高電壓技術(shù)第一講緒論課件

高電壓技術(shù)

——電子信息工程系

1課程成績?cè)u(píng)定：最終成績：期末考試成績（70%）平時(shí)（30%）考勤、作業(yè)、上課表現(xiàn)考勤：無故三次不到，考勤成績計(jì)為0；作業(yè)：獨(dú)立完成、及時(shí)上交。上課表現(xiàn)：問答、討論、課堂紀(jì)律。2課程教學(xué)大綱課時(shí)：34學(xué)分：2上機(jī)/實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：0教材：施圍，邱毓昌.高電壓工程基礎(chǔ)，2006.課程性質(zhì)和要求：高電壓技術(shù)是電氣工程專業(yè)的一門主要專業(yè)課，也是一門理論性很強(qiáng)的專業(yè)課程，也是從事電力相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)學(xué)科。本課程主要目的和任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生掌握學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)的方法、了解并掌握高電壓技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，為以后從事電力專業(yè)及相關(guān)強(qiáng)電領(lǐng)域的工作打好基礎(chǔ)。

3第一章緒論1.1高壓輸電的必要性1.2我國電力工業(yè)的發(fā)展1.3電力工業(yè)對(duì)高電壓技術(shù)發(fā)展的促進(jìn)作用1.4新材料和新技術(shù)在高電壓技術(shù)中的應(yīng)用4一、電力系統(tǒng)的構(gòu)成電廠輸電網(wǎng)升壓變電站配電網(wǎng)降壓變電站用戶箱式變電站1.1高壓輸電的必要性5思考：為何要高壓輸電？電廠輸電網(wǎng)升壓變電站配電網(wǎng)降壓變電站用戶箱式變電站？6二、我國電能現(xiàn)狀

發(fā)電能源地與用電強(qiáng)負(fù)荷區(qū)地理分布不均衡。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，用電需求增長快，但缺乏一次能源；而一次能源（如礦物燃料，水電資源）豐富的地區(qū)，用電需求卻相對(duì)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(yuǎn)距離大容量輸電和電網(wǎng)互聯(lián)的需求。1.1高壓輸電的必要性7高壓輸電是為實(shí)現(xiàn)大功率、遠(yuǎn)距離的電力輸送。1.減少輸電線路上的電功率損耗。2.節(jié)省輸電導(dǎo)線所用材料。3.電力系統(tǒng)穩(wěn)定。因此，遠(yuǎn)距離輸送電能要采用高電壓或超高電壓。但也不能盲目提高輸電電壓，電壓越高，輸電架空線的建設(shè)以及對(duì)各種材料的要求就越嚴(yán)格，造價(jià)也越高。三、高壓輸電的原因1.1高壓輸電的必要性8不同電壓等級(jí)線損9不同電壓等級(jí)傳輸能量曲線10輸電電壓一般分高壓、超高壓和特高壓。高壓（HV）：35～220kV；超高壓（EHV）：330～750kV；特高壓（UHV）：1000kV及以上

高壓直流（HVDC）：±600kV及以下

特高壓直流（UHVDC）：±600kV以上，包括±750kV和±800kV四、高電壓的等級(jí)高壓直流輸電：利用穩(wěn)定的直流電具有無感抗，容抗也不起作用，無同步問題等優(yōu)點(diǎn)而采用的大功率遠(yuǎn)距離直流輸電。1.1高壓輸電的必要性11回顧：為何要高壓輸電？高壓輸電是為實(shí)現(xiàn)大功率、遠(yuǎn)距離的電力輸送。1.減少輸電線路上的電功率損耗。2.節(jié)省輸電導(dǎo)線所用材料。3.電力系統(tǒng)穩(wěn)定。121.2我國電力工業(yè)的發(fā)展裝機(jī)容量：電力系統(tǒng)的總裝機(jī)容量是指該系統(tǒng)實(shí)際安裝的發(fā)電機(jī)組額定有功功率的總和。是1949年的238倍，位居世界第二位。

我國是世界人口第一大國，盡管我國電力工業(yè)發(fā)展如此迅速，但人均裝機(jī)容量僅為0.34kW，只有美國人均裝機(jī)容量的1/10左右。

13高壓輸電技術(shù)

我國輸電技術(shù)的發(fā)展電壓等級(jí)2203305007501000出現(xiàn)年份19431974198120052008世界輸電技術(shù)的發(fā)展電壓等級(jí)2203805007501150出現(xiàn)年份19261952195919651985

三峽水電站

巴西伊泰普水電站裝機(jī)容量18.2GW12.6GW輸電電壓500kV；±500kV760kV；±600kV滯后?。。?4能源結(jié)構(gòu)和能源分布（2004）

我國交流輸電線路的一般輸送容量及輸電距離標(biāo)稱電壓/kV110220330500750最高運(yùn)行電壓/kV126252363550800輸送容量/MW10～50100～500200～1000500～15001000～2000輸電距離/km150～50300～100600～2001000～2501500～500電廠類型火電水電核電其他總計(jì)裝機(jī)容量/GW324.9108.266.840.7440.7占總裝機(jī)量的％73.7224.571.550.16100(1)進(jìn)一步發(fā)展大容量遠(yuǎn)距離輸電;(2)采取有效措施，減少火力發(fā)電廠的CO2的排放。151.3電力工業(yè)對(duì)高電壓技術(shù)發(fā)展的促進(jìn)作用1.新的更高電壓等級(jí)的應(yīng)用（1）線路電暈配電網(wǎng)使用的中壓等級(jí)：電暈不需要專門研究解決高壓輸電線路：這是一個(gè)需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。能量損耗－電磁干擾－噪聲問題。（2）電力系統(tǒng)過電壓防護(hù)配電線路：雷電過電壓常是決定線路絕緣水平的主要因素超高壓和特高壓輸電線路：操作過電壓和工頻過電壓162.緊湊型輸電技術(shù)

緊湊型輸電線路的特點(diǎn)是取消常規(guī)線路桿塔的相間接地構(gòu)架而將三相線路置于同一塔窗中，使導(dǎo)線相間距離顯著減小。因此，與常規(guī)線路相比，緊湊型輸電線路的電感減小，電容增大，即線路的波阻抗減小，從而增大了輸電線路的自然功率，也就是說可以有效地提高線路的輸送能力。緊湊型輸電的另一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是線路走廊減小，因而占地減少。

173.靈活交流輸電技術(shù)

靈活交流輸電系統(tǒng)（FlexibleACTransmissionSystem簡寫為FACTS）是指裝有電力電子型或其它靜止型控制器以加強(qiáng)系統(tǒng)可控性和增大傳輸能力的交流輸電系統(tǒng)。

靜止補(bǔ)償器（SVC）中既裝有用來提高功率因數(shù)的并聯(lián)電容器以保證重載時(shí)用戶端的電壓不致太低，又裝有并聯(lián)電抗器以降低線路輕載或空載時(shí)長線末端出現(xiàn)的工頻過電壓。

SVC的電抗可從電容性到電感性按需要調(diào)節(jié)，從而使SVC安裝點(diǎn)的電壓保持在一定的范圍內(nèi)。

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高壓直流與輕型高壓直流輸電

高壓直流（HVDC）在遠(yuǎn)距離輸電工程中有很大的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗幌窠涣鬏旊娪邢到y(tǒng)穩(wěn)定的問題。高壓直流除了在遠(yuǎn)距離輸電方面的優(yōu)勢(shì)外，還有其他的特殊用途，如用作兩個(gè)交流電力系統(tǒng)的互聯(lián)和實(shí)現(xiàn)海底電纜輸電等。

直流輸電系統(tǒng)中的絕緣技術(shù)和過電壓防護(hù)技術(shù)不同于交流輸電系統(tǒng)，所以高壓直流輸電的發(fā)展對(duì)高電壓技術(shù)的進(jìn)步是有促進(jìn)作用的。

當(dāng)輸電距離超過等價(jià)距離時(shí)直流輸電更經(jīng)濟(jì)191.4新材料和新技術(shù)在高電壓技術(shù)中的應(yīng)用

新材料的應(yīng)用閥式避雷器（碳化硅）→金屬氧化物避雷器（氧化鋅）粘性浸漬的油紙電纜、充油電纜→交聯(lián)聚乙烯電纜

新技術(shù)的應(yīng)用超導(dǎo)技術(shù)、光電技術(shù)、絕緣檢測技術(shù)等常規(guī)電纜

常溫介質(zhì)超導(dǎo)電纜

低溫介質(zhì)超導(dǎo)電纜傳輸容量/MVA2205001000

線路損耗%10010067

環(huán)境保護(hù)的要求201.5高電壓技術(shù)中在其他領(lǐng)域的應(yīng)用

脈沖功率技術(shù)

脈沖功率裝置中有很多高電壓技術(shù)問題，例如Marx發(fā)生器、氣體放電開關(guān)。此外，高電壓與強(qiáng)電流脈沖的測量也是傳統(tǒng)高電壓技術(shù)中的基本內(nèi)容。

電磁兼容（EMC）

EMC已形成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的技術(shù)領(lǐng)域。由于高電壓工作者熟悉消除電磁干擾的基本措施：屏蔽、接地、濾波，所以不少大學(xué)的高電壓技術(shù)專業(yè)已將EMC作為研究方向之一。

21靜電技術(shù)

靜電除塵、靜電噴涂和靜電植絨等。

放電的應(yīng)用

現(xiàn)代電光源，又如介質(zhì)阻擋放電已廣泛應(yīng)用于臭氧的合成、材料的表面改性和殺滅細(xì)菌，脈沖電暈放電用于煙氣的脫