(dǎo)線附近電場(chǎng)強(qiáng)度足夠大，以致氣體電離加劇，將形成大量電子崩，產(chǎn)生大量的電子和正負(fù)離子.伴隨著電離，存在復(fù)合等過程，輻射出大量光子，在黑暗中可以看到在導(dǎo)線附近空間有藍(lán)色的暈光，同時(shí)還伴有咝咝聲，這就是電暈。這種特定形式的氣體放電稱為電暈放電。第九十一頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-4-1輸電線路的電暈現(xiàn)象

電暈效應(yīng)伴隨著電離、復(fù)合等過程而有聲、光、熱等效應(yīng)，表現(xiàn)為發(fā)出“咝咝”的聲音、藍(lán)色的暈光以及使周圍氣體溫度升高等。電暈會(huì)產(chǎn)生高頻脈沖電流，其中還包含著許多高次諧波，會(huì)造成對(duì)無線電的干擾。在工頻電壓的每半周內(nèi)，電暈都要發(fā)生和熄滅一次，更會(huì)輻射出大量電磁波，一般來說，交流線路的無線電干擾比直流線路的大。高壓輸電線路的絕緣子和各種金具上較容易出現(xiàn)電暈，隨著輸電線路電壓的不斷提高，延伸范圍不斷擴(kuò)大，線路上電暈造成的無線電干擾已成為輸電線路設(shè)計(jì)和運(yùn)行中的一個(gè)很重要的需要注意限制的問題。

第九十二頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-4-1輸電線路的電暈現(xiàn)象

電暈效應(yīng)電暈會(huì)發(fā)出人可聽到的噪聲，對(duì)人們會(huì)造成生理、心理上的影響。對(duì)于500kV及以下的電力系統(tǒng)，這個(gè)問題尚不嚴(yán)重；而對(duì)于1000kV及以上的電力系統(tǒng)，這個(gè)問題成為環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容。由于特高壓輸電線路電壓高，要降低導(dǎo)線表面場(chǎng)強(qiáng)和可聽噪聲，將需要采用比超高壓輸電線分裂數(shù)更多、子導(dǎo)線更粗的導(dǎo)線，這是交流特高壓輸電線路設(shè)計(jì)和建設(shè)中的一個(gè)關(guān)鍵問題。電暈放電會(huì)產(chǎn)生能量損耗，在某些情況下，會(huì)達(dá)到可觀的程度。電暈放電會(huì)產(chǎn)生某些化學(xué)反應(yīng)，如在空氣中產(chǎn)生臭氧、一氧化氮和二氧化氮等。

第九十三頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-4-1輸電線路的電暈現(xiàn)象電暈效應(yīng)在尖端或電極的某些突出處，電子和離子在局部強(qiáng)場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下高速運(yùn)動(dòng)，與氣體分子交換動(dòng)量，形成“電風(fēng)”。當(dāng)電極固定得剛性不夠時(shí)（例如懸掛著的導(dǎo)線等），氣體對(duì)“電風(fēng)”的反作用會(huì)使電暈極振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。機(jī)械、電氣設(shè)計(jì)參數(shù)配合不佳的輸電線路在不良?xì)夂蛳掳l(fā)生電暈時(shí)，對(duì)“電風(fēng)”反作用力的積累，甚至?xí)鼓承n距內(nèi)的導(dǎo)線作持續(xù)的大幅度的低頻舞動(dòng)。直流線路的電暈放電會(huì)使極導(dǎo)線之間和極導(dǎo)線與大地之間充滿空間電荷，使線路附近對(duì)地絕緣較好的物體上積累電荷，其上的對(duì)地電壓會(huì)達(dá)到數(shù)千伏或更高。

第九十四頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-4-2影響輸電線路電暈放電的主要因素導(dǎo)線表面起暈場(chǎng)強(qiáng)

較小半徑導(dǎo)線的起暈場(chǎng)強(qiáng)比較大半徑導(dǎo)線的大；表面粗糙的導(dǎo)線的起暈場(chǎng)強(qiáng)比表面較光滑的導(dǎo)線的小。

導(dǎo)線表面狀況

影響導(dǎo)線表面狀況的有外在和“內(nèi)在”兩大類因素：外在因素主要有空中降落的物質(zhì)，如昆蟲、灰塵、蜘蛛網(wǎng)、植物、樹葉、鳥糞等。這些外來物附在導(dǎo)線上后，會(huì)影響導(dǎo)線表面場(chǎng)強(qiáng)分布，使局部場(chǎng)強(qiáng)增大，成為電暈源點(diǎn).內(nèi)在”因素主要有新導(dǎo)線上的油脂、導(dǎo)線碰傷以及導(dǎo)線上的殘留金屬凸出物；一些新金具和新導(dǎo)線上的小毛刺等。這類因素可能會(huì)成為新線路的電暈放電點(diǎn)。又正是電暈放電作用，會(huì)逐漸燒掉這些東西，使其對(duì)電暈放電的作用逐漸變小。第九十五頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-4-2影響輸電線路電暈放電的主要因素導(dǎo)線上的水滴

雨水在導(dǎo)線上的流動(dòng)狀況以及形成的水滴都直接影響導(dǎo)線表面電場(chǎng)。特別是水滴，會(huì)使表面電場(chǎng)發(fā)生較大畸變，使局部表面電場(chǎng)增強(qiáng)，電暈源點(diǎn)增多，電暈放電強(qiáng)度增加。對(duì)于交流輸電線路，雨天時(shí)的電暈放電強(qiáng)度比晴天時(shí)的大許多，由此引起的無線電干擾和可聽噪聲也大許多。第九十六頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-4-2影響輸電線路電暈放電的主要因素導(dǎo)線表面場(chǎng)強(qiáng)輸電線路電暈的主要效應(yīng)包括無線電干擾、可聽噪聲和電暈損失，這些效應(yīng)的程度主要取決于兩方面的因素：（1）線路結(jié)構(gòu)；（2）氣候條件。體現(xiàn)線路結(jié)構(gòu)的因素主要有：導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，包括分裂數(shù)和子導(dǎo)線直徑；相導(dǎo)線間距（交流）和極導(dǎo)線間距（直流）；導(dǎo)線對(duì)地高度。影響導(dǎo)線電暈放電的最主要因素是導(dǎo)線表面場(chǎng)強(qiáng)。由于特高壓輸電線路的電壓比超高壓的高，導(dǎo)線電荷量比超高壓的大，為了使特高壓輸電線路的表面場(chǎng)強(qiáng)與超高壓線路的相當(dāng)，需要導(dǎo)線的分裂數(shù)更多，子導(dǎo)線的截面更大。第九十七頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-4-3特高壓輸電線路的可聽噪聲

輸電線路的可聽噪聲是指導(dǎo)線周圍的電暈和火花放電所產(chǎn)生的一種能直接聽到的噪聲，屬于聲頻干擾。隨著輸電電壓等級(jí)的提高，特別是對(duì)于特高壓輸電線路，電暈放電引起的噪聲將會(huì)增大，如果處理不好，可能會(huì)影響特高壓輸電線路附近人員的正常生活和工作，因此，在發(fā)展特高壓輸電時(shí)，必須慎重對(duì)待。國(guó)內(nèi)外的研究結(jié)果表明：在電磁環(huán)境的幾項(xiàng)指標(biāo)---工頻電場(chǎng)、工頻磁場(chǎng)、無線電干擾和電視干擾、電暈噪聲中，電暈噪聲是制約特高壓輸電線路設(shè)計(jì)的最關(guān)鍵因素。第九十八頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-4-5氣候?qū)旊娋€路可聽噪聲的影響

對(duì)于交流輸電線路，最重要的是考慮雨天情況。下雨的幾率比霧和雪大，尤其是毛毛雨或下小雨、中雨時(shí)，雨滴在導(dǎo)線上的碰撞與聚集，會(huì)產(chǎn)生大量沿導(dǎo)線隨機(jī)分布的電暈放電，每次放電均會(huì)爆發(fā)一次噪聲，所以通常根據(jù)雨期所產(chǎn)生的噪聲來估量噪聲的特性和限制水平。另一方面，由于雨天電暈噪聲的產(chǎn)生過程十分復(fù)雜，隨機(jī)因素多，分散性大，故很難從理論上推導(dǎo)一種精確預(yù)測(cè)電暈噪聲的公式。因此，各國(guó)對(duì)可聽噪聲的預(yù)測(cè)都是通過在電暈籠內(nèi)模擬或在試驗(yàn)線段上長(zhǎng)期實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析而演繹得出的。第九十九頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-4-6特高壓輸電線路可聽噪聲水平和降低可聽噪聲的措施采用對(duì)稱分布的子導(dǎo)線時(shí)，增加導(dǎo)線分裂數(shù)目和控制分裂導(dǎo)線間距，以減小導(dǎo)線表面場(chǎng)強(qiáng)。采取子導(dǎo)線非對(duì)稱分裂方式，盡可能使子導(dǎo)線分配的電荷均勻，以改善導(dǎo)線表面電場(chǎng)分布。在對(duì)稱分裂子導(dǎo)線束中附加子導(dǎo)線，以改善各子導(dǎo)線表面電荷分布和減小導(dǎo)線表面場(chǎng)強(qiáng)。在導(dǎo)線上涂抹憎水涂料等，減小雨天時(shí)導(dǎo)線下的水滴，從而減小電暈放電強(qiáng)度，以達(dá)到降低可聽噪聲的效果。第一百頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-4-8工頻電場(chǎng)和磁場(chǎng)生態(tài)影響工頻電場(chǎng)對(duì)生態(tài)環(huán)境影響

工頻電場(chǎng)的短時(shí)生態(tài)影響工頻電場(chǎng)的長(zhǎng)期生態(tài)影響工頻磁場(chǎng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響

工頻磁場(chǎng)的短時(shí)生態(tài)環(huán)境影響工頻磁場(chǎng)的長(zhǎng)期生態(tài)影響第一百零一頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-5特高壓設(shè)備的相關(guān)問題特高壓系統(tǒng)中使用的電力設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，是發(fā)展特高壓的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。隨著對(duì)設(shè)備技術(shù)要求的研究和國(guó)內(nèi)制造長(zhǎng)研發(fā)能力的提高，國(guó)內(nèi)制造特高壓設(shè)備的能力正在不斷提高。

國(guó)內(nèi)特高壓變壓器的制造能力

現(xiàn)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的1000KV變壓器已通過形式實(shí)驗(yàn)并投入實(shí)際運(yùn)行。第一百零二頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-5特高壓設(shè)備的相關(guān)問題國(guó)內(nèi)特高壓并聯(lián)電抗器的制造能力

國(guó)內(nèi)的制造廠，已經(jīng)為我國(guó)的500KV和330KV的電網(wǎng)生產(chǎn)了大量容量固定（非可控）的線性并聯(lián)電抗器。最近，為西北電網(wǎng)研制的750KV電抗器也將投入運(yùn)行。國(guó)內(nèi)特高壓開關(guān)設(shè)備的制造能力

根據(jù)了解，已經(jīng)有廠家研制了500KV、50KA的一口罐式斷路器，準(zhǔn)備掛網(wǎng)試運(yùn)行。對(duì)支柱式斷路器，在國(guó)內(nèi)已有500KV雙斷口瓷柱式斷路器。第一百零三頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日2-5特高壓設(shè)備的相關(guān)問題國(guó)內(nèi)特高壓避雷器和套管的制造能力國(guó)產(chǎn)的500KV及以下電壓等級(jí)的無間隙金屬氧化避雷器以大量在我國(guó)電網(wǎng)中運(yùn)行。750KV用的避雷器也已有兩個(gè)廠家生產(chǎn)，即將投入運(yùn)行。國(guó)內(nèi)特高壓互感器的制造能力國(guó)內(nèi)已經(jīng)生產(chǎn)了大量的500KV及以下電壓等級(jí)的電容式電壓互感器，750KV的電容式電壓互感器使用國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的硅橡膠復(fù)合套管，也即將投入運(yùn)行。500KV及以下電壓等級(jí)的電流互感器，也主要是國(guó)產(chǎn)供應(yīng)。好幾個(gè)制造廠均具備生產(chǎn)特高壓CVT的能力。第一百零四頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日三.目前特高壓技術(shù)的應(yīng)用

3-1特高壓技術(shù)的發(fā)展歷程3-2特高壓輸電技術(shù)研究3-3特高壓研究基本結(jié)論3-4國(guó)外特高壓技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀3-5特高壓變電站與電氣設(shè)備3-6輸電線路導(dǎo)線、金具與桿塔第一百零五頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日3-1特高壓技術(shù)的發(fā)展歷程—背景隨著用電負(fù)荷的日益快速增長(zhǎng)和遠(yuǎn)距離、大容量輸電需求的增加。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家的電網(wǎng)從50年代開始在以高壓電網(wǎng)為主的基礎(chǔ)上，逐漸形成330kV、345kV以及500kV超高壓電網(wǎng)。前蘇聯(lián)、美國(guó)和加拿大等國(guó)逐漸建成了750kV和765kV等電壓等級(jí)的最高的超高壓電網(wǎng)。

第一百零六頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日高壓、超高壓輸電線和變電站的數(shù)目日益增多，環(huán)境問題變得日益突出，特別是輸變電用地的約束條件限制了超高壓輸電的發(fā)展。3-1特高壓技術(shù)的發(fā)展歷程—背景第一百零七頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日3-1特高壓技術(shù)的發(fā)展歷程—背景特高壓大容量輸電將實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)，減少網(wǎng)損，避免輸電設(shè)備的重復(fù)容量，確保電力系統(tǒng)的可靠性，使輸電線路對(duì)環(huán)境的影響降至最小。特高壓輸電將是提高線路輸電能力的主要途徑。并能解決建設(shè)更多超高壓線路與環(huán)境保護(hù)突出的矛盾。第一百零八頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日3-1特高壓技術(shù)的發(fā)展歷程—背景基于上述幾個(gè)方面的預(yù)測(cè)，美國(guó)的美國(guó)電力公司（AEP）、BPA電力公司、日本東京電力公司、前蘇聯(lián)、意大利和巴西等國(guó)的公司，于20世紀(jì)60年代末或70年代初開始進(jìn)行特高壓可行性研究。

第一百零九頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日3-2特高壓輸電技術(shù)研究遠(yuǎn)距離、大容量輸電的需求帶動(dòng)了特高壓輸電技術(shù)的研究。特高壓輸電技術(shù)是在超高壓輸電技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展的輸電技術(shù)。根據(jù)超高壓輸電的設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，以及特高壓輸電建設(shè)和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)要求，除了電氣設(shè)備的攻關(guān)研制外，高電壓技術(shù)方面的三大關(guān)鍵技術(shù)問題必須進(jìn)行深入研究。它們是：（1）特高壓電暈效應(yīng)（2）特高壓絕緣及要求（3）工頻電、磁場(chǎng)及其影響。第一百一十頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日3-3特高壓研究的基本結(jié)論可聽噪聲特性和環(huán)境要求是特高壓線路設(shè)計(jì)應(yīng)考核的主要因素，按滿足可接受的可聽噪聲標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行線路設(shè)計(jì)，對(duì)無線電和電視的干擾水平可得到滿意的結(jié)果，電暈功率損耗可降至最小。特高壓輸電電網(wǎng)的工頻過電壓和操作過電壓是選擇和設(shè)計(jì)絕緣系統(tǒng)的決定性因素。根據(jù)工頻過電壓和操作過電壓確定的絕緣水平能滿足雷電過電壓的絕緣水平要求。

第一百一十一頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日特高壓輸電線下和輸電走廊邊緣的地面工頻電場(chǎng)強(qiáng)度可以做到與超高壓線路相同的水平。特高壓線路電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，與超高壓線路沒有根本的差異，不會(huì)成為影響線路設(shè)計(jì)的重要問題。特高壓的環(huán)境效應(yīng)按超高壓輸電線路原則設(shè)計(jì)，對(duì)生態(tài)不會(huì)有不良的效果，公眾應(yīng)當(dāng)而且可以接受。3-3特高壓研究的基本結(jié)論第一百一十二頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日從20世紀(jì)70年代開始的特高壓技術(shù)研究，大多數(shù)研究項(xiàng)目和任務(wù)，包括主要設(shè)備的原型試驗(yàn)在1983年—1986年幾乎已近完成。在前蘇聯(lián)，世界第一條1150kV特高壓輸電線路和戶外變電站于1985年投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議（CIGRE）組織來自特高壓輸電研究和建設(shè)的國(guó)家的專家成立38·04工作組，對(duì)特高壓技術(shù)進(jìn)行了評(píng)估，于1988年以38委員會(huì)的名義提出報(bào)告，并確認(rèn)：特高壓交流輸電技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用已經(jīng)成熟；根據(jù)現(xiàn)有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，±800kV是特高壓直流輸電確實(shí)和有把握的可行電壓等級(jí)。3-3特高壓研究的基本結(jié)論第一百一十三頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日經(jīng)過各國(guó)特高壓技術(shù)的研究和試驗(yàn)，技術(shù)問題已不是特高壓輸電發(fā)展的限制性因素。發(fā)展特高壓電網(wǎng)在經(jīng)濟(jì)上是有吸引力的。特高壓電網(wǎng)出現(xiàn)和發(fā)展的進(jìn)程由大容量輸電的需求所決定，主要取決于用電負(fù)荷的增長(zhǎng)情況。3-3特高壓研究的基本結(jié)論第一百一十四頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日3-4國(guó)外特高壓輸電現(xiàn)狀美國(guó)BPA電力公司、美國(guó)電力公司和意大利電力公司20世紀(jì)70年代規(guī)劃的特高壓輸電工程早已擱置。前蘇聯(lián)規(guī)劃的特高壓輸電工程，除已建的兩條1150kV線路運(yùn)行6年后降壓500kV運(yùn)行外，其他工程也已擱置。為特高壓技術(shù)試驗(yàn)研究建設(shè)的試驗(yàn)線段已不再試驗(yàn)運(yùn)行。日本的特高壓輸電線路計(jì)劃于2010年左右開始1000kV商業(yè)運(yùn)行。其他各國(guó)尚未規(guī)劃新的特高壓輸電工程及其進(jìn)度安排。在特高壓輸電技術(shù)基本成熟可用的情況下，發(fā)達(dá)國(guó)家的特高壓輸電工程擱置或規(guī)劃延遲，根本原因是沒有大容量、遠(yuǎn)距離的輸電需求。

第一百一十五頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日3-5特高壓變電站與電氣設(shè)備

日本特高壓試驗(yàn)性變電站的電氣主接線

第一百一十六頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日3-5特高壓變電站與電氣設(shè)備意大利特高壓試驗(yàn)性變電站的電氣主接線

第一百一十七頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日3-5特高壓變電站與電氣設(shè)備特高壓變電站配電裝置1.屋外敞開式配電裝置2.屋外氣體絕緣金屬封閉配電裝置（GIS）國(guó)外的試驗(yàn)和運(yùn)行的特高壓配電裝置日本東京電力公司的試驗(yàn)性特高壓配電裝置

第一百一十八頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日3-5特高壓變電站與電氣設(shè)備敞開式

GIS

意大利國(guó)家電力公司（ENEL）的試驗(yàn)性特高壓配電裝置

第一百一十九頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日3-5特高壓變電站與電氣設(shè)備特高壓電力變壓器特高壓變壓器的特點(diǎn)有：容量很大，一般三相容量都在1000MVA以上，甚至達(dá)到幾千MVA。絕緣水平高?；鶞?zhǔn)絕緣水平（雷電沖擊絕緣水平）高，一般在1950kV～2250kV之間或更高。由于容量大和絕緣水平高，其重量與體積必然很大。設(shè)計(jì)和制造時(shí)需要考慮運(yùn)輸?shù)臈l件，一般為單相結(jié)構(gòu)。第一百二十頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日3-5特高壓變電站與電氣設(shè)備保定天威保變集團(tuán)生產(chǎn)的1000kV變壓器第一百二十一頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日3-5特高壓變電站與電氣設(shè)備日本試驗(yàn)性變電站的東芝公司變壓器芯體結(jié)構(gòu)示意圖

意大利試驗(yàn)性變壓器內(nèi)部繞組結(jié)構(gòu)

第一百二十二頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日3-5特高壓變電站與電氣設(shè)備美國(guó)電力公司試驗(yàn)場(chǎng)的特高壓變壓器外形圖第一百二十三頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日3-5特高壓變電站與電氣設(shè)備特高壓的高壓并聯(lián)電抗器特高壓并聯(lián)電抗器中性點(diǎn)接小電抗的原理圖

第一百二十四頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日3-5特高壓變電站與電氣設(shè)備容量固定線性電抗器可控并聯(lián)電抗器

A．晶閘管控制變壓器(TCT)的可控電抗器接線圖1-高壓繞組，2-控制繞組，3-補(bǔ)償繞組B．磁閥式可控電抗器接線圖

兩種可控電抗器的接線圖

第一百二十五頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日3-5特高壓變電站與電氣設(shè)備特高壓斷路器

兩種型式的六氟化硫斷路器

支柱瓷瓶式

落地罐式

第一百二十六頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日3-5特高壓變電站與電氣設(shè)備日本特高壓GIS中帶有分合閘電阻的雙斷口斷路器第一百二十七頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日3-5特高壓變電站與電氣設(shè)備特高壓隔離開關(guān)

垂直伸縮式

水平伸縮式

第一百二十八頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日3-5特高壓變電站與電氣設(shè)備前蘇聯(lián)特高壓屋外敞開型變電站中的PT3－1150/4000型隔離開關(guān)

第一百二十九頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日3-5特高壓變電站與電氣設(shè)備日本特高壓試驗(yàn)變電站GIS中的隔離開關(guān)

外形圖

內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

第一百三十頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日3-5特高壓變電站與電氣設(shè)備特高壓的高速接地開關(guān)

日本的高速接地開關(guān)第一百三十一頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日3-5特高壓變電站與電氣設(shè)備特高壓氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(GIS)

三相共箱型氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(GIS)結(jié)構(gòu)內(nèi)部示意圖

1一母線;2－隔離開關(guān);3－接地開關(guān);4－斷路器;5－電流互感器;6一電壓互感器;7一電纜終端第一百三十二頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日3-5特高壓變電站與電氣設(shè)備500kV戶外型GIS照片

500kV戶內(nèi)型GIS照片

第一百三十三頁，共一百八十二頁，2022年，8月28日3-5特高壓變電站與電氣設(shè)備特高壓避雷器

日本特高壓避雷器

第一百三十四頁，共一百八