特高壓交流電氣設(shè)備

特高壓交流輸電技術(shù)輸電能力

輸電線路的傳輸能力與輸電電壓的平方成正比，與線路阻抗成反比。一般來說，1100kV輸電線路的輸電能力為500kV輸電能力的4倍以上，但產(chǎn)生的容性無功也為500kV輸電線路的4.4倍及以上。因此，特高壓輸電線路的輸送功率較小時，送、受端系統(tǒng)的電壓將升高。為抑制特高壓線路的工頻過電壓，需要在線路兩端并聯(lián)電抗器以補(bǔ)償線路產(chǎn)生的容性無功。

特高壓交流輸電技術(shù)線路特性

特高壓輸電線路單位長度的電抗和電阻一般分別為500kV輸電線路的85%和25%左右，但其單位長度的電納可為500kV線路的1.2倍。

特高壓交流輸電技術(shù)穩(wěn)定性

特高壓輸電線路的輸電能力很大程度上是由電力系統(tǒng)穩(wěn)定性決定的。對于中、長距離輸電（300km及以上），特高壓輸電線路的輸電能力主要受功角穩(wěn)定的限制（包括靜態(tài)穩(wěn)定、動態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定）；對于中、短距離輸電（80~300km），則主要受電壓穩(wěn)定性的限制；對于短距離輸電（80km以下），主要受熱穩(wěn)定極限的限制。

特高壓交流輸電技術(shù)功率損耗

輸電線路的功率損耗與輸電電流的平方成正比，與線路電阻成正比。在輸送相同功率的情況下，1000kV輸電線路的線路電流約為500kV輸電線路的1/2，其電阻約為500kV線路的25%。因此，1000kV特高壓輸電線路單位長度的功率損耗約為500kV超高壓輸電的1/16。

特高壓交流輸電技術(shù)經(jīng)濟(jì)性

同超高壓輸電相比，特高壓輸電方式的輸電成本、運(yùn)行可靠性、功率損耗以及線路走廊寬度方面均優(yōu)于超高壓輸電方式。

2004年起，國家電網(wǎng)公司開始醞釀和論證特高壓項(xiàng)目。2006年8月，中國首個特高壓交流輸變電工程——晉東南-河南南陽-湖北荊門1000千伏特高壓交流試驗(yàn)示范工程，經(jīng)國家發(fā)改委核準(zhǔn)后開工建設(shè)，2008年12月30日建成投入試運(yùn)行，2009年1月6日正式投運(yùn)。該工程已經(jīng)安全運(yùn)行近一年，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，設(shè)備狀態(tài)正常，累計(jì)送電80億千瓦小時，相當(dāng)于輸送煤炭約350萬噸。 晉東南至荊門特高壓交流試驗(yàn)示范工程是世界上運(yùn)行電壓最高、技術(shù)水平最先進(jìn)、中國具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的交流輸變電工程。該工程全長約640公里，工程動態(tài)投資57.36億元，其中設(shè)備投資約占一半，設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到90%。

以特高壓交流試驗(yàn)示范工程為起點(diǎn)，國家電網(wǎng)公司正“整體、快速”推進(jìn)特高壓電網(wǎng)建設(shè)。計(jì)劃在2020年前后，基本形成覆蓋華北、華中、華東地區(qū)的特高壓電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)“西電東送，南北互供”。

我國已掌握特高壓交流輸電核心技術(shù)，并建立了完整的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，為推廣應(yīng)用特高壓交流輸電技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。

1、確定了特高壓交流輸電標(biāo)準(zhǔn)電壓。創(chuàng)新形成了穩(wěn)態(tài)電壓控制技術(shù)、瞬態(tài)過電壓抑制和潛供電弧抑制技術(shù)。在國際上首次實(shí)現(xiàn)了特高壓系統(tǒng)電壓優(yōu)化控制。

2、揭示了復(fù)雜環(huán)境下特高壓系統(tǒng)外絕緣非線性放電特性，研發(fā)了空氣間隙、絕緣子配置和雷電防護(hù)技術(shù)。特高壓交流試驗(yàn)示范工程安全穩(wěn)定運(yùn)行四年多。在世界上首次實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜環(huán)境下特高壓系統(tǒng)外絕緣優(yōu)化配置。

3、形成了特高壓輸變電設(shè)備設(shè)計(jì)、制造和試驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù)，建立了完整的技術(shù)產(chǎn)業(yè)體系。自主研制成功代表國際最高水平的全套特高壓交流輸變電設(shè)備，改變了中國在電氣設(shè)備制造領(lǐng)域長期從發(fā)達(dá)國家“引進(jìn)技術(shù)，消化吸收”的發(fā)展模式，首次實(shí)現(xiàn)了中國制造。

4、實(shí)現(xiàn)了特高壓工程環(huán)境友好目標(biāo)，特高壓交流試驗(yàn)示范工程電磁環(huán)境實(shí)測滿足國家環(huán)保要求。

5、提出了特高壓輸變電工程整套設(shè)計(jì)和施工方法、設(shè)備現(xiàn)場試驗(yàn)方案，研制出線路帶電作業(yè)工器具和試驗(yàn)裝備等。特高壓交流試驗(yàn)示范工程成為世界上電壓等級最高、輸電能力最強(qiáng)的交流輸電工程。

6、提出了綜合模擬高海拔、重覆冰、重污穢等環(huán)境條件的高壓試驗(yàn)方法等，形成了國際上可試參數(shù)最高的高電壓、強(qiáng)電流試驗(yàn)檢測能力，建立了完整的特高壓試驗(yàn)研究體系。 2100433B

特高壓交流輸電的主要優(yōu)點(diǎn)為：

（1） 提高傳輸容量和傳輸距離。隨著電網(wǎng)區(qū)域的擴(kuò)大，電能的傳輸容量和傳輸距離也不斷增大。所需電網(wǎng)電壓等級越高，緊湊型輸電的效果越好。

（2）提高電能傳輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性。輸電電壓越高輸送單位容量的價格越低。

（3）節(jié)省線路走廊。一般來說，一回1150kV輸電線路可代替6回500kV線路。采用特高壓輸電提高了走廊利用率。

特高壓輸電的主要缺點(diǎn)是系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性問題不易解決。自1965～1984年世界上共發(fā)生了6次交流大電網(wǎng)瓦解事故，其中4次發(fā)生在美國，2次在歐洲。這些嚴(yán)重的大電網(wǎng)瓦解事故說明采用交流互聯(lián)的大電網(wǎng)存在著安全穩(wěn)定、事故連鎖反應(yīng)及大面積停電等難以解決的問題。特別是在特高壓線路出現(xiàn)初期，不能形成主網(wǎng)架，線路負(fù)載能力較低，電源的集中送出帶來了較大的穩(wěn)定性問題。下級電網(wǎng)不能解環(huán)運(yùn)行，導(dǎo)致不能有效降低受端電網(wǎng)短路電流，這些都威脅著電網(wǎng)的安全運(yùn)行。另外，特高壓交流輸電對環(huán)境影響較大。