特高壓輸電技術(shù)論文(2)
特高壓輸電技術(shù)論文
特高壓輸電技術(shù)論文篇二
特高壓直流輸電工程關(guān)鍵技術(shù)應用分析
摘 要：特高壓直流輸電具有輸送距離長、容量大、控制靈活、調(diào)度方便、損耗低、輸電走廊占用少等諸多優(yōu)點，這些優(yōu)點為我國各領(lǐng)域的快速發(fā)展提供了有利的電力能源條件。文章通過對特高壓直流輸電的發(fā)展進程以及輸電工程中的關(guān)鍵技術(shù)進行分析，總結(jié)出大力發(fā)展特高壓直流輸電的必要性及其深遠意義。
關(guān)鍵詞：特高壓;直流;輸電線路;電壓
中圖分類號：TM721.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937(2014)32-0121-02
1 建設特高壓直流輸電線路的意義
隨著經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，世界各國的用電量日益增長。其中所有發(fā)達國家的發(fā)電量都能滿足其負荷的需求，他們能做到大功率、高電壓、長距離的輸送電能。而在我國供電能力卻遠遠跟不上負荷的需求，電力行業(yè)的落后直接影響了我國經(jīng)濟的快速發(fā)展。我國的國情決定了在未來很長的一段時期里還需長期進行基礎(chǔ)建設和基礎(chǔ)工業(yè)的建設，這需要強大的電力能源來做為快速發(fā)展經(jīng)濟建設的堅實后盾。在電力輸送技術(shù)中，特高壓直流輸電具有輸送距離長、容量大、控制靈活、調(diào)度方便的優(yōu)點。電力能源與負荷之間的超遠距離和超大負載正需要這種輸電方式。在輸電過程中，通過換流器把交流變?yōu)橹绷?，再通過高壓線輸送到下一個換流站轉(zhuǎn)換成交流電，最后并入電網(wǎng)。特高壓直流輸電與交流輸電相比具有輸送方式靈活、損耗低、輸電走廊占用少、可控性高等特點。除此之外，特高壓直流輸電方式還對電網(wǎng)的安全、可靠、穩(wěn)定運行提供了有力保障。正是基于特高壓直流輸電的種種優(yōu)點，使得世界各國對此不斷的研究、應用與發(fā)展。
2 特高壓直流輸電工程的發(fā)展進程
世界上首次使用直流輸電的是法國科學家德普勒，他用直流電機給57 km外的德國慕尼黑舉辦的一次展會上提供了1.5～2.0 kV的電壓，從此掀開直流輸電的歷史。后來人們把電壓、功率、輸電長度提高到125 kV、20 MW和225 km。但是隨著負載對電壓的等級要求升高、功率的增大，而電氣設備的絕緣卻不能滿足電壓的要求，被迫將直流輸電改為交流輸電。在1966年，瑞典的一所大學開始研究±750 kV直流輸電線路，此后前蘇聯(lián)、巴西等國家也開始對直流輸電進行研究。前蘇聯(lián)曾建設過哈薩克斯坦到俄羅斯的全長2 400 km、電壓±750 kV、輸電6 GW的直流輸電線路，但最終因前蘇聯(lián)政局動蕩、晶閘管技術(shù)不成熟未能投入運行。巴西和巴拉圭共同建設的特高壓直流輸電線路，一期工程在1984年竣工，1990年正式運行。它采用的是±600 kV和±765 kV的技術(shù)。當時巴西還對±800 kV的直流輸電項目進行了研究，但因開發(fā)亞馬遜河的項目夭折，而終止了這項工程的研究。在我國，云南的云―廣特高壓輸電直流線路的建成，是我國也是世界第一個電壓為±800 kV，容量為5 GW特高壓直流輸電線路工程。它從云南楚雄開始到廣東增城惠東截止，它經(jīng)過的省份有云南、廣西、廣東。正在建設的特高壓直流輸電線路共有15條。其中，即將建成的向家壩至上海的特高壓直流輸電工程，全長2 000 km、電壓±800 kV、容量6.4 GW。它經(jīng)過的省份有四川、重慶、湖北、安徽、湖南、浙江、江蘇、最后到上海。除此之外還有金沙江水電容量為41 GW的6條特高壓輸電線路，四川水電容量為10.8 GW的1條特高壓輸電線路，云南水電容量為25.0 GW的4條特高壓輸電線路，呼盟―北京容量為6.4 GW的1條特高壓輸電線路，哈密―鄭州容量為6.4 GW的1條特高壓輸電線路，俄羅斯水電容量為6.4 GW的1條特高壓輸電線路，哈薩克火電容量為6.4 GW的1條特高壓輸電線路，天生橋到廣東、三峽到常州、葛洲壩到上海、三峽到廣州、貴州到廣州的特高壓直流輸電線路。
3 建設特高壓直流輸電線路工程的關(guān)鍵技術(shù)
3.1 特高壓直流輸電工程中高電壓與絕緣技術(shù)
在進行電能輸送時，不論是在一般的電壓等級下還是強電等級下，電壓和絕緣都是相輔相成的關(guān)系，當電壓升高時絕緣也要升高。如果絕緣不隨電壓等級相應提高，就會出現(xiàn)設備被燒毀、電網(wǎng)穩(wěn)定運行狀態(tài)遭到破壞，嚴重時還會導致人員傷亡等重大事故的發(fā)生。在普通絕緣不能保證電氣設備與輸電線路絕緣的前提下，就必須考慮使用復合材料來代替普通的瓷質(zhì)和玻璃絕緣。但在選擇絕緣材料的同時，也要和當?shù)氐臍夂驐l件、環(huán)境條件等復合判斷。比如在氣候比較濕潤的南方它對絕緣子的表面要求就比較高。在污染比較嚴重的地區(qū)，由于絕緣套管、絕緣子表面等受到污濁的情況比較嚴重，因此在這些地區(qū)若使用一般材質(zhì)的絕緣，就會出現(xiàn)擊穿、短路、設備燒毀、嚴重的導致人員傷亡等。因此在不同環(huán)境氣候下對絕緣套管、穿墻套管、絕緣子表面的材質(zhì)要求也相對較高、較特殊。在我國的西電東輸工程中，由于我國的地勢西高東低，對于高海拔地區(qū)，也要把海拔對絕緣的影響考慮進去。總之，在提升電壓等級的同時務必提升設備的絕緣性能，二者是密不可分的。
3.2 特高壓直流輸電工程中電磁環(huán)境的問題
只要是在電的環(huán)境里就不可能逃避電磁的干擾與輻射。干擾和輻射的大小跟電磁的強弱有著直接關(guān)系。由于是特高壓直流輸電，因此電壓等級一般都在±600 kV以上。在對特高壓直流輸電線路和換流站的電磁環(huán)境分析中可看出，周圍電磁輻射非常嚴重。在日常生活中，普通變電站和高壓輸電線路都會有電磁輻射以及噪聲，會對一些無線電設備產(chǎn)生干擾。而當電壓升高時這樣的現(xiàn)象會更加明顯。所以在進行工程設計時，所經(jīng)地點和線路就應考慮到對人以及一些無線電設備，還有對環(huán)境的影響。要盡可能的避開城市、村鎮(zhèn)等這些人員相對比較密集的地方，減小對環(huán)境的破壞、保護好生態(tài)環(huán)境，不能以犧牲環(huán)境為代價，走先發(fā)展、后治理的老路。
3.3 特高壓直流輸電工程中的控制保護問題
在電力系統(tǒng)中，任何系統(tǒng)都離不開控制和保護系統(tǒng)的支持。在直流輸電系統(tǒng)中最為重要的就是控制保護技術(shù)。其中，控制保護里包含了軟硬件平臺、直流控制保護設計、觸發(fā)控制、直流保護等。除此之外，傳統(tǒng)的保護也是必要的，比如高壓輸電線路上的防雷線、架線鐵塔上的避雷針、換流站里的避雷針、避雷器、接地網(wǎng)、變壓器的防雷保護等。在特高壓直流輸電線路中的換流站里有很多的變壓器，對應著就有很多的晶閘管來控制這些線路。在這個復雜的系統(tǒng)中必須有一個安全可靠的控制保護操作系統(tǒng)來保障它的正常運作，一旦出現(xiàn)故障不會造成設備損壞、大面積停電以及人員傷亡等事故。因此，在特高壓的直流輸電工程中擁有一個可靠的控制保護系統(tǒng)對供電系統(tǒng)來說十分重要。
3.4 特高壓直流輸電工程中交直流互聯(lián)以及直流電壓等
級序列問題
根據(jù)電能輸送距離的遠近不同，直流輸電里的電壓等級可分為±1 000 kV、±800 kV、±660 kV、±500 kV。但在交直流互聯(lián)的情況里，考慮到交流電壓里±660 kV比較特殊，因此直流電壓等級中±660 kV電壓等級是否被納入仍在研究當中。而交直流互聯(lián)就是在供電網(wǎng)絡里交直流并存的一種狀態(tài)，我國正在建設±1 000 kV交流與±800 kV直流的供電網(wǎng)絡，要保證這個龐大的供電網(wǎng)絡能夠安全、穩(wěn)定的運行，不僅僅是靠簡單的防雷擊、操作過電壓、自然過電壓的預防。龐大的供電網(wǎng)一定要有一套嚴格、緊密、有效、可靠的系統(tǒng)來運行、保護和備用，這樣才能使供電網(wǎng)絡的穩(wěn)定性、安全性以及可靠性得到保障。
4 結(jié) 語
特高壓直流輸電技術(shù)的特性是可以實現(xiàn)長距離、大容量、高電壓輸送電能，比如在我國西部地區(qū)蘊藏著豐富的資源，若要將這些資源以電能的形式輸送到其他地區(qū)就要運用到特高壓直流輸電技術(shù)。因此除了要掌握特高壓直流輸電工程中的關(guān)鍵技術(shù)外，還應結(jié)合工程環(huán)境、自然條件等具體問題具體分析，才能保證供電網(wǎng)絡安全、可靠、有效的運行。
參考文獻：
[1] 李立�.直流輸電技術(shù)的發(fā)展及其在我國電網(wǎng)中的作用[J].電力設備， 2004，(5).
[2] 金小明，周家啟，謝開貴.特高壓直流輸電可靠性指標研究[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2008，(1).
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