特高压输电技术论文(2)
特高压输电技术论文
特高压输电技术论文篇二
特高压直流输电工程关键技术应用分析
摘 要：特高压直流输电具有输送距离长、容量大、控制灵活、调度方便、损耗低、输电走廊占用少等诸多优点，这些优点为我国各领域的快速发展提供了有利的电力能源条件。文章通过对特高压直流输电的发展进程以及输电工程中的关键技术进行分析，总结出大力发展特高压直流输电的必要性及其深远意义。
关键词：特高压;直流;输电线路;电压
中图分类号：TM721.1 文献标识码：A 文章编号：1006-8937(2014)32-0121-02
1 建设特高压直流输电线路的意义
随着经济的迅猛发展，世界各国的用电量日益增长。其中所有发达国家的发电量都能满足其负荷的需求，他们能做到大功率、高电压、长距离的输送电能。而在我国供电能力却远远跟不上负荷的需求，电力行业的落后直接影响了我国经济的快速发展。我国的国情决定了在未来很长的一段时期里还需长期进行基础建设和基础工业的建设，这需要强大的电力能源来做为快速发展经济建设的坚实后盾。在电力输送技术中，特高压直流输电具有输送距离长、容量大、控制灵活、调度方便的优点。电力能源与负荷之间的超远距离和超大负载正需要这种输电方式。在输电过程中，通过换流器把交流变为直流，再通过高压线输送到下一个换流站转换成交流电，最后并入电网。特高压直流输电与交流输电相比具有输送方式灵活、损耗低、输电走廊占用少、可控性高等特点。除此之外，特高压直流输电方式还对电网的安全、可靠、稳定运行提供了有力保障。正是基于特高压直流输电的种种优点，使得世界各国对此不断的研究、应用与发展。
2 特高压直流输电工程的发展进程
世界上首次使用直流输电的是法国科学家德普勒，他用直流电机给57 km外的德国慕尼黑举办的一次展会上提供了1.5～2.0 kV的电压，从此掀开直流输电的历史。后来人们把电压、功率、输电长度提高到125 kV、20 MW和225 km。但是随着负载对电压的等级要求升高、功率的增大，而电气设备的绝缘却不能满足电压的要求，被迫将直流输电改为交流输电。在1966年，瑞典的一所大学开始研究±750 kV直流输电线路，此后前苏联、巴西等国家也开始对直流输电进行研究。前苏联曾建设过哈萨克斯坦到俄罗斯的全长2 400 km、电压±750 kV、输电6 GW的直流输电线路，但最终因前苏联政局动荡、晶闸管技术不成熟未能投入运行。巴西和巴拉圭共同建设的特高压直流输电线路，一期工程在1984年竣工，1990年正式运行。它采用的是±600 kV和±765 kV的技术。当时巴西还对±800 kV的直流输电项目进行了研究，但因开发亚马逊河的项目夭折，而终止了这项工程的研究。在我国，云南的云―广特高压输电直流线路的建成，是我国也是世界第一个电压为±800 kV，容量为5 GW特高压直流输电线路工程。它从云南楚雄开始到广东增城惠东截止，它经过的省份有云南、广西、广东。正在建设的特高压直流输电线路共有15条。其中，即将建成的向家坝至上海的特高压直流输电工程，全长2 000 km、电压±800 kV、容量6.4 GW。它经过的省份有四川、重庆、湖北、安徽、湖南、浙江、江苏、最后到上海。除此之外还有金沙江水电容量为41 GW的6条特高压输电线路，四川水电容量为10.8 GW的1条特高压输电线路，云南水电容量为25.0 GW的4条特高压输电线路，呼盟―北京容量为6.4 GW的1条特高压输电线路，哈密―郑州容量为6.4 GW的1条特高压输电线路，俄罗斯水电容量为6.4 GW的1条特高压输电线路，哈萨克火电容量为6.4 GW的1条特高压输电线路，天生桥到广东、三峡到常州、葛洲坝到上海、三峡到广州、贵州到广州的特高压直流输电线路。
3 建设特高压直流输电线路工程的关键技术
3.1 特高压直流输电工程中高电压与绝缘技术
在进行电能输送时，不论是在一般的电压等级下还是强电等级下，电压和绝缘都是相辅相成的关系，当电压升高时绝缘也要升高。如果绝缘不随电压等级相应提高，就会出现设备被烧毁、电网稳定运行状态遭到破坏，严重时还会导致人员伤亡等重大事故的发生。在普通绝缘不能保证电气设备与输电线路绝缘的前提下，就必须考虑使用复合材料来代替普通的瓷质和玻璃绝缘。但在选择绝缘材料的同时，也要和当地的气候条件、环境条件等复合判断。比如在气候比较湿润的南方它对绝缘子的表面要求就比较高。在污染比较严重的地区，由于绝缘套管、绝缘子表面等受到污浊的情况比较严重，因此在这些地区若使用一般材质的绝缘，就会出现击穿、短路、设备烧毁、严重的导致人员伤亡等。因此在不同环境气候下对绝缘套管、穿墙套管、绝缘子表面的材质要求也相对较高、较特殊。在我国的西电东输工程中，由于我国的地势西高东低，对于高海拔地区，也要把海拔对绝缘的影响考虑进去。总之，在提升电压等级的同时务必提升设备的绝缘性能，二者是密不可分的。
3.2 特高压直流输电工程中电磁环境的问题
只要是在电的环境里就不可能逃避电磁的干扰与辐射。干扰和辐射的大小跟电磁的强弱有着直接关系。由于是特高压直流输电，因此电压等级一般都在±600 kV以上。在对特高压直流输电线路和换流站的电磁环境分析中可看出，周围电磁辐射非常严重。在日常生活中，普通变电站和高压输电线路都会有电磁辐射以及噪声，会对一些无线电设备产生干扰。而当电压升高时这样的现象会更加明显。所以在进行工程设计时，所经地点和线路就应考虑到对人以及一些无线电设备，还有对环境的影响。要尽可能的避开城市、村镇等这些人员相对比较密集的地方，减小对环境的破坏、保护好生态环境，不能以牺牲环境为代价，走先发展、后治理的老路。
3.3 特高压直流输电工程中的控制保护问题
在电力系统中，任何系统都离不开控制和保护系统的支持。在直流输电系统中最为重要的就是控制保护技术。其中，控制保护里包含了软硬件平台、直流控制保护设计、触发控制、直流保护等。除此之外，传统的保护也是必要的，比如高压输电线路上的防雷线、架线铁塔上的避雷针、换流站里的避雷针、避雷器、接地网、变压器的防雷保护等。在特高压直流输电线路中的换流站里有很多的变压器，对应着就有很多的晶闸管来控制这些线路。在这个复杂的系统中必须有一个安全可靠的控制保护操作系统来保障它的正常运作，一旦出现故障不会造成设备损坏、大面积停电以及人员伤亡等事故。因此，在特高压的直流输电工程中拥有一个可靠的控制保护系统对供电系统来说十分重要。
3.4 特高压直流输电工程中交直流互联以及直流电压等
级序列问题
根据电能输送距离的远近不同，直流输电里的电压等级可分为±1 000 kV、±800 kV、±660 kV、±500 kV。但在交直流互联的情况里，考虑到交流电压里±660 kV比较特殊，因此直流电压等级中±660 kV电压等级是否被纳入仍在研究当中。而交直流互联就是在供电网络里交直流并存的一种状态，我国正在建设±1 000 kV交流与±800 kV直流的供电网络，要保证这个庞大的供电网络能够安全、稳定的运行，不仅仅是靠简单的防雷击、操作过电压、自然过电压的预防。庞大的供电网一定要有一套严格、紧密、有效、可靠的系统来运行、保护和备用，这样才能使供电网络的稳定性、安全性以及可靠性得到保障。
4 结 语
特高压直流输电技术的特性是可以实现长距离、大容量、高电压输送电能，比如在我国西部地区蕴藏着丰富的资源，若要将这些资源以电能的形式输送到其他地区就要运用到特高压直流输电技术。因此除了要掌握特高压直流输电工程中的关键技术外，还应结合工程环境、自然条件等具体问题具体分析，才能保证供电网络安全、可靠、有效的运行。
参考文献：
[1] 李立�.直流输电技术的发展及其在我国电网中的作用[J].电力设备， 2004，(5).
[2] 金小明，周家启，谢开贵.特高压直流输电可靠性指标研究[J].南方电网技术，2008，(1).
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