第四章特高压交直流输电与特高压电气设备39页PPT
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特高压交直流输电与特高压电气设备培训知识
特高压交直流输电与特高压电气设备培训知识1. 特高压交直流输电简介特高压交直流输电是指采用特高压输电技术，通过直流或交流方式进行电力传输的一种方式。
与传统的输电方式相比，特高压交直流输电具有输电损耗小、输电距离远、占地面积小等优势，被广泛应用于电力传输领域。
特高压交直流输电的实现离不开特高压电气设备的支持与配合。
2. 特高压电气设备概述特高压电气设备是指用于特高压输电系统中的各种电气设备，包括变压器、断路器、隔离开关、母线、电缆等。
这些设备在特高压输电系统中发挥着重要的作用，保障电力传输的稳定性、安全性和可靠性。
2.1 变压器特高压变压器是特高压输电系统中的核心设备之一。
它起到将输电线路上的电能进行变压和调节的作用，实现电能的高效传输和分配。
特高压变压器具有额定电压高、容量大、工作稳定等特点，是特高压输电系统中不可或缺的设备。
2.2 断路器和隔离开关特高压断路器和隔离开关是特高压输电线路中的重要保护装置。
断路器主要用于短路故障的处理，隔离开关则用于将线路切断，以便进行维护和检修工作。
特高压断路器和隔离开关的设计和制造要求严格，能够在高电压、大电流环境下工作，确保系统的安全运行。
2.3 母线和电缆特高压输电系统中的母线和电缆用于将变电站产生的电能输送到各个负载点。
母线是一种金属导体，承担着电能传输的任务；电缆则是一种绝缘导体，用于将电能从母线输送到负载点。
特高压输电系统中的母线和电缆需要具备良好的导电性能和绝缘性能，以保证电能的传输效果和质量。
3. 特高压交直流输电技术培训为了提高特高压交直流输电技术的应用水平，必须进行相关的培训工作，在电力行业中培养专业人才。
特高压交直流输电技术培训主要包括以下几个方面的知识和技能：3.1 特高压交直流输电基础知识特高压交直流输电基础知识包括特高压输电系统的工作原理、输电线路的结构和组成、特高压电气设备的分类和功能等内容。
学员需要了解特高压交直流输电的基本概念和原理，掌握特高压电气设备的基本知识。
高压与特高压输电技术培训内容 PPT课件
12
在我国，特高压电网是指1000kV交流和 土800kV直流电压等级的输电网络。
预计2010年前后国家电网特高压骨干网 架将初步形成，但国家电网特高压骨干网 架建设是一个逐步完善的过程。
13
②电网的未来 国家电网公司拟计划在2020年前后要形成交
流高压 “四横六纵”多受端的网架。 四横，是指形成西起四川、关中、陕北、蒙
特高压输电技术
华北电力大学 贾逸梅编
1
电网规划与特高压技术
一.电网的功能 二.电压等级的划分 三.我国电网的现状、发展和未来 四.建设特高压电网的意义和必要性 五.中国国家电网特高压骨干网架 六.特高压电网的系统特性和经济性 七.特高压输电需研究的技术问题 八.在特高压输电线路建设中主要采取的输电新技术 九.特高压直流输电的系统特性 十.高压直流输电与特高压交流输电的比较 十一.特高压变电站与特高压电气设备 十二.城市电网建设的特点和方向
压。
• 高压 HV（ High Voltage）220kV≥额定电压≥ 35kV 例如：电压等级35、110、220kV(均为最大线电压)
• 超高压EHV（Extra High Voltage） 1000kV>额定电压 ≥ 330kV 例如：电压等级330、500、750kV (均为最大线电压)
• 特 高 压 UHV（Ultra High Voltage） 额 定 电 压 ≥ 1000kV 例如：电压等级1000、1200、1500kV (均为最大线电 压)
3
输电功能由升压变电站、降压变电站及其相连的输 电线完成。所有输变电设备连接起来构成输电网，所 有配变电设备连接起来构成配电网。输电网和配电网 统称为电网。发电厂、输电网、配电网和用电设备连 接起来组成为一个集成的整体，这个整体被称为电力 系统。
在我国，特高压电网是指1000kV交流和 土800kV直流电压等级的输电网络。
预计2010年前后国家电网特高压骨干网 架将初步形成，但国家电网特高压骨干网 架建设是一个逐步完善的过程。
13
②电网的未来 国家电网公司拟计划在2020年前后要形成交
流高压 “四横六纵”多受端的网架。 四横，是指形成西起四川、关中、陕北、蒙
特高压输电技术
华北电力大学 贾逸梅编
1
电网规划与特高压技术
一.电网的功能 二.电压等级的划分 三.我国电网的现状、发展和未来 四.建设特高压电网的意义和必要性 五.中国国家电网特高压骨干网架 六.特高压电网的系统特性和经济性 七.特高压输电需研究的技术问题 八.在特高压输电线路建设中主要采取的输电新技术 九.特高压直流输电的系统特性 十.高压直流输电与特高压交流输电的比较 十一.特高压变电站与特高压电气设备 十二.城市电网建设的特点和方向
压。
• 高压 HV（ High Voltage）220kV≥额定电压≥ 35kV 例如：电压等级35、110、220kV(均为最大线电压)
• 超高压EHV（Extra High Voltage） 1000kV>额定电压 ≥ 330kV 例如：电压等级330、500、750kV (均为最大线电压)
• 特 高 压 UHV（Ultra High Voltage） 额 定 电 压 ≥ 1000kV 例如：电压等级1000、1200、1500kV (均为最大线电 压)
3
输电功能由升压变电站、降压变电站及其相连的输 电线完成。所有输变电设备连接起来构成输电网，所 有配变电设备连接起来构成配电网。输电网和配电网 统称为电网。发电厂、输电网、配电网和用电设备连 接起来组成为一个集成的整体，这个整体被称为电力 系统。
高压直流输电完美版PPT资料
直流电与交流电的对比
输送相同功率时，直流输电所用线材仅 为交流输电的2／3～l／2。
直流输电采用两线制，以大地或海水作回线，与 采用三线制三相交流输电相比，在输电线载面积相同 和电流密度相同的条件下，即使不考虑趋肤效应，也 可以输送相同的电功率，而输电线和绝缘材料可节约 1／3．
设两线制直流输电线路输送功率为Pd，则Pd=2UdId； 设三线制三相交流输电线路所输送的功率为Pa，
Pa 3UaIacos
对于超高压线路，功率因数一般较高，可取为 0．945．设直流输电电压等于交流输电电压的 最大值，即Ud= Ua，且Id=Ia，则：
Pd 2 2Ua Ia 1 Pa 3Ua Ia 0.945
在电缆输电线路中，直流输电没有电容电流
产生，而交流输电线路存在电容电流，引起损耗
在一些特殊场合，必须用电缆输电．例如 高压输电线经过大城市时，采用地下电缆；输 电线经过海峡时，要用海底电缆．由于电缆芯 线与大地之间构成同轴电容器，在交流高压输 线路中，空载电容电流极为可观．一条200kV 的电缆，每千米的电容约为0.2μF，每千米需 供给充电功率约3×103kW，在每千米输电线路 上，每年就要耗电2.6×107kW·h．而在直流输 电中，由于电压波动很小，基本上没有电容电 流加在电缆上．
100V．随着直流发电机制造技术的提高，到1885年，直流输电电压已提高到6000V．但要进一步提高大功率直流发电机的额定电压，存
在着绝缘等一系列压技，术困使难．得由于输不电能直距接给离直受流电到升压极，大使得的输电限距制离受，到极不大能的限满制，足不输能满送足输容送量容量增增长长和和输电输距离电增加的 要大求陆． 送电或互联并距网离．舟增山直加流输的电要工程求就属．于这一类．
第四章特高压交直流输电与特高压电气设备PPT课件
特高压交直流输电
（三）特高压输电的特点
特高压电网具备长距离、大容量和低损耗的送电能 力，代表着当今输电技术的最高水平，是符合我国国 情的输电方式和未来电网的发展方向。
输电线路的II形等值电路
• 分裂导线的直径从0.8 m到1.2m，同时保持子导线 数和相间距离不变，输电线输电能力增加10%左右 ；子导线数从6增加到12，同时保持分裂导线直径 和相间距离不变，输电能力可增加5%左右;相间距 离从25m减少到15m，其他保持不变，输电能力可 增加12%以上。总体来看，调整分裂导线3个参数 在合理的范围，输电能力可增加大约25%。
（三）特高压输电的特点
1．输送容量大 一回1000千伏特高压输电线路的送电能力接近500万 千瓦，约为500千伏输电线路（88.5）的五倍左右。 ±800千伏直流特高压(4kA)输电能力可达到640万千 瓦，是±500千伏高压直流(3kA)的2.1倍，是±620千伏 高压直流的1.7倍。
特高压交直流输电
（1）大干扰电压稳定是指系统大扰动，如系统故障、发电 机跳闸或输电线路断开等事故后系统对电压的控制能力 。这种能力是由系统负荷特性、连续与离散控制和保护 的相互作用决定的。
（2）小干扰电压稳定是指系统的负荷逐渐增长变化时系统 控制电压的能力。这种形式的电压稳定性是由负荷特性 、连续作用的控制及给定瞬间的离散控制作用决定的。
特高压交直流输电
（三）特高压输电的特点 5．工程投资省 采用特高压输电技术，可以节省大量导线和铁塔材 料，从而降低建设成本。根据有关设计部门的计算， 1000千伏交流输电方案的单位输送容量综合造价约为 500千伏输电方案的73％，节省工程投资效益显著。另 外，采用特高压输电可减少线路回数及设备数量，有 利于提高供电可靠性，降低运行费用。
特高压输电技术PPT讲稿
1974年将单相试验设备扩建为1000～15000kV 三相系统。
美国邦维尔电力局（BPA）有2处特高压试验站。
国外发展概况
•
意大利
全国各地参 加 1000kV 科研规划的 单位共有7 个试验场和 2个雷电记 录站。
意大利1000kV工程雷电冲击试验
国外发展概况
•
瑞典
查麦斯大学高电压试验场可进行交流 1000kV 电 气 试 验 ， 试 验 场 内 建 有 240m 特 高 压 试验线段。另有180m的绝缘子试验线段。
特高压输电技术课件
电网的发展历程
• 输电电压一般分高压、超高压和特高压
高压（HV）：35〜220kV； 超高压（EHV）：330 〜750kV； 特高压（UHV）：1000kV及以上。 高压直流（HVDC）：±600kV及以下； 特高压直流（UHVDC）：±750kV和±800kV。
根据国际电工委员会的定义：交流特高压是指 1000kV 以 上 的 电 压 等 级 。 在 我 国 ， 常 规 性 是 指 1000kV以上的交流，800kV以上的直流。
国 外 发 展 概 况
国外发展概况
•
前苏联
1985年建成埃基巴斯图兹——科克切塔夫——库斯 坦奈特高压线路，全长900km，按1150kV电压投入运 行，至1994年已建成特高压线路全长2634km 。
运行情况表明：所采用的线路和变电站的结构基本 合理。特高压变压器、电抗器、断路器等重大设备经受 了各种运行条件的考验。
❖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。
我国电网的发展历程
❖2005年9月，中国在西北地区（青海官厅—兰州
东）建成了一条750kV输电线路，长度为140.7 km。输、变电设备，除GIS外，全部为国产。
美国邦维尔电力局（BPA）有2处特高压试验站。
国外发展概况
•
意大利
全国各地参 加 1000kV 科研规划的 单位共有7 个试验场和 2个雷电记 录站。
意大利1000kV工程雷电冲击试验
国外发展概况
•
瑞典
查麦斯大学高电压试验场可进行交流 1000kV 电 气 试 验 ， 试 验 场 内 建 有 240m 特 高 压 试验线段。另有180m的绝缘子试验线段。
特高压输电技术课件
电网的发展历程
• 输电电压一般分高压、超高压和特高压
高压（HV）：35〜220kV； 超高压（EHV）：330 〜750kV； 特高压（UHV）：1000kV及以上。 高压直流（HVDC）：±600kV及以下； 特高压直流（UHVDC）：±750kV和±800kV。
根据国际电工委员会的定义：交流特高压是指 1000kV 以 上 的 电 压 等 级 。 在 我 国 ， 常 规 性 是 指 1000kV以上的交流，800kV以上的直流。
国 外 发 展 概 况
国外发展概况
•
前苏联
1985年建成埃基巴斯图兹——科克切塔夫——库斯 坦奈特高压线路，全长900km，按1150kV电压投入运 行，至1994年已建成特高压线路全长2634km 。
运行情况表明：所采用的线路和变电站的结构基本 合理。特高压变压器、电抗器、断路器等重大设备经受 了各种运行条件的考验。
❖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。
我国电网的发展历程
❖2005年9月，中国在西北地区（青海官厅—兰州
东）建成了一条750kV输电线路，长度为140.7 km。输、变电设备，除GIS外，全部为国产。
特高压直流输电技.ppt
• 5. 土地和环保压力 • 输电走廊限制了输电线路的建设，沿海经济发达地区线路
走廊尤其紧张，规划建设的火电基地规模巨大，要求将其 电力输送往负荷中心。如果全部采用500KV及以下电压
• 等级的输电线路，则回数过多，线路走廊紧张的矛盾难以 解决。
• 6. 煤炭的运输 • 近年来，我国经济发达地区燃煤电厂发展较快，而电煤的
二、推动特高压输电发展的因数
从世界其他国家电网发展的历程看，推动超高压电网向特高 压电网发展的因数主要有以下六个方面：
1. 用电负荷的增长 按照引入新的更高输电电压等级的一般规律，当电网内用 电负荷增长达到现有最高输电电压等级引入时的4倍以 上时，开始建设更高电压等级的输电工程是经济合理的。
2. 发电机和发电厂规模经济性 不断增长的用电需求促进发电技术，包括火力、水力发电 技术向单位（KW）造价低、效率高的大型、特大型发 电机发展。发电厂的规模随大型和特大型机组的应用迅 速增大，从而进一步降低了发电厂的建设和运行成本， 形成6000~10000MW的发电中心。水力发电技术的发展 促进了在远离负荷中心的地区建设大型电站和阶梯电站
从而形成水力发电中心。从超高压和特高压各电压等级的输 电能力可看出，大型和特大型机组及相应的大容量发电厂 的建设更增加了对特高压输电的需求。
3. 燃料、运输成本和发电电源的可用性 未来的的燃料和运输成本以及各中燃料的可用性，对电源 的总体结构和各种发电电源在地域上的布局有重要影响。 在燃料运输成本上升，运力受制约而使燃料的保证率变低， 运输燃料的经济性不如输电的情况下，在燃料产地建设大 容量的发电厂，以特高压向负荷中心输电是经济合理的。
• 平均大容量输电距离，将超过500KM，西南水电送出到华 东的距离甚至超过2000KM。西电东送、南北互供的输电 容量在未来的15年将超过200GW。
走廊尤其紧张，规划建设的火电基地规模巨大，要求将其 电力输送往负荷中心。如果全部采用500KV及以下电压
• 等级的输电线路，则回数过多，线路走廊紧张的矛盾难以 解决。
• 6. 煤炭的运输 • 近年来，我国经济发达地区燃煤电厂发展较快，而电煤的
二、推动特高压输电发展的因数
从世界其他国家电网发展的历程看，推动超高压电网向特高 压电网发展的因数主要有以下六个方面：
1. 用电负荷的增长 按照引入新的更高输电电压等级的一般规律，当电网内用 电负荷增长达到现有最高输电电压等级引入时的4倍以 上时，开始建设更高电压等级的输电工程是经济合理的。
2. 发电机和发电厂规模经济性 不断增长的用电需求促进发电技术，包括火力、水力发电 技术向单位（KW）造价低、效率高的大型、特大型发 电机发展。发电厂的规模随大型和特大型机组的应用迅 速增大，从而进一步降低了发电厂的建设和运行成本， 形成6000~10000MW的发电中心。水力发电技术的发展 促进了在远离负荷中心的地区建设大型电站和阶梯电站
从而形成水力发电中心。从超高压和特高压各电压等级的输 电能力可看出，大型和特大型机组及相应的大容量发电厂 的建设更增加了对特高压输电的需求。
3. 燃料、运输成本和发电电源的可用性 未来的的燃料和运输成本以及各中燃料的可用性，对电源 的总体结构和各种发电电源在地域上的布局有重要影响。 在燃料运输成本上升，运力受制约而使燃料的保证率变低， 运输燃料的经济性不如输电的情况下，在燃料产地建设大 容量的发电厂，以特高压向负荷中心输电是经济合理的。
• 平均大容量输电距离，将超过500KM，西南水电送出到华 东的距离甚至超过2000KM。西电东送、南北互供的输电 容量在未来的15年将超过200GW。
高压直流输电PPT课件
巴西的伊泰普为两回±600kV，约800km长，容量6300MW
加拿大的纳尔逊河两回±500kV，约940km 4000MW
三峡——华东 三回±500kV，约900～1100km 7200MW
三峡——广东 一回±500kV 960km 3000MW
10
2、背靠背直流联网工程 3、跨海峡直流海底电缆工程
➢三峡－常州 三峡－广东 贵州－广东 灵宝背靠背直流输电 舟山 嵊泗 2006年12月19日开工，云南楚雄—广东 ±800kV，500万kW， 1438km，2009年单极投产，2010年双极投产 2007年5月21日，四川—上海±800kV特高压直流输电示范工程 在上海奠基。 向家坝—四川—（途径重庆、湖南、湖北、安徽、浙江）上 海奉贤，1600万kw，2000km，投资180亿，计划于2011年建成。
11
1.2 直流输电系统的构成
一.直流输电的基本概念
直流输电是将发电厂发出的交流电经过升压变压器后，又 换流设备（整流器）整成直流，通过直流线路送到受端， 再经换流设备（逆变器）换成交流供给交流系统。 按它与交流系统连接的节点数可分为 两端
多端
12
直流输电系统的构成
换流变 压器1
~
＋ Id
整 流Vd1 器
4
据了解，目前世界上Байду номын сангаас有日本和俄罗斯两国拥有 1000千伏特高压交流电网，且都是短距离输电。 正负800千伏直流输电技术国际上尚无运行经验， 关键技术和设备有待进一步研究开发。南方电网采 用特高压输电技术，可以有效缓解长距离“西电东 送”输电走廊资源紧张局面，提高电网安全稳定水 平，输电能力也将明显提高。
➢英法海峡 ±270kV 72km 2000MW ➢波罗底海（瑞典－德国）单极450kV 海底250km，架空12km 600MW ➢日本纪伊 ±500kV 海底51km，架空51km 2800MW ➢巴坤（马来西亚） 三回±500kV，海底670km，架空660km 2130MW ➢舟山 嵊泗
加拿大的纳尔逊河两回±500kV，约940km 4000MW
三峡——华东 三回±500kV，约900～1100km 7200MW
三峡——广东 一回±500kV 960km 3000MW
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2、背靠背直流联网工程 3、跨海峡直流海底电缆工程
➢三峡－常州 三峡－广东 贵州－广东 灵宝背靠背直流输电 舟山 嵊泗 2006年12月19日开工，云南楚雄—广东 ±800kV，500万kW， 1438km，2009年单极投产，2010年双极投产 2007年5月21日，四川—上海±800kV特高压直流输电示范工程 在上海奠基。 向家坝—四川—（途径重庆、湖南、湖北、安徽、浙江）上 海奉贤，1600万kw，2000km，投资180亿，计划于2011年建成。
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1.2 直流输电系统的构成
一.直流输电的基本概念
直流输电是将发电厂发出的交流电经过升压变压器后，又 换流设备（整流器）整成直流，通过直流线路送到受端， 再经换流设备（逆变器）换成交流供给交流系统。 按它与交流系统连接的节点数可分为 两端
多端
12
直流输电系统的构成
换流变 压器1
~
＋ Id
整 流Vd1 器
4
据了解，目前世界上Байду номын сангаас有日本和俄罗斯两国拥有 1000千伏特高压交流电网，且都是短距离输电。 正负800千伏直流输电技术国际上尚无运行经验， 关键技术和设备有待进一步研究开发。南方电网采 用特高压输电技术，可以有效缓解长距离“西电东 送”输电走廊资源紧张局面，提高电网安全稳定水 平，输电能力也将明显提高。
➢英法海峡 ±270kV 72km 2000MW ➢波罗底海（瑞典－德国）单极450kV 海底250km，架空12km 600MW ➢日本纪伊 ±500kV 海底51km，架空51km 2800MW ➢巴坤（马来西亚） 三回±500kV，海底670km，架空660km 2130MW ➢舟山 嵊泗
高压直流输电系统课件pptx
直流输电对通信有干扰；
不能直接给交流负载供电。
8
02
换流站设备与技术
2024/1/28
9
换流站功能及类型
2024/1/28
功能
将交流电转换为直流电进行传输，同时实现电压等级的变换 。
类型
根据换流站所处位置及作用，可分为整流站、逆变站和背靠 背换流站。
10
关键设备介绍
换流阀
实现交流电与直流电 之间的转换，是换流 站的核心设备。
根据输电线路的电压等级、气候条件、污秽程度等因素，选择合适的绝缘子类型 和串长，保证线路的安全运行。
绝缘配合方法
采用定期清扫、涂覆防污闪涂料、增加绝缘子片数等措施，提高线路的绝缘水平 ，防止污闪事故的发生。
2024/1/28
15
故障诊断与处理措施
故障诊断方法
利用故障录波、行波测距等技术手段， 对输电线路故障进行快速定位和诊断。
选择性原则
保护系统应能够准确识别故障类型和 位置，避免误动和拒动。
21
保护配置原则和要求
• 灵敏性原则：保护系统应具有高灵敏度，能够快速响应故 障并触发相应的保护动作。
2024/1/28
22
保护配置原则和要求
2024/1/28
完善的保护配置方案
根据系统特点和故障类型，制定全面的保护配置方案。
合理的保护定值设置
国内外高压直流输电 系统应用领域差异
2024/1/28
国内外高压直流输电 系统技术水平比较
32
未来发展趋势预测
高压直流输电系统技术创新方向
高压直流输电系统市场规模预测
高压直流输电系统应用领域拓展趋势
2024/1/28
33
《高压直流输电》课件
HVDC换流站
用于将交流电转换为直流电， 在高压直流系统中实现换流 操作。
HVDC输电通道
用于将直流电力从发电厂输 送到负载地点，包括电缆或 架空线路。
HVDCபைடு நூலகம்节和控制系统
用于对高压直流系统进行调 节和控制，确保稳定的电力 传输。
高压直流输电在国内外的应用情况
国外应用情况
德国、中国、巴西等国家已经在高压直流输电方面 有广泛的应用经验。
什么是高压直流输电？
高压直流输电的定义
指通过高压直流电流进行长距离电力传输的技 术。
高压直流输电与交流输电的区别
高压直流输电使用直流电流，而交流输电使用 交变电流。高压直流输电具有较高效率和较低 的输电损耗。
高压直流输电的应用领域
长距离输电
高压直流输电在远距离输电 方面具有明显的优势，可以 跨越大片地域进行电力传输。
国内应用情况
中国已建设了多个高压直流输电项目，如西北送东 部、青海送广东等。
高压直流输电技术的发展趋势
1 系统容量的提高
随着技术的不断进步，高 压直流输电的系统容量将 继续提高。
2 可靠性的提高
3 综合经济性的提高
通过改进设备和控制系统， 可以提高高压直流输电的 可靠性。
随着技术成熟和工程规模 的扩大，高压直流输电的 综合经济性将逐步提高。
结语
高压直流输电具有巨大的潜力和发展前景，将在未来的电力输电领域发挥重要作用。
海上风电场接入电网
海上风电场通常位于远离陆 地的区域，高压直流输电可 以有效将风电产能输送到陆 地电网。
山区输电
山区地形复杂，输电线路难 以铺设，高压直流输电可以 克服这些困难，实现可靠的 电力供应。
高压直流输电的优缺点
特高压直流输电PPT!
5.特高压未来发展蓝图
分析人士表示，未来5年，特高压的投资金额有望达到2700亿元，这较 “十一五”期间的200亿投资，足足增长了13倍之余。 2011年3月16日公布的国家“十二五”规划纲要中提到，“适应大规模跨 区输电和新能源发电并网的要求，加快现代电网体系建设，进一步扩大西电 东送规模，完善区域主干电网，发展特高压等大容量、高效率、远距离先进 输电技术，依托信息、控制和储能等先进技术，推进智能电网建设，切实加 强城乡电网建设与改造，增强电网优化配置电力能力和供电可靠性。” 这将 意味着特高压输电工程已被正式列入国家“十二五”规划当中。 国家电网 发展策划部专家张克向《第一财经日报》表示，核电、风电包括作为清洁能 源的水电，未来的发展都将有赖于建设特高压电网。以风电为例，国家规划 风电在2020年达到1.5亿千瓦以上的装机容量，但目前八大风电基地的装机容 量已经占到总装机容量的80%，其中五大风电基地都在三北地区（华北地区、 西北地区、东北地区），仅新疆、甘肃、内蒙古、吉林等省及自治区的风电 装机就有8000万千瓦，因此风电消纳存在很大问题。只有借助特高压电网才 可将如此集中和不稳定的电力传输到华北和华中等负荷中心。他表示，特高 压建成后，可大规模开发风电，并做到高效率消纳，从而将一度颇为严重的 弃风现象控制在1%。 尛
4.在技术研究中，立足科技创新，实现跨越式发展，取得了突 破性进展
(1).提出并研究特高压直流电磁环境指标，提出将原《高压直流架空输电线 路设计导则》要求的标称场强，改为以对环境产生实际影响并可直接测量的合 成场强指标，用以衡量直流线路的电场的修改意见，优化了原导则，已被国家 环保总局采纳。
(2).提出单回±800千伏、640万千瓦直流方案，该方案充分发挥特高 压直流的规模优势，通过工程实践，其标准化设计具有十分广阔的 市场前景。 (3).研制6英寸晶闸管元件，将在中国建成世界惟一的6英寸元件生产 线，研制和开发6英寸元件（换流阀），将大大提升中国的电力电 子业制造水平。 (4).研究重冰区线路熔冰，通过适当改变特高压直流系统接线方式、 短时增大通过线路的电流方案，在覆冰严重时段对线路进行熔冰， 可大规模降低线路本体投资。 (5).开展污秽测量，采用完全自主设计开发的直流污秽测量系统，开 展特高压工程站址直流积污试验，总体技术处于国际先进水平。 (6).开展走廊数字化和整体航飞，将溪洛渡、向家坝水电站的出线规 划作为一个系统工程，进行了整体航飞，提高了出线规划工作的准 确性，节省工程费用。
特高压交直流输电与特高压电气设备培训知识(PPT 39页)
行性。 （5）选择适当的运行方式以降低操作过电压。
• 特高压电网绝缘的分类 （1）特高压架空输电线路绝缘的分类
空气：导线对杆塔之间的空气间隙 ，导线之间的空气 间隙 ，档距中间导线对地的空气间隙 ，档距中间导线对 地面上运输工具或传动机械间的空气间隙。
绝缘子：高机械强度、防污闪、提高过电压耐受能力 和降低无线电干扰等。
• 特高压线路自身的容性无功大、输送的功率大，加之我 国单段特高压线路比较长
• 影响工频过电压主要有下列几个因素： （1）空载长线路的电容效应及系统阻抗的影响。 （2）线路甩负荷效应。 （3）线路单相接地故障的影响。 （4）甩负荷后发电机转速的增加及自动电压调节器(AVR)
和调速器的影响。
• 限制工频过电压可考虑采取以下措施 （1）使用高压并联电抗器补偿特高压线路充电电容 （2）考虑使用可调节或可控高抗 （3）使用良导体地线(或光纤复合架空地线OPGW ) （4）使用线路两端联动跳闸或过电压继电保护 （5）使用金属氧化物避雷器限制短时高幅值工频过电压 （6）选择合理的系统结构和运行方式以降低工频过电压
在变电站内适当位置安装金属氧化物避雷器(MOA)。 由于限制线路上操作过电压的要求，在变电站线路断路 器的线路侧必然安装有MOA，变压器回路也要求安装 MOA。
• 特高压内部过电压限值暂定值
(1)工频过电压:限制在1.3p.u.以下，在个别情况下线路侧可 短时(持续时间不大于0.3s)允许在1.4p.u.以下。
• 双回特高压输电线路将发电中心或送端系统的电力输送到远方的负荷中心。
• 稳定性要求 ：
（1）当一回输电线路发生可能出现的严重故障，主要是靠近输电线路送端发生三 相短路时，继电保护和断路器正常动作，跳开故障线路，切除故障，电力系统 应能保持暂态稳定。
• 特高压电网绝缘的分类 （1）特高压架空输电线路绝缘的分类
空气：导线对杆塔之间的空气间隙 ，导线之间的空气 间隙 ，档距中间导线对地的空气间隙 ，档距中间导线对 地面上运输工具或传动机械间的空气间隙。
绝缘子：高机械强度、防污闪、提高过电压耐受能力 和降低无线电干扰等。
• 特高压线路自身的容性无功大、输送的功率大，加之我 国单段特高压线路比较长
• 影响工频过电压主要有下列几个因素： （1）空载长线路的电容效应及系统阻抗的影响。 （2）线路甩负荷效应。 （3）线路单相接地故障的影响。 （4）甩负荷后发电机转速的增加及自动电压调节器(AVR)
和调速器的影响。
• 限制工频过电压可考虑采取以下措施 （1）使用高压并联电抗器补偿特高压线路充电电容 （2）考虑使用可调节或可控高抗 （3）使用良导体地线(或光纤复合架空地线OPGW ) （4）使用线路两端联动跳闸或过电压继电保护 （5）使用金属氧化物避雷器限制短时高幅值工频过电压 （6）选择合理的系统结构和运行方式以降低工频过电压
在变电站内适当位置安装金属氧化物避雷器(MOA)。 由于限制线路上操作过电压的要求，在变电站线路断路 器的线路侧必然安装有MOA，变压器回路也要求安装 MOA。
• 特高压内部过电压限值暂定值
(1)工频过电压:限制在1.3p.u.以下，在个别情况下线路侧可 短时(持续时间不大于0.3s)允许在1.4p.u.以下。
• 双回特高压输电线路将发电中心或送端系统的电力输送到远方的负荷中心。
• 稳定性要求 ：
（1）当一回输电线路发生可能出现的严重故障，主要是靠近输电线路送端发生三 相短路时，继电保护和断路器正常动作，跳开故障线路，切除故障，电力系统 应能保持暂态稳定。
第四章特高压直流输电的系统特性
第四章特高压直流输电的系统特性
第四章特高压直流输电的系统特性特高压输电包括特高压交流输电和
特高压直流输电两种形式。
特高压输电中，交流为1000kV;直流为1800kV。
根据我国未来电力流向和负荷中心分布的特点，以及特高压交流输电和特
高压直流输电的特点，在我国特高压电网建设中，将以1000kV交流特高
压输电为主形成国家特高压骨干网架，以实现各大区域电网的同步强联网；士800kV特高压直流输电，则主要用于远距离、中间无落点、无电压支持
的大功率输电工程特高压电网的系统特性主要反映在技术特点、输电能力
和稳定性三个方
面。
1000kV交流输电中间可落点，具有电网功能，输电容量大，覆
盖范围广，节省架线走廊，有功功率损耗与输送功率的比值小；1000kV
交流输电的能力取决于各线路两端的短路容量比和输电线路距离，输电稳
定性取决于运行点的功1800kV直流输电中间不落点，可将大量电力直送
大负荷中心，输电容量大、输电距离长、节省架线走廊，有功功率损耗与
输送功率的比值较大，其输电稳定性取决于受端电网的结构本章将介绍高
压直流输电系统的结构、基本原理、运行及控制方式、基本特点；介绍特
高压直流输电的现状、接线方式及主要设备的特点；分析比较特高压交流
输电和特高压直流输电的系统特性。
【优秀版】特高压交流输电技术电气设备篇PPT
电气设备
C相
A相
B相
特高压交流试验基地的电压互感器
1000kV电容式电压 互感器（CVT）的A、 Ｃ相由桂容研制、 Ｂ相由日新电机 （无锡）研制。
电气设备
沈高HGIS中的电流互感器外形图
平高GIS中的电流互感器外形图
1min工频耐受电压: 一次绕组对地：1100kV 二次绕组对地和二次绕组之间：3kV 匝间绝缘: 4.5kV(峰值) 对一次或二次绕组为分段式结构段间绝缘：3kV 额定短路开断电流：50kA。
特高压交流试验基地隔离开关
千伏产品可方便地升级到1000千伏。通过对绝缘结构和 导地线、铁塔、金具、绝缘子等全部设备具备国产化供货能力，国内潜在供货厂商众多。
通过对绝缘结构和机械强度的攻关，国内桂容、西电、上海MWB现已具备国产化供货的能力。 我国已经成功设计、建造高达米的江阴交流大跨越，是目前世界上最高的输电线路铁塔，杆塔的设计技术完全成熟。
1000千伏特高压交流试验示范工程一般线路工程全线1275 基铁塔全部组立完成，架线施工顺利结束。
电气设备
我国已经成功设计、建造高达米的江阴交流大跨越，是目 前世界上最高的输电线路铁塔，杆塔的设计技术完全成熟。
目前，电力建设研究所与设计单位采用高强钢等新材料进 行研究设计，已完成特高压交流试验示范工程建设中的汉江大 跨越的建设工作，充分证明了我国特高压大跨越技术完全成熟， 能满足工程建设需要。
导地线、铁塔、金具、绝缘子等全部设备具备国产化供货能力，国内潜在供货厂商众多。
对于罐式断路器和GIS开关，电流互感器的现有技术 特高压交流试验基地隔离开关
对一次或二次绕组为分段式结构段间绝缘：3kV 1min工频耐受电压:
已经成熟，可直接采用。对于敞开式SF6气体绝缘电流互 感器,上海MWB和西电具备设计和生产的能力，研发关键 是电场设计、内外绝缘配合和加工工艺控制。
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特高压交直流输电
（三）特高压输电的特点
2．送电距离长
在输送相同功率的情况下，1000千伏特高压输 电线路的最远送电距离约为500千伏线路的四倍。 采用±800千伏直流输电技术使得超远距离的送电 成为可能，经济输电距离可以达到2500公里及以上。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
特高压交直流输电
（三）特高压输电的特点 3．线路损耗低
引言
• 2019年底我国装机容量达7.9亿千瓦，全年发电量达34268 亿kW·h，仅次于美国居世界第二位，成为世界电力生产和 消费大国，但是人均装机容量和人均用电量较世界平均水 平都低 。
• 电力系统是一个知识密集型行业，科学技术在电力行业中 的重要性就显得尤为突出。目前电力系统正朝着大电网、 特高压、大机组、高自动化方向发展。
特高压直流：±800千伏、640万千 瓦直流输电方案的线路走廊约76米， 单位走廊宽度输送容量为8.4万千瓦 /米，是±500千伏、300万千瓦方案 的1.29倍，±620千伏、380万千瓦 方案的1.37倍。
特高压交直流输电
（三）特高压输电的特点 5．工程投资省
采用特高压输电技术，可以节省大量导线和铁塔材 料，从而降低建设成本。根据有关设计部门的计算， 1000千伏交流输电方案的单位输送容量综合造价约为 500千伏输电方案的73％，节省工程投资效益显著。另 外，采用特高压输电可减少线路回数及设备数量，有 利于提高供电可靠性，降低运行费用。
特高压交直流输电
（三）特高压输电的特点 特高压电网具备长距离、大容量和低损耗的送电能
力，代表着当今输电技术的最高水平，是符合我国国 情的输电方式和未来电网的发展方向。
输电线路的II形等值电路
• 分裂导线的直径从0.8 m到1.2m，同时保持子导线 数和相间距离不变，输电线输电能力增加10%左右 ；子导线数从6增加到12，同时保持分裂导线直径 和相间距离不变，输电能力可增加5%左右;相间距 离从25m减少到15m，其他保持不变，输电能力可 增加12%以上。总体来看，调整分裂导线3个参数 在合理的范围，输电能力可增加大约25%。
（二）特高压输电的定义
交流输电电压一般分高压、超高压和特高压。国际上， 高压（HV）通常指35～220千伏电压。超高压（EHV）通 常指330千伏及以上、1000千伏以下的电压。特高压（UHV） 定义为1000千伏及以上电压。高压直流（HVDC）通常指 的是±600千伏及以下的直流输电电压，±600千伏以上的 电压称为特高压直流（UHVDC）。
能否采用750kV作为500kV电网的更高一级电压等级？
特高压交直流输电
（三）特高压输电的特点
1．输送容量大 一回1000千伏特高压输电线路的送电能力接近500万
千瓦，约为500千伏输电线路（88.5）的五倍左右。 ±800千伏直流特高压(4kA)输电能力可达到640万千
瓦，是±500千伏高压直流(3kA)的2.1倍，是±620千伏 高压直流的1.7倍。
在导线总截面、输送容量均相同的情况下，1000千伏交流 线路的电阻损耗是500千伏交流线路的四分之一。
±800千伏直流线路的 电阻损耗是±500千伏 直流线路的39％，是 ±620千伏直流线路的 60％。
特高压交直流输电
（三）特高压输电的特点 4．节约土地资源
特高压交流：同塔双回和猫头塔单回线路的走廊宽度分别为75 米和81米，单位走廊输送能力分别为13.3万千瓦/米和6.2万千瓦/ 米，约为同类型500千伏线路的三倍。
特高压交直流输电
（三）特高压输电的特点 6．联网能力强
通过交流特高压同步联网，大幅度缩短电网间的电气距离，加 强电气联系，提高稳定水平，充分发挥大电网互联的水火互济、 错峰、跨流域互补、减少系统装机备用容量等各种联网效益。
利用特高压联网，增强网间功率交换能力，可以在更大范围内 优化能源资源配置方式，有利于改善电网结构，分层分区布局， 从根本上解决短路电流超标等问题。
• 国家电网公司制定了“一特四大”能源战略，即特高压电 网、大煤电、大水电、大核电、大可再生能源基地。
• 2009年5月21日，国家电网公司在“2009特高压输电技术 国际会议”上提出了“建设坚强的智能电网”战略举措。
特高压交直流输电
• （一）开展特高压电网建设的紧迫性 ‒ 我国能源资源赋存和电力负荷分布极不均衡的状 况，西电东送，南北互供，全国联网势在必行 。 ‒ 采用特高压输电有利于实现电力资源在较大范围 优化配置，有利于节省线路走廊和节约土地资源 ，有利于节省电网建设投资和运行费用，有利于 减少煤电对环境污染的影响。
引言
• 电力工业起源于19世纪后期，世界上第一台火力 发电机组是1875年建于巴黎北火车站的直流发电 机，用于照明供电。1879年，美国旧金山实验电 厂开始发电，这是世界上最早出售电力的电厂。 而我国电力工业的发展几乎和国际同步，我国也 在1882年建成第一座发电厂。目前我们国家的电 力技术无论是电压等级、机组容量还是设备制造 方面相对发达国家来说基本持平，甚至在某些技 术领域，如特高压与智能电网，还走在世界前列 。
就我国而言，交流高压电网指的是110千伏和220千伏电 网；超高压电网指的是330千伏、500千伏和750千伏电网。 特高压电网指的是1000千伏电网；高压直流指±500千伏及 以下直流系统，特高压直流指±800千伏直流系统。
5
相邻两个电压等级的级差如何确定？
一般认为，超高压电网更高一级电压标称值应高于现有电网最高 电压1倍及以上。这样，输电容量可提高4倍以上，不但能与现 有电网电压配合，而且为今后新的更高电压的发展，留有合理 的配合空间，做到简化网络结构，减少重复容量，便于潮流控 制，减少线路损耗，有利于安全稳定运行。
由于近年来我国电源超常发展，电网建设严重滞后，输电能 力不足，电网与电源发展不协调的矛盾十分突出。
• 现有500千伏跨区同步互联电网联系薄弱，输电能力 严重不足，大电网的优越性难以发挥。
• 区域电网之间水火互济和跨流域补偿能力明显不足。 • 现有电网难以满足远距离、大容量输电的需要。
特高压交直流输电