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【摘要】要想使未来我国快速增长的电力需求得到满足,就必须要重视特高压输电工程建设,逐步形成跨区联网,并且逐步的扩大电网规模。本文针对特高压输电技术的研究现状进行了介绍,并且立足于中国的实际情况,对其中的一些关键技术进行了分析和探讨。
【关键词】特高压输电,关键技术;研究
能源储备和电力负荷在地域辽阔的我国具有极不均衡的分布情况,因此必须要综合考虑电力传输以及能源分布在电网当中的合理建设。现在我国电网的发展趋势就是建立一个损耗低、容量大以及距离长的输电系统,特高压直流以及交流输电网不仅能够使电能远距离以及大规模的输送得以实现,同时还可以使电网自身的经济性、灵活性、可靠性以及安全性得到保证,因此非常有必要对特高压输电技术的应用进行分析。
1.特高压输电技术研究现状分析
通过对特高压输电的运用,不仅能够保证更大范围的资源优化配置的实现,同时还可以使输电走廊的利用率得到保证。我国从1986年开始针对特高压输电技术进行研究,在三十多年的研究时间当中,我国在特高压输电系统输电线路、绝缘配合、过电压水平对环境产生的影响以及选择与论证典型变电站、铁塔、线路、设备等各方面都具有比较大的研究成果。
现在我国的输电线路的数量随着电网建设的不断加快而迅速增多,输电线路走廊也变得越来越紧张,所以现在同杆架设多回直流输电线路、多种直流输电线路导线排列方式以及交
直流输电线路同走廊等多种问题都已经出现。与此同时,在对电磁环境的管理方面,我国的环保部门开始变得越来越严格,在设计特高压工程的时候必须要与相关法规、法律以及管理制度的要求相符合。
由于需要历经特高压试验研究、研制特高压设备以及试运行特高压设备等几个不同的阶段才可以将特高压输电工程的建设完成,而研究特高压输电技术的基础性工程就是建设特高压直流试验基地以及交流试验基地,因此必须要重视这一方面的工作[1]。
2.特高压试验基地研究项目分析
2.1绝缘与过电压配合的研究
特高压输电系统在运行的时候,需要将雷电冲击、故障冲击以及操作冲击等造成的过电压承受下来。因为现在特高压过电压标准在我国还没有形成,因此研究绝缘与过电压配合,对正确和经济的方式进行选择,从而使设备的绝缘水平以及过电压水平都有所降低,这些对系统的安全运行具有非常关键的作用。
特高压输电工程自身具有一定的特殊性,因此有多种选择存在于导线的布置方式当中,相对于超高压线路而言,特高压输电工程往往具有较多的塔头间隙种类以及绝缘子串型,其中包括绝缘子Y 串、V 串以及 I 串,垂直排列或者水平排列的导线等。
2.2污秽外绝缘问题的研究
污秽外绝缘问题研究在一般情况下主要包括关于套管以及绝缘子在低气压、覆冰、淋雨以及人工污秽等条件下的各种外绝缘试验,在全电压下是进行试验的关键。因为不同的绝缘子机械性能、老化性能、耐污闪能力以及积污情况等都存在着较大的差距,所以在设计与选择特高压输电工程外绝缘的时候必须要关注以下几个问题:①高海拔和覆冰问题;②选择正确的外绝缘的串长及串型;③复合外绝缘的性能及可靠性;④设备外绝缘的耐污闪能力[2]。
2.3电磁环境研究
在设计、建设特高压交、直流输电线路的时候必须要考虑到的重大技术问题就是电磁环境问题。现在普遍认为,输电线路电晕特性与特高压输电线路的电磁环境之间具有密切的联系。线路的电晕会导致可听噪声、无线电干扰、直流电场效应、工频电磁场以及电晕损耗等很多方面的严重后果。在设计特高压输电线路导线的时候,可听噪声问题已经变成非常重要的影响因素。
相对于平原地区而言,输电线路的电磁环境问题在高海拔的地区显得更加严重,但是现在不管是在国内还是在国外,都没有充分的对该问题进行研究。所以,现在如何通过对污秽及环境压力在特高压直流以及交流試验基地的容器实验室的利用,开始研究输电线路电磁环境在高海拔地区的各种问题,已经变得非常紧迫。
2.4检测与检修技术的研究
作为一项具有方向性以及战略性的决策,特高压电网的建设决策往往还需要面对较大的挑战性。对于系统的可靠运行而言,设备长期带电考核具有重要作用。由于我国电网所经区域具有恶劣的气象条件、严重的污秽情况以及较高的海拔,因此特高压设备需要较高的技术条件以及绝缘等级,并且需要实施长期的带电考核。
作为对特高压输变电工程进行检测的可靠性指标,特高压设备运行的检修技术具有非常重要的意义。应用在线监测技术能够起到防患于未然的作用,所以必须要重视评估现有的在线监测技术,对其中具有较强可靠性的检修技术进行选择,并且将相应的检验规范、标准、检验工具、监测周期以及检修项目提出来[3]。
3.一些关键技术的研究成果
3.1污秽外绝缘选型的研究成果
经过大量的研究试验我们可以发现,与特高压线路的具体情况相结合,按照绝缘子不同类型的耐污闪特性,可以将耐污闪能力划分为以下几种情况,也就是普通、棒形瓷、玻璃、双伞、三伞以及符合,其中前四种具有相差不大的交流试验结果。
在我国的特高压直流输电工程中选择换流站、变电站以及线路的设备外绝缘的时候广泛的运用到了由试验得出的数据,其中包括在不容覆冰地区、不同海拔地区、不同无悔地区等选择最小爬电距、绝缘子的串长、片数、串形、种类等。
必须要注意的是,全电压等级污秽外绝缘问题在特高压直流输电系统以及交流电系统当中时非常有必要的,现在国家电网公司已经专门建立了可靠的技术研究平台对其进行研究。
3.2电磁环境的研究
在我国直流工程的初步研究结果当中,我们可以发现,线路下方应该具有不超过30kV/m的地面合成场强,并且不超过 100nA/m2的离子流密度。导线的对地高度会对这两种电晕效应产生较大的影响,所以其并不能在导线的选型当中作为制约因素,而其产生的噪声水平以及无线电干扰水平则是导线选型的主要决定因素。
季节、风俗、温度、湿度、导线对地高度以及导线结构等与输电线路的可听噪声之间具有重要的联系,新旧导线也会产生不一样的可听噪声,因此,要想对可听噪声在特高压架空输电线路电晕中的范围具有明确的掌握,就应该实施长期的统计与监测。
现在很多特高压直流试验基地都开始实施对离子流以及多次合成场强的试验,同时还对不同老化程度、加压时间、湿度以及天气条件下合成场强和离子流的变化规律以及分布特点进行研究。
3.3检测与检修技术的研究成果
现在在设备的检测、验收、生产以及设计当中可以利用现场试验设备技术条件、现场预防性试验规程和方式、现场交接试验方法、电气设备监造导则以及高压输电设备的技术规范等作为指导,这些研究成果都能够使检测与检修的各种需要得到满足[4]。
4.结语
本文针对特高压输电若干关键技术研究状况进行了分析,其中很多研究结果都已经得到了广泛的运用,随着未来科学技术的不断发展,特高压输电若干关键技术的研究必然会取得进一步的成就。
【参考文献】
[1] 李光范,宿志一,李庆峰.美国、加拿大特高压直流试验基地考察报告[R].北京:中国电力科学研究院,2012.
[2] 李光范,车文俊,李鹏.特高压输变电设备[R].北京:中国电力科学研究院,2012.
[3] 张文亮,胡毅.发展特高压交流输电,促进全国联网[J].高电压技术,2013,29(8):20-22.
[4] 郭剑波,姚国灿,徐征雄,等.2020 年以前我国电网出现更高一级交流电压等级的系统技术问题研究——全国联网和更高一级交流电压等级技术问题研究之二[J]. 电网技术,2013,22(7): 62-64.
作者简介
韩继东 (1976年9月-)男 工程师 副站长 省市:湖北省宜昌市 邮编:443000
工作单位:国网湖北省电力公司检修公司1000kV荆门特高压站
研究方向:从事1000kV特高压站运行方面研究
【关键词】特高压输电,关键技术;研究
能源储备和电力负荷在地域辽阔的我国具有极不均衡的分布情况,因此必须要综合考虑电力传输以及能源分布在电网当中的合理建设。现在我国电网的发展趋势就是建立一个损耗低、容量大以及距离长的输电系统,特高压直流以及交流输电网不仅能够使电能远距离以及大规模的输送得以实现,同时还可以使电网自身的经济性、灵活性、可靠性以及安全性得到保证,因此非常有必要对特高压输电技术的应用进行分析。
1.特高压输电技术研究现状分析
通过对特高压输电的运用,不仅能够保证更大范围的资源优化配置的实现,同时还可以使输电走廊的利用率得到保证。我国从1986年开始针对特高压输电技术进行研究,在三十多年的研究时间当中,我国在特高压输电系统输电线路、绝缘配合、过电压水平对环境产生的影响以及选择与论证典型变电站、铁塔、线路、设备等各方面都具有比较大的研究成果。
现在我国的输电线路的数量随着电网建设的不断加快而迅速增多,输电线路走廊也变得越来越紧张,所以现在同杆架设多回直流输电线路、多种直流输电线路导线排列方式以及交
直流输电线路同走廊等多种问题都已经出现。与此同时,在对电磁环境的管理方面,我国的环保部门开始变得越来越严格,在设计特高压工程的时候必须要与相关法规、法律以及管理制度的要求相符合。
由于需要历经特高压试验研究、研制特高压设备以及试运行特高压设备等几个不同的阶段才可以将特高压输电工程的建设完成,而研究特高压输电技术的基础性工程就是建设特高压直流试验基地以及交流试验基地,因此必须要重视这一方面的工作[1]。
2.特高压试验基地研究项目分析
2.1绝缘与过电压配合的研究
特高压输电系统在运行的时候,需要将雷电冲击、故障冲击以及操作冲击等造成的过电压承受下来。因为现在特高压过电压标准在我国还没有形成,因此研究绝缘与过电压配合,对正确和经济的方式进行选择,从而使设备的绝缘水平以及过电压水平都有所降低,这些对系统的安全运行具有非常关键的作用。
特高压输电工程自身具有一定的特殊性,因此有多种选择存在于导线的布置方式当中,相对于超高压线路而言,特高压输电工程往往具有较多的塔头间隙种类以及绝缘子串型,其中包括绝缘子Y 串、V 串以及 I 串,垂直排列或者水平排列的导线等。
2.2污秽外绝缘问题的研究
污秽外绝缘问题研究在一般情况下主要包括关于套管以及绝缘子在低气压、覆冰、淋雨以及人工污秽等条件下的各种外绝缘试验,在全电压下是进行试验的关键。因为不同的绝缘子机械性能、老化性能、耐污闪能力以及积污情况等都存在着较大的差距,所以在设计与选择特高压输电工程外绝缘的时候必须要关注以下几个问题:①高海拔和覆冰问题;②选择正确的外绝缘的串长及串型;③复合外绝缘的性能及可靠性;④设备外绝缘的耐污闪能力[2]。
2.3电磁环境研究
在设计、建设特高压交、直流输电线路的时候必须要考虑到的重大技术问题就是电磁环境问题。现在普遍认为,输电线路电晕特性与特高压输电线路的电磁环境之间具有密切的联系。线路的电晕会导致可听噪声、无线电干扰、直流电场效应、工频电磁场以及电晕损耗等很多方面的严重后果。在设计特高压输电线路导线的时候,可听噪声问题已经变成非常重要的影响因素。
相对于平原地区而言,输电线路的电磁环境问题在高海拔的地区显得更加严重,但是现在不管是在国内还是在国外,都没有充分的对该问题进行研究。所以,现在如何通过对污秽及环境压力在特高压直流以及交流試验基地的容器实验室的利用,开始研究输电线路电磁环境在高海拔地区的各种问题,已经变得非常紧迫。
2.4检测与检修技术的研究
作为一项具有方向性以及战略性的决策,特高压电网的建设决策往往还需要面对较大的挑战性。对于系统的可靠运行而言,设备长期带电考核具有重要作用。由于我国电网所经区域具有恶劣的气象条件、严重的污秽情况以及较高的海拔,因此特高压设备需要较高的技术条件以及绝缘等级,并且需要实施长期的带电考核。
作为对特高压输变电工程进行检测的可靠性指标,特高压设备运行的检修技术具有非常重要的意义。应用在线监测技术能够起到防患于未然的作用,所以必须要重视评估现有的在线监测技术,对其中具有较强可靠性的检修技术进行选择,并且将相应的检验规范、标准、检验工具、监测周期以及检修项目提出来[3]。
3.一些关键技术的研究成果
3.1污秽外绝缘选型的研究成果
经过大量的研究试验我们可以发现,与特高压线路的具体情况相结合,按照绝缘子不同类型的耐污闪特性,可以将耐污闪能力划分为以下几种情况,也就是普通、棒形瓷、玻璃、双伞、三伞以及符合,其中前四种具有相差不大的交流试验结果。
在我国的特高压直流输电工程中选择换流站、变电站以及线路的设备外绝缘的时候广泛的运用到了由试验得出的数据,其中包括在不容覆冰地区、不同海拔地区、不同无悔地区等选择最小爬电距、绝缘子的串长、片数、串形、种类等。
必须要注意的是,全电压等级污秽外绝缘问题在特高压直流输电系统以及交流电系统当中时非常有必要的,现在国家电网公司已经专门建立了可靠的技术研究平台对其进行研究。
3.2电磁环境的研究
在我国直流工程的初步研究结果当中,我们可以发现,线路下方应该具有不超过30kV/m的地面合成场强,并且不超过 100nA/m2的离子流密度。导线的对地高度会对这两种电晕效应产生较大的影响,所以其并不能在导线的选型当中作为制约因素,而其产生的噪声水平以及无线电干扰水平则是导线选型的主要决定因素。
季节、风俗、温度、湿度、导线对地高度以及导线结构等与输电线路的可听噪声之间具有重要的联系,新旧导线也会产生不一样的可听噪声,因此,要想对可听噪声在特高压架空输电线路电晕中的范围具有明确的掌握,就应该实施长期的统计与监测。
现在很多特高压直流试验基地都开始实施对离子流以及多次合成场强的试验,同时还对不同老化程度、加压时间、湿度以及天气条件下合成场强和离子流的变化规律以及分布特点进行研究。
3.3检测与检修技术的研究成果
现在在设备的检测、验收、生产以及设计当中可以利用现场试验设备技术条件、现场预防性试验规程和方式、现场交接试验方法、电气设备监造导则以及高压输电设备的技术规范等作为指导,这些研究成果都能够使检测与检修的各种需要得到满足[4]。
4.结语
本文针对特高压输电若干关键技术研究状况进行了分析,其中很多研究结果都已经得到了广泛的运用,随着未来科学技术的不断发展,特高压输电若干关键技术的研究必然会取得进一步的成就。
【参考文献】
[1] 李光范,宿志一,李庆峰.美国、加拿大特高压直流试验基地考察报告[R].北京:中国电力科学研究院,2012.
[2] 李光范,车文俊,李鹏.特高压输变电设备[R].北京:中国电力科学研究院,2012.
[3] 张文亮,胡毅.发展特高压交流输电,促进全国联网[J].高电压技术,2013,29(8):20-22.
[4] 郭剑波,姚国灿,徐征雄,等.2020 年以前我国电网出现更高一级交流电压等级的系统技术问题研究——全国联网和更高一级交流电压等级技术问题研究之二[J]. 电网技术,2013,22(7): 62-64.
作者简介
韩继东 (1976年9月-)男 工程师 副站长 省市:湖北省宜昌市 邮编:443000
工作单位:国网湖北省电力公司检修公司1000kV荆门特高压站
研究方向:从事1000kV特高压站运行方面研究