特高压输电技术

,单击此处编辑母版标题样式,2004-12-14,*,武汉高压研究所,WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE,P,54,特高压输电技术,陈 维 江,2005/9/20,主要内容,高压电网向特高压电网发展的历程,中国国家电网特高压骨干网架,特高压电网的系统特性和经济性,特高压交、直流输电的系统特性,特高压电网内部过电压及其限制措施,特高压电网雷电过电压与防雷保护,主要内容,特高压电网的绝缘配合,特高压架空线路的电晕及对环境的影响,特高压输变电工程的工频电场、磁场,特高压架空线路导线、金具与杆塔,特高压电气设备,高压电网向特高压电网发展的历程,电网发展历史,1875年，法国巴黎建成世界上第一座发电厂，标志着世界电力时代的到来。,1891年，在德国劳芬电厂安装了世界第一台三相交流发电机：它发出的三相交流电通过第一条13.8kV输电线将电力输送到远方用电地区，使电力既用于照明，又用于动力，从而开始了高压输电的时代。,1879年，中国上海公共租界点亮了第一盏电灯。1882年，第一家电业公司上海电气公司成立。,100多年来，输电电压由最初的13.8kV逐步发展到20，35，66，110，134，220，330，345，400，500，735，750，765，1000kV。,高压电网向特高压电网发展的历程,电网发展历史,输电电压一般分高压、超高压和特高压。高压（HV）：35,220kV；超高压（EHV）：330,750kV；特高压（UHV）：1000kV及以上。高压直流（HVDC）：600kV及以下；特高压直流（UHVDC）： 600kV以上，包括750kV 和800kV。,1908年，美国建成了世界第一条110kV输电线路；1923年第一条230kV线路投入运行；1954年建成第一条345kV线路。从230kV电压等级到345kV电压等级经历了31年。在345kV投运15年后，1969年建成了765kV线路。,1952年，瑞典建成世界上第一条380kV超高压线路。,1965年，加拿大建成世界第一条735kV超高压线路。,高压电网向特高压电网发展的历程,电网发展历史,1952年，前苏联建成第一条330kV线路；1956年建成400kV线路；1967年建成750kV线路。从330kV电压等级发展到750kV电压等级用了15年时间。,欧洲和美国，在超高压输电方面，主要发展345kV、380kV和750kV电压级， 500kV线路发展比较慢。1964年，美国建成第一条500kV线路，从230kV到500kV输电，时间间隔达36年。前苏联的500kV电压等级是在400kV基础上升级发展起来的，1964年，建成完善的500kV输电系统。,1985年，前苏联建成第一条1150kV特高压输电线路。从500kV电压等级到1150kV电压等级用了20年时间。,高压电网向特高压电网发展的历程,电网发展历史,中国，1949年前，电力工业发展缓慢，输电电压按具体工程决定，电压等级繁多：,1908年建成22kV石龙坝水电站至昆明线路，,1921年建成33kV石景山电厂至北京城的线路。,1933年建成抚顺电厂的44kV出线。,1934年建成66kV延边至老头沟线路。,1935年建成抚顺电厂至鞍山的154kV线路。,1943年建成110kV镜泊湖水电厂至延边线路。,高压电网向特高压电网发展的历程,电网发展历史,中国， 1949年新中国成立后，按电网发展统一电压等级，逐渐形成经济合理的电压等级系列：,1952年，用自主技术建设了110kV输电线路，逐渐形成京津唐110kV输电网。,1954年，建成丰满至李石寨220kV输电线路，随后继续建设辽宁电厂至李石寨，阜新电厂至青堆子等220kV线路，迅速形成东北电网220kV骨干网架。,1972年建成330kV刘家峡关中输电线路，全长534km，随后逐渐形成西北电网330kV骨干网架。,1981年建成500kV姚孟武昌输电线路，全长595km。为适应葛洲坝,高压电网向特高压电网发展的历程,电网发展历史,水电厂送出工程的需要，1983年又建成葛洲坝-武昌和葛洲坝-双河两回500kV线路，开始形成华中电网500kV骨干网架。,1989年建成500kv葛洲坝-上海高压直流输电线，实现了华中-华东两大区的直流联网。,中国，在逐渐形成330kV和500kV区域输电骨干网架的同时，于20世纪80年代初开始了330kV和500kV以上更高电压等级的论证。1984年，国家明确提出500kV以上的输电电压为1000kV特高压、330kV以上的输电电压为750kV。,2005年9月，中国在西北地区（青海官厅兰州东）建成了一条750kV输电线路，长度为140.7 km。输、变电设备，除GIS外，全部为国产。,高压电网向特高压电网发展的历程,电网发展历史,电网发展的历史表明 ：,相邻两个电压等级的级差，在一倍以上是经济合理的。,新的更高电压等级的出现时间一般为1520年。,前苏联1150kV输电线路的运行表明：,特高压输电技术和设备，经过20年的研究和开发，到20世纪80年代中期，已达到用于实际的特高压输电工程的要求。,高压电网向特高压电网发展的历程,电网的基本功能,所有输变电设备连接起来构成输电网。,所有配变电设备连接起来构成配电网。,输电网和配电网统称电网。,发电厂、输电网、配电网和用电设备连接起来组成电力系统，如图1-1所示。,电网的基本功能：输送和分配发电厂的电能到用户。由于区域间发电资源和用电负荷的不平衡，输电网功能变得特别重要，特别是采用比区域骨干电网更高一级电压的输电线联网，有显著的经济效益。,高压电网向特高压电网发展的历程,高压电网向特高压电网发展的历程,电网的基本功能,区域电网间充裕互联的优越性：,更经济合理地开发一次能源，优化电能资源配置，实现水、火电资源的优势互补。,降低互联的各电网总的高峰用电负荷，提高发电机组的利用率，减少总的装机容量。,检修和紧急事故备用互助支援、减少备用发电容量。,提高电网运行的可靠性和供电质量,安装高效率、低成本、大容量机组和建设更大容量规模电厂，产生更大规模经济效益。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压电压等级的选择,不同的输电电压等级组成的输电网有不同的输电能力。在规划未来的电网电压等级时，通常用自然功率来粗略地比较其的输电能力。,自然功率-,在输电线路末端接上相当于 的波阻抗负荷时，线路所输送的功率。其中L,0,是输电线路的单位长度的串联电感，C,0,是线路单位长度的电容。自然功率P,0,U,2,/,Z,C,。,不同电压等级的超高压和特高压单回线路的自然功率输送能力如下表；,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压电压等级的选择,选择特高压电压等级的基本原则,更高一级电压等级系指在现有电网之上覆盖一个新的更高电压输电网。应满足其投入之后2030年大功率输电的需求。,与新覆盖的地理区域范围、电力系统的规模相一致的原则；,与现有超高压电压等级的经济合理配合的原则；,与电网的平均输电容量（能力）和输电距离相适应的原则；,与高电压等级输变电设备从开发到可以用于工程的时间相协调的原则；,与特高压电压等级输电技术的可用性与输电需求相统一的原则；,与新的发电技术相互促进的原则。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压电压等级的选择,确定特高压电压等级的方法,通常按未来2030年输电网不同的平均输送容量和不同的平均输电距离的要求，以12个电压等级进行输电能力分析，作出不同方案的每KW电力的输电成本曲线，以各成本曲线的经济平衡点或平衡区决定更高电压的标称值。,世界各国在选择 345kV和500kV以上的更高电压等级时，都经过了广泛的调查和分析比较，并进行了大量的计算得出结论：,对于330kV （345 kV）电网，选用750kV （765kV），平均输电距离300km及以上；,对于500kV电网，选用1000kV（1100kV），平均输送距离500km及以上。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压电压等级的选择,确定特高压电压等级的方法,普遍认为：超高压电网更高一级电压标称值应高出现有电网最高电压1倍及以上。这样，输电容量可提高4倍以上，不但能与现有电网电压配合，而且为今后新的更高电压的发展，留有合理的配合空间，能做到简化网络结构，减少重复容量，容易进行潮流控制，减少线路损耗，有利于安全稳定运行。,目前，已经形成两个超高压-特高压电网电压等级系列：,330（345 ） kV -750 kV；500 kV 1000（1100） kV。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压电压等级的选择,确定特高压电压等级的方法,特高压引入时间的估算：,特高压引入时间指的是从现有超高压电网开始形成到第一条特高压输电线路投入运行所需经历的时间。,特高压输电引入时间由输电需求和技术可行性决定。在输电需求方面，它主要由电网持续的年均尖锋负荷功率增长率进行估算。由于用电结构的不断变化，电量的年增长率与尖锋负荷增长率是不一致的。尖锋负荷增长率通常要比年电量增长率高。因此，在估算特高压引入时间时，需将负荷电量转换为尖锋负荷功率。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压电压等级的选择,确定特高压电压等级的方法,特高压输电引入时间可用公式（1+x）,T,4来估算，式中x为预测的尖峰负荷增长率，T为年数。,500kV以上特高压的引入时间，特高压电压等级选1000kV，它的输电能力与500kV输电相比可提高4倍以上，就是尖锋负荷功率增长到4倍及以上的时间。因此，若用电负荷年均增长78%及以上，相当尖峰负荷年均增长8%以上，特高压输电引入的时间大约15年左右。若用电负荷年均增长5-6%，特高压输电引入时间约为20年左右。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压电压等级的选择,确定特高压电压等级的方法,20世纪50年代后，发达国家进入经济快速发展时期，用电负荷持续保持快速增长，一直保持到70年代中期。几个主要国家用电负荷年均增长率在6%左右，其中美国为6.5%，前苏联为6.8%，日本为6%，加拿大为5.9%，意大利为5.6%。用电负荷的快速增长带动了发电机制造技术向大型、特大型机组发展，以此为基础建立的大容量和特大容量电厂，由于供电范围扩大，越来越向远离用电城市的发电能源地区发展。大容量远距离输电的需求，使电网电压等级迅速向超高压330kV、345kV、400kV、500kV、735kV、750kV、765kV发展；20世纪60年代末，开始进行1000kV（1100kV、1150kV）电压等级和1500kV电压等级特高压输电工程的可行性研究和特高压输电技术的研究和开发。更高电压等级的出现时间用了1520年。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压电网发展的影响因素,用电负荷增长是促进超高压电网向特高压电网发展的最主要因素，还有如下因素亦会促进超高压电网向特高压电网的发展 ：,发电机和发电厂规模经济性与电厂厂址,不断增长的用电需求促进发电技术，包括火力、水力和核电发电技术向单位千瓦造价低、效率高的大型、特大型发电机组发展。美国第一台300MW、500MW、1000MW、1150MW和1300MW汽轮发电机组分别于1955年、1960年、1965年、1970年和1973年投入运行。前苏联第一台300MW、500MW、800MW和1200MW汽轮发电机组分别于1963年、1967年、1971年和1980年投入运行。,随着技术的不断进步，大型和特大型发电机组已从超高压机组发展到亚临界、超临界和超超临界高效率机组。大型和特大型高效发电机组进一步降低了发电煤耗。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压电网发展的影响因素,发电机和发电厂规模经济性与电厂厂址,由于大容量发电厂供电范围的扩大和需要燃料的增加以及环保要求的提高等方面因素，电厂厂址将宜建在远离负荷中心的煤矿坑口、大的集运港口和道口及大河沿岸，并形成发电基地或电源中心，以较低的电煤价格降低发电成本。大电厂的建设根据环保的要求，在能源基地建电厂时，各大容量规模厂应相距50km左右，同时形成总容量600010000MW的发电中心为宜。在20世纪60年代至80年代初，美国和前苏联经历了电力需求增加较快的发展过程，曾规划和建设容量达500010000MW的发电中心。核电站按规模经济建设20006000MW的发电中心。在远离负荷中心的地区建设大型水电站及梯级电站，从而形成水力发电中心。从超高压和特高压各电压等级的输电能力可看出，大型和特大型机组及相应的大容量电厂的建设更增加了特高压输电的需求。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压电网发展的影响因素,燃料、运输成本和发电能源的可用性,未来的燃料和运行成本以及各种燃料的可用性，对电源的总体结构和各种发电电源在地域上的布局有重要影响。,对于同一种燃料来说，运送燃料到负荷中心地区发电，还是在燃料产地发电并以远距离输电向负荷中心供电，两者的经济比较和环境保护的制约是决定电厂厂址的重要因素。,燃料运输成本上升，运力受制约而使燃料的保证率变差，运送燃料的经济性不如输电，便促进在燃料产地建设大容量规模的发电厂，以特高压向负荷中心地区输电。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压电网发展的影响因素,燃料、运输成本和发电能源的可用性,发电能源地理分布的不均衡性，使得各地电源和用电负荷的不平衡。用电负荷中心地区，经济发展快，用电需求增长快，往往缺乏一次能源；而具有丰富一次能源，如矿物燃料，水电资源的地区用电增长相对较慢或人均用电水平较低。这种电源和用电负荷的不平衡既由资源的地理分布所决定，也是由社会经济发展的历史所形成的。加拿大、美国、俄罗斯、巴西和中国等国都存在这种不平衡情况。这种不平衡情况增加了远距离大容量输电和电网互联的需求。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压电网发展的影响因素,网损和短路电流水平,在电压等级不变的情况下，远距离输电意味着线路电能耗损的增加。当输送的功率给定时，提高输电电压等级，将减少输电线通过的电流，从而减少有功和电能损耗，提高远距离输送大功率的能力，同时又降低输电电能损耗是推动特高压输电的重要动力。,不同容量的电厂按其电力流,应分层、分区接入不同电压等级的电网，以降低电网的短路电流水平。由于特高压的引入，特大容量电厂可直接接入特高压电网。这样，可减少电厂直接接入超高压电网的容量，并改善超高压电网的结构，从而降低超高压电网的短路电流水平。这是发展特高压电网的一个重要因素。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压电网发展的影响因素,生态环境,输电线路和变电站的生态环境影响主要表现在土地的利用、电晕所引起的通信干扰、可听噪声，工频电磁场对生态的相互作用等方面。,在地区电力负荷密度小、输电线路和变电站数量少的年代，生态环境不会成为问题。当输电线和变电站随用电增加而数目增多时，不充分重视减少输电线和变电站对生态环境的影响，则环境问题可能成为影响输电网发展的突出问题。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压电网发展的影响因素,生态环境,一方面，特高压输电由于其输送功率大，可大大减少线路走廊占用土地，从而减少对生态环境的影响而受到青睐。另一方面特高压输电的电磁场对生态环境的相互作用和电晕产生的干扰问题也受到社会广泛关注。这是发展特高压输电需深入研究和解决的问题。解决问题的目标是既满足未来预期的电力增长需求又做到对生态环境影响最小 。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压电网发展的影响因素,政府的政策和管理,从各国电力工业的发展来看，用电负荷的增长非常明显地受到政府的经济政策和管理行为的影响。政府的产业政策、产业结构调整、资金借贷成本等都将影响投资决策，影响轻重工业的比例和布局，以及一、二、三产业的发展等。它们的未来发展明显地影响总的用电负荷的增加和各地区用电负荷的增长率。,根据各产业的发展趋势，研究正确的负荷预测方法以预测未来用电负荷的需求，减少预测的偏差，对电源建设和超高压特高压输电电网的需求都是极端重要的。能源政策直接激励各种不同发电资源的开发力度。它将影响区域电网互联是强联网还是弱联网。弱联网以区域电网的最高电压等级互联。强联网需要以比区域电网电压更高的电压等级实现互联，才能在区域之间实现大的功率交换。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压电网发展的影响因素,政府的政策和管理,电力工业管理体制对特高压电网规划和建设的影响是不言而喻的。电力公司的结构，经营的地域范围，对电力系统规划的地域范围有明显的影响。在小的地域范围进行电力电量的自我平衡，不可能在更大范围进行电力资源优化。只有在大范围进行电力电量平衡，才会有特高压电网的需求，从而促进其发展。电力工业管理模式可以说是特高压电网发展的决定性因素。几乎在同时起步对特高压可行性和技术进行研究的几个国家中，前苏联是第一个建成和运行1150kV输电线路的国家，前苏联实行统一电力系统管理模式 。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压输电技术研究,特高压技术的发展历程,随着用电负荷的日益快速增长和远距离、大容量输电需求的增加，发电技术和输电技术日新月异进步。在20世纪6070年代，大型和特大型发电机组不断投入运行，大规模的火电厂、水电厂和核电厂不断建设和投入运行。,大规模电厂的建设增加了对大容量输电的要求。经济发达国家的电网从50年代开始在以高压电网为主的基础上，逐渐形成330kV、345kV以及500kV超高压电网。前苏联、美国和加拿大等国逐渐建成了750kV和765kV等电压等级的最高的超高压电网。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压输电技术研究,特高压技术的发展历程,高压、超高压输电线和变电站的数目日益增多，环境问题变得日益突出，特别是输变电用地的约束条件限制了超高压输电的发展。60年代末至70年代初，美国、前苏联等国经过调查和对用电负荷的预测认为，未来几十年内用电将继续保持20世纪6070年代的平均年增长6%以上的强劲势头。并且认为：大型和特大型高效率机组和大容量规模发电厂的发展这一趋势将会继续下去。特高压大容量输电将实现规模经济，减少网损，避免输电设备的重复容量，确保电力系统的可靠性，使输电线路对环境的影响降至最小。特高压输电将是提高线路输电能力的主要途径。并能解决建设更多超高压线路与环境保护突出的矛盾。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压输电技术研究,特高压技术的发展历程,基于上述几个方面的预测，美国的美国电力公司（AEP）、BPA电力公司、日本东京电力公司、前苏联、意大利和巴西等国的公司，于20世纪60年代末或70年代初根据电力发展需要开始进行特高压可行性研究。在广泛、深入的调查和研究基础上，先后提出了特高压输电的发展规划和初期特高压输变电工程的预期目标和进度。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压输电技术研究,特高压技术的发展历程,1970,年，美国BPA电力公司作出规划，拟用1100kV远距离输电线路，将喀斯喀特山脉东部煤矿区的坑口发电厂群的电力输送到西部用电负荷中心，输送容量为,8000-10000MW,。经论证，采用特高压输电可减少线路走廊用地，降低电网工程的造价，同时减少电网网损，并解决大型和特大型机组和电厂故障引起的稳定性问题。当时计划于1995年建成第一条1100kV线路，输送功率6000MW，经过5年后可能再建一条线路 。,美国AEP电力公司为了减少输电线路走廊用地和环境问题，规划在已有的765KV电网之上迭加一个1500KV特高压输电骨干电网。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压输电技术研究,特高压技术的发展历程,20世纪70年代，前苏联代做出规划，在西伯利亚地区的坎斯克建设火力发电厂群。同时建设起于坎斯克经由伊塔特、巴尔脑尔到哈萨克斯坦的科克切塔夫、库斯坦奈，然后到乌拉尔的车里雅宾斯克的1150kV输电线路，全长2500km，将西伯利亚丰富的煤电和水电电力输送到苏联的乌拉尔和其他欧洲部分的用电负荷中心。这条1150kV线路同时还是苏联西伯利亚哈萨克斯坦乌拉尔三个联合电力系统的联络线。已建成埃基巴斯图兹到科克切诺夫500km和科克切塔夫到库斯坦奈400km（在哈萨克斯坦境内）1150KV输电线路。这两段线路从1985年到1992年共运行了6年。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压输电技术研究,特高压技术的发展历程,日本于20世纪70年代规划，80年代初开始特高压技术研究，建设东西和南北两条1000kV输电主干线，将位于东部太平洋沿岸的福岛第一和第二核电站（装机分别为4700MW和4400MW）和装机为8120MW的柏崎核电站的电力输送到东京湾的用电负荷中心。两条线全长487.2km，已全部建成，计划输送电力10000MW以上。这两条线路，目前降压500KV运行。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压输电技术研究,特高压技术的发展历程,日本发展特高压输电系统的功能归结为：,（1）解决现有500kV系统的稳定问题；,（2）解决500kV系统东部日益增长的短路电流问题；,（3）解决未来远距离输送电力的稳定问题。,意大利，为了把本国南部地区的煤电和核电电力大容量输送到北部工业区，规划在原有380kV输电网架之上叠加1050kV特高压输电骨干网。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压输电技术研究,远距离、大容量输电的需求带动了特高压输电技术的研究。,特高压输电技术是在超高压输电技术基础上发展的输电技术。根据超高压输电的设计和运行经验，以及特高压输电建设和运行的经济和环境保护要求，除了电气设备的攻关研制外，高电压技术方面的三大关键技术问题必须进行深入研究。它们是：（1）特高压电晕效应（2）特高压绝缘及要求（3）电磁场及其影响。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压输电技术研究,美国的特高压技术研究,美国电力公司（AEP）、邦德维尔（BPA）电力局、通用电力公司和美国电力研究院（EPRI）等进行了特高压技术研究。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压输电技术研究,前苏联的特高压技术研究,为了解决特高压输电的工程设计，设备制造问题，国家组织动力电气化部技术总局、全苏电气研究院、列宁格勒直流研究院、全苏线路设计院等单位于20世纪60年代进行特高压输电的基础研究。,从1973年开始，苏联在白利帕斯特变电站建设特高压三相试验线段，长度1.17km，开展特高压试验研究。进行了设备的绝缘试验、操作过电压的研究、可听噪声、无线电干扰、变电站内电场、设备安装、运输和检修等方面的广泛试验。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压输电技术研究,日本的特高压技术研究,中央电力研究所（CRIEPI）、东京电力公司（TEPCO）和NGK绝缘子公司开展了特高压研究，东芝、三菱和日立三家设备制造公司分别对特高压变电设备进行了研制。中央电力研究所在赤诚于1980年建立了长600m，双回路、两档距1000kV试验线段。试验设备包括污秽绝缘子试验用的特高压雾室、连续对绝缘子加压的试验设备，用于可听噪声试验的电晕笼。在特高压试验线段上，进行了8分裂、10分裂和12分裂导线和杆塔在强风和地震条件下的特性试验，进行了特高压施工和维修技术，可听噪声、无线电、电视干扰以及电磁场对于蔬菜、家禽的生态影响等方面研究。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压输电技术研究,意大利的特高压技术研究,意大利电力公司确立了它的1000kV研究计划后，在不同的试验站和试验室进行特高压的研究和技术开发。在萨瓦协托试验场有1000kV主要试验设施，包括1公里长的试验线段和40米的试验笼组成的电晕、电磁环境试验设备。在米兰的意大利电力中心试验室及普拉达纳帕斯机械试验场和米兰的布鲁亥利欧机构试验室也进行了试验。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压输电技术研究,加拿大的特高压技术研究,加拿大魁北克水电局高压试验室进行了电压达1500kV的输电系统设备试验。魁北克水电局建立了研究导线电晕的户外试验场，由试验线段和两个电晕笼组成。试验线路和电晕笼均用于高至1500kV的交流系统和1800kV的直流系统的分裂导线的电晕试验。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压输电技术研究,中国的特高压技术研究,在中国，特高压技术研究起步于1986年。中国电力科学研究院、武汉高压研究所，电力建设研究所和有关高等院校开展了特高压输电的基础研究，利用各自特高压试验设备进行了特高压外绝缘放电特性，特高压输电对环境的影响研究，架空线下地面电场的测试研究，工频过电压、操作过电压的试验研究等。武汉高压研究所于1994年建设了1000kV级，长200m，8分裂导线水平排列的试验线段。电力建设研究所于2004年建设的杆塔试验站可进行特高压单回路8800分裂导线，3060度转角级杆塔进行原型强度试验，还可进行特高压输电线路防振设计方案试验。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压输电技术研究的基本结论,在减少线路阻抗、提高输电能力的前提下，可听噪声特性和环境要求是特高压线路设计应考核的主要因素，按满足可接受的可听噪声标准进行线路设计，对无线电和电视的干扰水平可得到满意的结果，电晕功率损耗可降至最小。,特高压输电电网的工频过电压和操作过电压是选择和设计绝缘系统的决定性因素。限制工频过电压特别是操作过电压是特高压输电的基本可行性问题。采用并联电抗器、避雷器、开关合、分闸电阻和长线路分段等有效技术措施，可以使操作过电压限制在1.6p.u水平。工频和操作过电压的空气击穿电压特性，即击穿电压与两电极间的距离关系有饱和的趋势。对于10001600kV特高压输电电网，空气间隙的饱和趋势不会使输电成本达到难于接受的水平，更不会制约特高压输电的发展。根据工频过电压和操作过电压确定的绝缘水平能满足雷电过电压的绝缘水平要求。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压输电技术研究的基本结论,特高压输电线下和输电走廊边缘的地面工频电场强度可以做到与超高压线路相同的数量水平。按可听噪声标准设计的特高压导线布置、导线高度、相间距离和线路走廊宽度，将形成类似于超高压线路已接受的电场强度和环境影响。特高压线路电流产生的磁场，与超高压线路没有根本的差异，不会成为影响线路设计的重要问题。,工频电磁场对生态的影响研究表明，特高压的环境效应按超高压输电线路原则设计，对生态不会有不良的效果，公众应当而且可以接受。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压输电技术研究的基本结论,从20世纪70年代开始的特高压技术研究，大多数研究项目和任务，包括主要设备的原型试验在1983年1986年几乎已近完成。在前苏联，世界第一条1150kV特高压输电线路和户外变电站于1985年投入商业运营,国际大电网会议（CIGRE）组织来自特高压输电研究和建设的国家的专家成立3804工作组，对特高压技术进行了评估，于1988年以38委员会的名义提出报告，并确认：特高压交流输电（UHV a.c.transmission）技术的实际应用已经成熟；根据现有的知识和经验，800kV是特高压直流输电确实和有把握的可行电压等级。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压输电技术研究的基本结论,经过各国特高压技术的研究和试验，技术问题已不是特高压输电发展的限制性因素。发展特高压电网在经济上是有吸引力的。特高压电网出现和发展的进程由大容量输电的需求所决定，主要取决于用电负荷的增长情况。,高压电网向特高压电网发展的历程,国外特高压输电现状,美国BPA电力公司、美国电力公司和意大利电力公司20世纪70年代规划的特高压输电工程早已搁置。,前苏联规划的特高压输电工程，除已建的两条1150kV线路运行6年后降压500kV运行外，其他工程也已搁置。为特高压技术试验研究建设的试验线段已不再试验运行。,日本的特高压输电线路计划于2010年左右开始1000kV商业运行。,其他各国尚未规划新的特高压输电工程及其进度安排。,在特高压输电技术基本成熟可用的情况下，发达国家的特高压输电工程搁置或规划延迟，根本原因是没有大容量、远距离的输电需求。,高压电网向特高压电网发展的历程,国外特高压输电现状,从20世纪70年代后期，用电负荷增长率降低。,美国从1975年至1990年实际用电量仅增加了50%，15年年均增长率为2.7%。,意大利、前苏联这段时间的实际用电量增加了60%，15年年平均增长率为3%。,这些国家进入80年代后平均年用电量增长为12%。由于居民用电基本饱和，制造业逐渐转移国外，知识经济的兴起，未来用电的增长预计不会有大变化。,由于用电负荷增长缓慢，原计划在远离负荷中心建设大型和特大型电厂不得不停建。80年代以后，基本上没有特大型机组和电厂建成投入运行。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压电网的发展目标,归纳前述，各国发展特高压输电的目标有三个：,大容量、远距离从发电中心（送端）向负荷中心（受端）输送电能。,超高压电网之间的强互联，形成坚强的互联电网，目的是更有效地利用整个电网内各种可以利用的发电资源，提高互联的各个电网的可靠性和稳定性。,在已有的、强大的超高压电网之上覆盖一个特高压输电网，目的是把送端和受端之间大容量输电的主要任务从原来超高压输电转到特高压输电上来，以减少超高压输电的距离和网损，使整个电力系统能继续扩大覆盖范围，并更经济、更可靠运行。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压电网在中国,在中国已存在着特高压输电的需求，主要表现在如下几个方面：,第一条500kV超高压输电线路自1981年投运以来，已有20余年。经过长期的建设，跨省区域电网已形成或正在形成500kV骨干电网。随着地区负荷密度的增加，输电容量的要求越来越大，若继续采用500kV交流输电加500kV直流输电（直流输电损耗约为78%）为主的点对点进行大容量输电，不但电网线损率增加，而且输电线路密度将增加，有些地区将很难选择合适的线路走廊和变电站站址。同时500Kv电网的短路电流水平将进一步增加。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压电网在中国,2004年全国用电量是引入超高压输电的1981年的7.08倍，其间用电量年均增长8.88%，2000年至2004年用电量年均增长12%，峰电功率估计平均增长可达1313.5%。根据有关方面预测，20042020年中国用电需求仍将保持较高的增长率，2005年2010年年均用电增长率在6%以上，20112020年均用电增长率5%。按照新的更高输电电压等级引入的一般规律，当电网内用电增长达到现有输电网电压等级引入时4倍以上时，开始建设更高电压等级的输电工程是经济合理的，有利于输电网的进一步发展。因此，选择合适的线路路径着手建设特高压输电工程是合适的。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压电网在中国,根据有关规划的预测，西电东送、南北互供，全国联网的平均大容量输电距离，将超过500km。西电东送、南北互供的输电容量在未来的15年将超过100-200GW。根据大量的理论研究和计算分析，500km及其以上距离的输电网选用1000kV级特高压输电是经济合理。,900MW和800MW机组已投入运行，600MW及以上容量机组正在广泛地应用。全国1000MW及以上规模容量电厂已超过100个，三峡水电厂装机容量达18200MW。今后，将主要发展高效率的600和900MW机组，建设大容量规模火电厂和发电中心，开发西部大型水电站或梯级水电站群，建设基于1000MW机组的大型核电站。因此，简化电厂升压变电站结构，按照电厂分布情况，构建安全、合理的送端电网，不采用分散的电厂直接接入受端系统，而采用特高压电网输电，不但可解决500kV输电能力低的问题，而且可提高整个电力系统的安全性、可靠性和经济性。,高压电网向特高压电网发展的历程,特高压电网在中国,根据特高压输电的作用，以及中国发电资源和负荷中心的地理分布特点，中国特高压输电预计将从特高压远距离大容量输电工程或跨省区电网的强互联工程开始，随着用电负荷的持续增长，更多高效率的特大型发电机组投入运行、更多的大容量规模电厂和发电基地的建设，“西电东送、南北互供”输电容量的持续增加，将逐渐发展为国家特高压骨干网，从而逐步形成国家特高压电网。,