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(jī)?cè)u(píng)定：最終成績(jī)：期末考試成績(jī)（70%）平時(shí)（30%）考勤、作業(yè)、上課表現(xiàn)考勤：無(wú)故三次不到，考勤成績(jī)計(jì)為0；作業(yè)：獨(dú)立完成、及時(shí)上交。上課表現(xiàn)：?jiǎn)柎稹⒂懻?、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(guó)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(guó)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(zhǎng)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(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。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(wú)感抗，容抗也不起作用，無(wú)同步問(wèn)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(guó)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(guó)是世界人口第一大國(guó)，盡管我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展如此迅速，但人均裝機(jī)容量?jī)H為0.34kW，只有美國(guó)人均裝機(jī)容量的1/10左右。

13高壓輸電技術(shù)

我國(guó)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?。?！14能源結(jié)構(gòu)和能源分布（2004）

我國(guó)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(wèn)題。能量損耗－電磁干擾－噪聲問(wèn)題。（2）電力系統(tǒng)過(guò)電壓防護(hù)配電線路：雷電過(guò)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(guò)電壓和工頻過(guò)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(shuō)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(jiǎn)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(lái)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(zhǎng)線末端出現(xiàn)的工頻過(guò)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(wèn)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(guò)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(guò)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(cè)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(wèn)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(cè)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