特高压交流电气设备

特高压交流输电技术输电能力

输电线路的传输能力与输电电压的平方成正比，与线路阻抗成反比。一般来说，1100kV输电线路的输电能力为500kV输电能力的4倍以上，但产生的容性无功也为500kV输电线路的4.4倍及以上。因此，特高压输电线路的输送功率较小时，送、受端系统的电压将升高。为抑制特高压线路的工频过电压，需要在线路两端并联电抗器以补偿线路产生的容性无功。

特高压交流输电技术线路特性

特高压输电线路单位长度的电抗和电阻一般分别为500kV输电线路的85%和25%左右，但其单位长度的电纳可为500kV线路的1.2倍。

特高压交流输电技术稳定性

特高压输电线路的输电能力很大程度上是由电力系统稳定性决定的。对于中、长距离输电（300km及以上），特高压输电线路的输电能力主要受功角稳定的限制（包括静态稳定、动态稳定和暂态稳定）；对于中、短距离输电（80~300km），则主要受电压稳定性的限制；对于短距离输电（80km以下），主要受热稳定极限的限制。

特高压交流输电技术功率损耗

输电线路的功率损耗与输电电流的平方成正比，与线路电阻成正比。在输送相同功率的情况下，1000kV输电线路的线路电流约为500kV输电线路的1/2，其电阻约为500kV线路的25%。因此，1000kV特高压输电线路单位长度的功率损耗约为500kV超高压输电的1/16。

特高压交流输电技术经济性

同超高压输电相比，特高压输电方式的输电成本、运行可靠性、功率损耗以及线路走廊宽度方面均优于超高压输电方式。

2004年起，国家电网公司开始酝酿和论证特高压项目。2006年8月，中国首个特高压交流输变电工程——晋东南-河南南阳-湖北荆门1000千伏特高压交流试验示范工程，经国家发改委核准后开工建设，2008年12月30日建成投入试运行，2009年1月6日正式投运。该工程已经安全运行近一年，系统运行稳定，设备状态正常，累计送电80亿千瓦小时，相当于输送煤炭约350万吨。 晋东南至荆门特高压交流试验示范工程是世界上运行电压最高、技术水平最先进、中国具有完全自主知识产权的交流输变电工程。该工程全长约640公里，工程动态投资57.36亿元，其中设备投资约占一半，设备国产化率达到90%。

以特高压交流试验示范工程为起点，国家电网公司正“整体、快速”推进特高压电网建设。计划在2020年前后，基本形成覆盖华北、华中、华东地区的特高压电网，实现“西电东送，南北互供”。

我国已掌握特高压交流输电核心技术，并建立了完整的技术标准体系，为推广应用特高压交流输电技术奠定了基础。

1、确定了特高压交流输电标准电压。创新形成了稳态电压控制技术、瞬态过电压抑制和潜供电弧抑制技术。在国际上首次实现了特高压系统电压优化控制。

2、揭示了复杂环境下特高压系统外绝缘非线性放电特性，研发了空气间隙、绝缘子配置和雷电防护技术。特高压交流试验示范工程安全稳定运行四年多。在世界上首次实现了复杂环境下特高压系统外绝缘优化配置。

3、形成了特高压输变电设备设计、制造和试验关键技术，建立了完整的技术产业体系。自主研制成功代表国际最高水平的全套特高压交流输变电设备，改变了中国在电气设备制造领域长期从发达国家“引进技术，消化吸收”的发展模式，首次实现了中国制造。

4、实现了特高压工程环境友好目标，特高压交流试验示范工程电磁环境实测满足国家环保要求。

5、提出了特高压输变电工程整套设计和施工方法、设备现场试验方案，研制出线路带电作业工器具和试验装备等。特高压交流试验示范工程成为世界上电压等级最高、输电能力最强的交流输电工程。

6、提出了综合模拟高海拔、重覆冰、重污秽等环境条件的高压试验方法等，形成了国际上可试参数最高的高电压、强电流试验检测能力，建立了完整的特高压试验研究体系。 2100433B

特高压交流输电的主要优点为：

（1） 提高传输容量和传输距离。随着电网区域的扩大，电能的传输容量和传输距离也不断增大。所需电网电压等级越高，紧凑型输电的效果越好。

（2）提高电能传输的经济性。输电电压越高输送单位容量的价格越低。

（3）节省线路走廊。一般来说，一回1150kV输电线路可代替6回500kV线路。采用特高压输电提高了走廊利用率。

特高压输电的主要缺点是系统的稳定性和可靠性问题不易解决。自1965～1984年世界上共发生了6次交流大电网瓦解事故，其中4次发生在美国，2次在欧洲。这些严重的大电网瓦解事故说明采用交流互联的大电网存在着安全稳定、事故连锁反应及大面积停电等难以解决的问题。特别是在特高压线路出现初期，不能形成主网架，线路负载能力较低，电源的集中送出带来了较大的稳定性问题。下级电网不能解环运行，导致不能有效降低受端电网短路电流，这些都威胁着电网的安全运行。另外，特高压交流输电对环境影响较大。