特高压交流输电现状与发展

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

按自然传输功率计算，1条特高压线路的传输功率相当于4～5条500kV超高压线路的传输功率（约4000～5000MVA），这将节约宝贵的输电走廊和大大提升中国电力工业可持续发展的能力。

技术的角度看，采用特高压输电技术是实现提高电网输电能力的主要手段之一，还能够取得减少占用输电走廊、改善电网结构等方面的优势；从经济方面的角度看，根据研究成果，输送10GW水电条件下，与其它输电方式相比，特高压交流输电有竞争力的输电范围能够达到1000～1500公里。如果输送距离较短、输送容量较大，特高压交流的竞争优势更为明显。

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。

特高压交流输电线路是 特高压交流输电线路用的合成绝缘子，合成绝缘子包括芯棒、金具、均压环和、伞裙护套，伞裙护套包覆于芯棒表面，伞裙护套与金具连接，金具上分别安装有均压环，所述的伞裙护套是以110-2甲基乙烯基硅橡胶为基体，添加补强剂气相法白炭黑、阻燃剂氢氧化铝微粉、适量助剂和硫化剂。

本发明的绝缘子工作于1000kV特高压交流输电线路上，安全可靠，且其污闪性能、污秽耐受性能好，重量轻，尺寸小，电晕和无线电干扰小，运行基本免维护。采用CDEGS软件,对特高压交流输电线路周围的电磁环境进行了仿真研究。以正三角排列的架空线路为模型,分析了相导线对地高度、相间距离、分裂导线的根数、分裂间距、分裂导线子导线直径变化对工频电场、工频磁场、无线电干扰和可听噪声的影响。

《特高压交流输电线路维护与检测》共4章。提出了特高压交流输电线路的运行维护、故障防治和带电作业等技术方法与措施。本套丛书针对特高压交流输电技术特点，介绍了我国特高压交流输电关键技术的研究成果，对我国建设特高压电网、促进电网现代化建设和保证大电网的安全稳定运行具有深远意义。本套丛书将介绍五个方面的研究成果。《特高压交流输电线路维护与检测》为《特高压交流输电线路维护与检测》，是其中一本。

针对1000kV特高压交流输电线路的特点，结合高压、超高压线路的运行维护经验，《特高压交流输电线路维护与检测》深入研究了特高压线路运行维护与检测技术，提出了相应的技术方法和措施。重点介绍了特高压线路防雷、防污闪、检测及带电作业等运行维护中的关键技术问题。