特高压技术,ZYYW20120211,非电专业新员工,焦日升 赵 镇,2012年8月,授课人：陕西电力调控中心 焦莉,目 录 第一节 交直流特高压的发展 第二节 交流特高压示范工程 第三节 直流特高压示范工程,培训目标：通过学习本章内容，学员可以深入了解目前特高压交直流输电技术取得的成果和面临的挑战，熟练掌握特高压交直流输电的相关技术非电专业了解特高压的发展历程、特高压规划，特高压所取得的里程碑和成就；电专业掌握特高压工程相关的核心技术第一节 交直流特高压的发展,美国： 1908年，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； 1964年建成第一条500kV线路， 1969年建成了765kV线路其间： 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超高压线路前苏联 1952年建成第一条330kV线路； 1956年建成400kV线路； 1967年建成750kV线路； 1964年建成完善的500kV输电系统 1985年，前苏联建成世界上第一条1150kV特高压输电线路。
中国：1949年以前 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中国：1949年以后 1952年建成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，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 2005年9月，中国在西北地区（青海官厅—甘肃兰州东）建成了一条750kV输电线路，长度为140.7 km中国电网的发展历程,,中国在1949年之前，电力工业发展缓慢，输电线路建设同样迟缓，输电电压由具体工程决定 新中国成立后，按照电网发展统一电网等级，逐渐形成经济合理的电压等级系列。
2004年12月以来，我国就发展特高压输电技术的必要性、可行性、经济性和工程实施方案展开了全面论证，并取得了广泛共识 2009年1月6日，世界上运行电压最高、技术水平最先进、中国具有自主知识产权的1000kV晋东南－南阳－荆门特高压交流试验示范工程建成投运一、电网的发展,,1985年开工建设±500千伏葛洲坝至上海直流输电工程，1989年9月单极建成投运，1990年双极全部建成投运 在我国， 超高压电网指的是220、330、500kV和750kV电网： 特高压交流系统指的是1000kV系统； 高压直流指的是±600kV及以下直流系统； 特高压直流指的是±800kV直流系统； 特高压电网是指以1000kV输电网为骨干网架，超高压输电网、高压输电网以及特高压直流输电、高压直流输电和配电网构成的分层、分区，结构清晰的现代化大电网1）提高输送容量； 2）增大送电距离； 3）节约输电走廊； 4）降低线路损耗； 5）改善电网结构特高压输电的优点： 1、提高输送容量 交流线路自然功率的计算公式如下：,单回线路的输送能力,2、缩短电气距离，提高稳定极限 交流线路的输送功率可按下式计算：,,3、特高压输电线路的经济性,一定输电距离下超、特高压线路 的输电成本比较,4、降低线路损耗 输电线路损耗可按下式估算：,5、减少工程投资 1000kV交流输电方案的单位输送容量综合造价约为500kV输电方案的四分之三。
±800kV直流输电方案的单位输送容量综合造价也约为±500kV直流输电方案的四分之三6、约线路走廊和变电站建设用地,走廊宽度、传输功率和电压的关系,单位线路走廊的输电能力,7、改善电网结构，降低短路电流 特大容量电厂可直接接入特高压电网； 减少在负荷中心地区装设机组的需求； 实现分层分区供电的布局8、加强联网能力 可以大幅度缩短电网间的电气距离，提高稳定水平； 可以满足长距离、大容量送电的要求； 可以在更大范围内优化能源资源配置方式国内外特高压交、直流输电研究和应用概况,1、美国邦德维尔电力局（BPA） 前期规划：BPA公司于1970年作出规划，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800～1000万千瓦2、美国电力公司 （AEP） 前期规划：AEP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 AEP-ASEA 特高压试验基地,3、俄罗斯1150kV交流特高压 前期规划：苏联于70年代规划在西伯利亚的坎斯克和哈萨克斯坦的埃基巴斯图兹建设火力发电厂群，通过1150kV输电线路将煤电输送到苏联的乌拉尔和其他欧洲部分的用电负荷中心。
苏联1150kV输电线路地理接线图,,,,前苏联的特高压设备在1985－1990年运行在1150kV下每年时间百分数,4、俄罗斯1 150kV输电线路塔型,5、日本 前期规划:日本于70年代开始规划，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（装机共910万千瓦）和装机为812万千瓦的柏崎核电站的电力输送到东京湾的用电负荷中心东京电力公司建成的特高压线路,6、意大利 前期规划:意大利为了把本国南部地区的大容量煤电和核电输送到北部工业区，规划在原有380kV输电网架之上叠加1050kV特高压输电骨干网意大利1000kV工程雷电冲击试验,7、中国 电压等级：1000～1200kV 试验情况：武汉高压研究院于1996年建成1000kV级长200m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8×800分裂导线，30—60度转角级杆塔原型强度试验，还可进行特高压输电线路防振设计方案试验中国百万伏级特高压试验线段,中国特高压试验基地单双回路,特高压直流输电的现状 前苏联哈萨克斯坦的埃基巴斯图兹火电基地向其欧洲部分负荷中心的送电； 巴西亚马逊河水电群向其东南部和东北部的送电； 印度和非洲的远距离大容量送电。
研究结论： 士800kV的直流输电工程在技术上是可行的；士1000kV不经过很大努力进行研究是困难的；士1200kV没有重大的突破是不可能的前苏联于1978年确定建设埃基巴斯图兹-唐波夫750kV， 6000MW， 2414km的直流输电工程 试制出工程所用的全套设备，并通过了现场试验两端换流站完成了大部分土建及设备安装工作直流输电线路己建成1090km（约占全线的45％）特高压交、直流输电方式比较,,,,特高压交流输电的主要技术特点： 1、特高压交流输电中间可以落点； 2、电网的等值转动惯量加大； 3、特高压交流线路必须装设并联电抗器； 4、特高压交流输电，可为直流多馈入的受端电 网提供坚强的电压和无功支撑特高压直流输电的主要技术特点： 1、特高压直流输电系统中间不落点； 2、特高压直流输电可以按照送受两端运行方式变化而改变潮流； 3、特高压直流输电适合大功率、远距离输电； 4、特高压直流输电设备的污秽较严重,,,,4、在交直流并联输电的情况下，可以有效抑制与其并列的交流线路的功率振荡； 5、大功率直流输电，当发生直流系统闭锁时，两端交流系统将承受大的功率冲击我国已建成的特高压直流输电工程,,二、特高压电网发展规划,1、特高压线路基本情况,国内首条1000千伏晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程于2006年12月开工建设，2009年1月6日顺利完成168小时试运行正式投入商业运行，成为现在世界上正在运行的第一条商业化运营的特高压输电线路。
工程连接华北、华中两大区域电网，做到水火互济，优势互补晋东南～南阳～荆门交流特高压输电工程,我国已建成的特高压直流输电工程,,在 直流特高压：定位于西部水电基地和大煤电基地超远距离、超大容量外送如复龙－奉贤特高压直流示范工程，实现金沙江水电远距离送至上海，输送距离近2000公里，满负荷功率为640万千瓦）工程于2010年7月8日投入运行 特高压直流输电示范工程投运后，每年可向上海输送320亿千瓦时的清洁电能，最大输送功率约占上海高峰负荷的1/3，可节省原煤1500万吨，减排二氧化碳超过3000万吨在 为解决我国能源分布不合理、加快分布式能源接入、提高电网抵御扰动和故障冲击能力等问题，国家电网公司提出建设“通过特高压交流网架将我国华北、华东、华中区域电网联结起来形成特高压同步电网”, 即“三华”同步电网的总体目标 国家电网公司在“十二五”规划中提出，今后我国将建设联接大型能源基地与主要负荷中心的“三纵三横” 特高压骨干网架和13项直流输电工程2、三华同步特高压电网,“三华”同步电网连接北方煤电基地、西南水电基地和华北、华中、华东负荷中心地区，覆盖地理面积约320万平方千米2015年，全国将形成东北、“三华”、西北、南方四个主要的同步电网。
到2020年，预计“三华”同步电网总装机容量约10亿千瓦，占全国的57%；全社会用电量约5.26万亿千瓦时，占全国的67%；与北美东部电网等国外现有大型同步电网的规模基本相当三华”特高压 电网规划,第二节 交流特高压示范工程,在 1000kV特高压试验示范工程工程起于山西省长治市，止于湖北省荆门市，线路全长640公里包括三站两线：1000kV特高压长治站、南阳站、荆门站；长治至南阳1000kV输电线路358.7km（含黄河大跨越）、南阳至荆门1000kV输电线路281.3km（含汉江大跨越）,铁塔1284基，系统额定电压1000kV、最高运行电压1100kV工程连接华北、华中两大区域电网，做到水火互济，优势互补一、交流特高压示范工程简介,建设里程碑： 2006年8月，国家发展改革委核准建设试验示范工程； 2006年12月，三个变电站土建及两个线路大跨越工程开工； 2007年4月，一般线路工程全面开工； 2008年12月，工程全面建成； 2008年12月8-30日，完成系统调试； 12月30日22时，投入168小时试运行； 2009年1月6日22时，投入运行特高压长治站,南阳开关站,特高压荆门站,358.7kM,281.3kM,长治站位于山西省长治市长子县石哲镇，距长治市22km，围墙内占地面积212亩。
装设2组3×1000MVA主变压器、1组3×320Mvar高压电抗器；1000kV出线1回、3/2断路器接线，采用GIS设备；500kV采用H-GIS设备；装设4组240Mvar低压电抗器、8组210Mvar低压电容器长南1线线路长治侧安装固定串联电容器补偿装置，补偿度20%长治站1000kV主变压器,长治站1000kV高抗,长治站1000kVGIS（1）,长治站1000kVGIS（2）,南阳站位于河南省南阳市方城县赵河镇，距南阳市约30km，占地262亩；装设2组3×1000MVA主变压器；长南1线线路南阳侧安装固定串联电容器补偿装置，补偿度20%，总容量1500Mvar；南荆1线线路南阳侧安装固定串补装置，串补度40%，总容量2288Mvar；110kV低压侧装设4组240Mvar低压并联电抗器，8组210Mvar低压并联电容器南阳站1000kV高抗,南阳站1000kV HGIS,荆门站位于湖北省荆门市沙洋县沈集镇，距荆门市25km，占地面积213亩装设2组3×1000MVA主变压器，1组3×2。