1000KV特高壓試驗(yàn)線路工程運(yùn)行初探 - 無(wú)圖版
天灝 --- 2007-01-15 08:58:01
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特高壓輸電的特點(diǎn)是電壓高、容量大、輸送距離長(zhǎng)。特高壓輸電線路輸送容量為超高壓線路功率的4～5倍，如果突然中斷大功率的輸送，將給受端系統(tǒng)如下一級(jí)500KV電網(wǎng)帶來(lái)嚴(yán)重的安全運(yùn)行問(wèn)題。百萬(wàn)級(jí)特高壓工程建設(shè)和運(yùn)行在我國(guó)尚屬首次，晉東南——南陽(yáng)——荊門1000KV特高壓輸變電工程被確定為試驗(yàn)示范工程，可行性研究報(bào)告及各種專題報(bào)告已完成，線路走徑、站址和主設(shè)備技術(shù)規(guī)范基本確定。
1.世界各國(guó)的特高壓交流輸電工程情況
特高壓輸電技術(shù)的研究始于上世紀(jì)60年代后半期。前蘇聯(lián)為世界上實(shí)現(xiàn)交流特高壓輸電作了不懈的努力，他們從上世紀(jì)60年代開(kāi)始，集中了政府、科研、設(shè)計(jì)和大專院校等龐大的技術(shù)力量，按照理論研究、實(shí)用技術(shù)研究和試驗(yàn)、電氣設(shè)備研制和工業(yè)性試驗(yàn)運(yùn)行考核三大步驟進(jìn)行了大量的工作，研究取得了突破性的進(jìn)展，獲取的數(shù)據(jù)和資料可以滿足工程建設(shè)的需要。前蘇聯(lián)是世界上第一個(gè)進(jìn)行特高壓商用設(shè)備生產(chǎn)的國(guó)家，也是第一個(gè)進(jìn)行特高壓輸電工程商業(yè)運(yùn)行的國(guó)家。
前蘇聯(lián)發(fā)展特高壓輸電系統(tǒng)的原動(dòng)力：一是加強(qiáng)蘇聯(lián)統(tǒng)一電力系統(tǒng)的主網(wǎng)，以保證電力系統(tǒng)在統(tǒng)一電力系統(tǒng)擴(kuò)大規(guī)模的情況下和其復(fù)雜運(yùn)行狀況下，安全可靠的運(yùn)行；二是遠(yuǎn)距離輸送大型電廠和能源聯(lián)合企業(yè)的電力；三是加強(qiáng)系統(tǒng)間的聯(lián)系，以增加功率和能量的交換。
特高壓電網(wǎng)的發(fā)展分為三個(gè)階段；一是建設(shè)第一批單個(gè)的輸電工程；二是由單個(gè)的輸電工程過(guò)渡成網(wǎng)絡(luò)的過(guò)渡階段；三是建立復(fù)雜的環(huán)網(wǎng)。
電壓等級(jí)的選擇主要考慮的因素是：電源點(diǎn)容量的考慮，一般從一個(gè)電源點(diǎn)出來(lái)的最高電壓線路的合理回路數(shù)為3～4回路線；另外需要考慮輸送距離的經(jīng)濟(jì)性；同時(shí)需要考慮電壓等級(jí)之間的匹配，新電壓等級(jí)與前一級(jí)電壓等級(jí)的差別不應(yīng)小于1倍。
綜合多方面的研究和電網(wǎng)的發(fā)展?fàn)顩r，前蘇聯(lián)選擇了特高壓輸電技術(shù)。
對(duì)大容量遠(yuǎn)距離輸電需求的增加，促進(jìn)了更高電壓等級(jí)輸電方式的采用。前蘇聯(lián)�；退箞D茲——車?yán)镅刨e斯克1150千伏線路的輸送容量為570萬(wàn)千瓦。由于特高壓輸電線路的傳輸容量大，要求線路有極高的運(yùn)行可靠性，前蘇聯(lián)圍繞輸電線路的技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究。
與特高壓輸電線路有關(guān)的技術(shù)條件，除了考慮環(huán)境影響的因素以外，還有一些特殊問(wèn)題需要考慮。
高壓輸電線路無(wú)功充電功率與線路長(zhǎng)度直接有關(guān)，同樣長(zhǎng)度的線路，1100千伏或1150千付線路無(wú)功充電功率約為500千伏線路的6倍。而且所需的無(wú)功補(bǔ)償功率隨著線路負(fù)載的變化會(huì)有很大的變化，負(fù)載小于自然功率，造成無(wú)功過(guò)剩，大于自然功率將造成無(wú)功不足，為了保護(hù)線路的電壓水平，理想的方案是補(bǔ)償容量可隨負(fù)載變化而調(diào)整。
電阻損耗是輸電距離、導(dǎo)線電阻和輸電電壓的函數(shù)，很顯然，提高輸電電壓會(huì)使線路的電阻損耗減小，相同傳輸容量進(jìn)行比較，1100千伏線路的電阻損耗大約為500千伏線路的1/2或1/5。對(duì)于各種氣象條件下的電暈損耗進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，求得1150千伏線路年平均值為20～30千瓦/千米，若與自然傳輸功率相比較只占0.06%。壞天氣影響下，電暈損耗每千米將超過(guò)數(shù)百千瓦，會(huì)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失，因此在考慮導(dǎo)線結(jié)構(gòu)時(shí)，力求使導(dǎo)線表面的場(chǎng)強(qiáng)均勻，盡可能降低因電暈造成的輸電損失。
前蘇聯(lián)從1985年開(kāi)始建設(shè)1150KV特高壓線路2634公里，僅890公里投入運(yùn)行，1992年因蘇聯(lián)解體、經(jīng)濟(jì)衰退降壓至500KV運(yùn)行。日本從1988年9月開(kāi)始，陸續(xù)建設(shè)1000KV線路426公里，準(zhǔn)備2010年到2015年由500KV升壓到1000KV。意大利和美國(guó)均建設(shè)了特高壓試驗(yàn)性線路。隨著上世紀(jì)80年代中期世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展減緩，美國(guó)和其他國(guó)家都推遲或暫時(shí)放棄特高壓交流輸電技術(shù)。
日本從１９７２年啟動(dòng)了特高壓輸電技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)計(jì)劃，確定對(duì)特高壓輸電技術(shù)進(jìn)行研究的工作分為基礎(chǔ)研究、開(kāi)發(fā)研究和工業(yè)考核三個(gè)階段。１９７８年１１月，特高壓輸電特別委員會(huì)正式成立，形成了包含中央電力研究所、東京電力公司以及制造、院校和官方人員參加的全國(guó)性組織。
在完成大量試驗(yàn)研究工作的基礎(chǔ)上，東京電力公司于１９８８年開(kāi)始建設(shè)柏崎—西群馬—東山梨南北向特高壓輸電線路，長(zhǎng)度約１９０千米，該１０００千伏輸電線路于１９９３年以５００千伏電壓投入運(yùn)行；緊接著于１９９２年又開(kāi)始建設(shè)南磐城—東群馬—西群馬東西向特高壓輸電線路，長(zhǎng)度約２４０千米，該線路于１９９９年建成，并同樣以５００千伏電壓投入使用。按原計(jì)劃兩條特高壓輸電線路準(zhǔn)備在２１世紀(jì)初升壓到１０００千伏運(yùn)行，但由于從２０世紀(jì)８０年代中期開(kāi)始，日本電力負(fù)荷的增長(zhǎng)趨緩，核電站的建設(shè)步伐減慢，無(wú)負(fù)荷需求，因此，建成的兩條特高壓線路投入運(yùn)行至今，一直以５００千伏降壓運(yùn)行。
日本在特高壓輸電關(guān)鍵技術(shù)研究和特高壓設(shè)備研制方面開(kāi)展了前瞻性、基礎(chǔ)性和實(shí)用性的試驗(yàn)研究工作，取得了一大批世界水平的重要成果，為特高壓輸電技術(shù)的工程應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。日本特高壓同塔雙回線路雖未以１０００千伏電壓運(yùn)行，但其鐵塔、導(dǎo)線、絕緣子和金具的機(jī)械特性通過(guò)多年的運(yùn)行已得到充分的考核。日本制造的特高壓成套設(shè)備在新臻名特高壓變電站進(jìn)行了長(zhǎng)期帶電考核，部分設(shè)備還經(jīng)受了全電壓全電流條件下的“運(yùn)行”。日本方面的研究和實(shí)踐表明，采用特高壓輸電不僅技術(shù)上可行，完全滿足電磁環(huán)境的要求，而且特高壓設(shè)備的制造及其可靠性可以得到保證。
2.我國(guó)交流特高壓電網(wǎng)研究情況
我國(guó)特高壓交流試驗(yàn)示范工程正在緊鑼密鼓地進(jìn)行之中，各項(xiàng)科研項(xiàng)目經(jīng)認(rèn)真細(xì)致的試驗(yàn)研究，得到的研究結(jié)論一方面驗(yàn)證了日本方面的研究結(jié)論的正確性，更重要的是為我國(guó)特高壓工程的實(shí)施提供了科學(xué)的、符合國(guó)情的、強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。完全有理由相信，有日本方面的研究與實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)作參考，有國(guó)內(nèi)電力科技人員認(rèn)真細(xì)致地研究，有制造行業(yè)專家的刻苦攻關(guān)和為設(shè)備國(guó)產(chǎn)化努力拼搏的精神，我國(guó)特高壓交流試驗(yàn)示范工程一定能高水平、高質(zhì)量的建成，為世界高壓輸電領(lǐng)域作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
我國(guó)1986年開(kāi)始立項(xiàng)研究交流特高壓輸電技術(shù)，1994年在武漢高壓研究所建成了第一條百萬(wàn)伏級(jí)特高壓輸電研究線段。2004年底，國(guó)家電網(wǎng)公司認(rèn)真分析了我國(guó)電力工業(yè)和電網(wǎng)發(fā)展的現(xiàn)狀及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，提出了加快建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為核心的堅(jiān)強(qiáng)國(guó)家電網(wǎng)的戰(zhàn)略目標(biāo)。
采用8分裂500平方毫米導(dǎo)線，良導(dǎo)體接地及光纖復(fù)合架空地線（OPGW），居民區(qū)導(dǎo)線對(duì)地最小距離約24～27米，非居民區(qū)約20～22米，線路走廊寬度90米。
與超高壓輸電線路相比，特高壓輸電線路具有如下運(yùn)行特點(diǎn)：線路距離長(zhǎng)，受地理環(huán)境和惡劣天氣的影響大；電壓等級(jí)高、容量大，系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性的要求更高，允許停電檢修機(jī)會(huì)少；子導(dǎo)線分裂數(shù)多，截面大、檔距長(zhǎng)、懸掛高度較高，風(fēng)荷載和覆冰的影響大；導(dǎo)線上工作幅值很大，電場(chǎng)強(qiáng)度高，帶電檢修作業(yè)相對(duì)困難。
3.線路維護(hù)
（1）防雷
前蘇聯(lián)和日本特高壓輸電線路，雷擊故障都屬于第一位，我國(guó)特高壓線路走廊寬90米，塔高70米左右，收集落雷的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)超高壓輸電線路。我國(guó)特高壓輸電線路絕緣水平和耐雷水平高，地線保護(hù)角小于5度，一般不會(huì)發(fā)生反擊；但由于桿塔高度和山地對(duì)地線屏蔽作用的影響，存在繞擊的可能性。為避免雷擊損失，應(yīng)結(jié)合雷擊定位系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析雷擊易擊點(diǎn)，在絕緣子串上安裝招弧角間隙。多雷區(qū)還應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況采取加裝耦合地線等措施。
（2）導(dǎo)線風(fēng)偏和舞動(dòng)
風(fēng)偏故障的一種形式是絕緣子風(fēng)偏導(dǎo)致導(dǎo)線對(duì)鐵塔放電；另一種形式是導(dǎo)線風(fēng)偏對(duì)走廊內(nèi)的樹(shù)木或走廊國(guó)家級(jí)的建筑物放電，風(fēng)速持續(xù)，會(huì)導(dǎo)致線路長(zhǎng)時(shí)間停電。
特高壓輸電線路導(dǎo)線舞動(dòng)能量更大，持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)，是造成輸電線路短路、金具斷裂，導(dǎo)地線落地，塔材、螺栓變形、折斷，導(dǎo)致大面積停電原因之一。
SFC --- 2007-01-15 11:44:05
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是交聯(lián)聚乙烯電纜還是充油電纜！一定要考慮對(duì)環(huán)境的影響!作為城市發(fā)展的規(guī)劃者，一定要造福子孫后代��！1
wangfuzhi --- 2008-01-31 15:14:46
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0學(xué)了一下，確實(shí)增長(zhǎng)了很多知識(shí)，關(guān)于1000kV電纜線路和架空輸電線路我還要繼續(xù)學(xué)習(xí)。謝謝了。
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