高电压技术发展的回顾与展望
高电压技术发展的回顾与展望
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6. 分布式发电不可能取代远距离大容量输 电
风力发电: 是新的可再生能源发电技术中最成熟的,单 机容量已从数百kW发展到MW级,但目前最大的单机 容量也仅5MW (火力发电的超超临界机组的最大单机 容量为1.3GW)
燃料电池: 已商品化的单个装置容量为200kW(磷酸型), 正在研究开发的熔融碳酸盐型和固体氧化物 型可达到 数MW及更大的容量, 其普及应用至少还需要5~10年
灵活交流输电系统(Flexible AC Transmission System, 简称FACTS)是指装有电力电子型或其他静止型控制 器以加强系统可控性和增大传输能力的输电系统
FACTS的概念是20世纪80年代末提出来的, 但有些 FACTS的装置, 如静止型无功补偿器(Static Var Compensator, 简称SVC)早已在系统中应用(我国1981 年投运的第一条500kV线路末端的凤凰山变电站就装 有SVC)
(2) 1999年瑞典投运长70km , V=±80kV , P=3MW的 HVDC Light线路
(3) 目前澳大利亚、丹麦和美国等国都有HVDC Light 线路在运行
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(2) 线路走廊减小
昌平-房山500kV紧凑线路长83km, 于1999年11月投运 (线路走廊从24.6m减少到6.7m, 自然功率提高34%)
绝缘设计不同于一般线路(一般线路采用4根截面为 400mm2的4分裂导线, 此紧凑线路为6根截面为240mm2 的6分裂导线)
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3. 灵活交流输电系统
后，罗马地区才恢复停电 目前世界各国已开始重新关注电力系统的发展
高电压工程的进展及新技术应用全解
tg ε,γE ,,, ,, ,, bEb
3.高电压技术的特点: 实践性强
Peek解决输电线路电晕问题完全采用实验研 究方法 计算线路电晕起始场强和电晕损耗的著名的 Peek公式是经验公式，迄今仍被电力设计部 门采用 迄今高压电气设备的绝缘设计最终仍要靠实 验方法确定
4. 历史上关于高电压技术人才需求的讨论
高电压工程的进展及 新技术应用
河南理工大学 孙岩洲 2005年10月
一. 前言 二. 提高输电电压等级的必要性 三. 我国电力工业及高压输电发展的前景 四. 高电压技术在多领域中的新应用
电气工程学科是工程类的大基础学科，是工科院校较为古 老的学科，也是当今世界各种高新技术的母学科：(至今国 外很多大学的以下学科仍和在电气学科相互联系）
2.全球交流输电电压等级发展的情况
3. 国外750kV输电的发展情况
4. 国外在特高压输电方面的研究
1985年苏联建成1150kV线路,有5年运行经验。苏联解 体后, 输电容量大幅减少, 目前降压为500kV运行。
日本在20世纪90年代建成三条距离不长的1000kV线 路(不超过240km), 主要目的是可压缩线路走廊以节省 土地资源, 因与之配套的大型核电机组推迟投产,目前 降压为500kV运行, 计划2015年前后升压至1000kV。 美国在20世纪70年代建成两条试验线段: 一为1500kV; 另一为1200kV. 由于其后国情变化,暂不发展远距离输 电而终止研究.
5. 我国输电电压等级发展滞后
220kV线路于1943年投运 330kV线路于1974年投运 500kV线路于1981年投运
三峡水电站装机18.2GW(1820万kW), 输电电压: AC500kV; DC±500kV 巴西伊泰普水电站12.6GW(已经运行20余年), 输电电 压: AC765kV; DC±600kV
高压直流输电的现状和前景
高压直流输电的现状和前景作者 Peter（一）高压直流输电技术的兴起与发展1‧高压直流输电技术的兴起直流输电（也称HVDC）的发展历史到现在已有百余年了﹐在输电技术发展初期曾发挥作用﹐但到了20世纪初﹐由于直流电机串接运行复杂﹐而高电压大容量直流电机存在换向困难等技术问题﹐使直流输电在技术和经济上都不能与交流输电相竞争﹐因此进展缓慢。
20世纪50年代后﹐电力需求日益增长﹐远距离大容量输电线路不断增加﹐电网扩大﹐交流输电受到同步执行稳定性的限制﹐在一定条件下的技术经济比较结果表明﹐采用直流输电更为合理﹐且比交流输电有较好的经济效益和优越的执行特性﹐因而直流输电重新被人们所重视并得到急速发展。
近20年来﹐随着电力电子技术的发展﹐高压直流输电迅速发展。
自1972年加拿大建成世界上第一座可控硅换流站以来﹐可控硅技术不断进步﹐容量增大﹐可靠性提高﹐价格逐渐降低﹐直流输电更趋成熟﹐已成为电力传输的一种重要方式。
特别是光纤和计算机等新技术的发展﹐使直流输电系统的控制﹑调节与保护更趋完善﹐进一步提高了直流输电系统执行的可靠性。
2‧高压直流输电技术的优点及缺点（1）直流输电技术的优点直流输电与交流输电相比﹐有以下优点﹕直流输电具有大容量输送的能力﹐能够充分发挥规模输电优势。
如采用4000安晶闸管换流阀﹐±800千伏特高压直流输电能力可达640万千瓦﹐是±500千伏﹑300万千瓦高压直流输电方案的2.1倍﹐是±620千伏﹑380万千瓦高压直流输电方案的1.7倍。
输送功率的大小和方向可以快速控制和调节﹔直流输电系统的投入不会增加原有电力系统的短路电流容量﹐也不受系统稳定极限的限制﹔直流输电一般采用双极中性点接地方式﹐直流线路仅需两根导线﹐三相交流线路则需三根导线﹐但两者输送的功率几乎相等﹐因此可减轻杆塔的荷重﹐减少线路走廊的宽度和占地面积。
在输送相同功率和距离的条件下﹐直流架空线路的投资一般为交流架空线路投资的三分之二。
高电压新技术对国民经济的发展
高电压新技术在国民经济发展中的推动作用班级学号姓名摘要：高电压新技术的发展基础是新的理论和新原理以及新技术和新工艺在电工领域里的应用，对于社会的发展具有极为重要的引导作用。
随着社会经济的发展和科技的进步，我国的能源利用与电力发展的矛盾越来越突出，高电压新技术的发展和运用对于我国经济的发展具有十分重要的作用。
关键词：高电压新技术脱硫高压电磁场聚变1.引言随着社会的进步和人民生活水平的提高，电与社会的各项活动和人民的生活水平越来越密切。
了解和掌握电的理论和基本技能，已成为人们生产和生活的必需。
人类进入电气化和信息化时代，电已经成为了人类致富的源泉，整个国民经济的腾飞的翅膀。
电是工业的命脉；农业丰收的保证；社会文明的象征。
高电压新技术的应用，可以减少水货劳动力；减轻劳动者的劳动强度；解放生产力；提高生产效率；加强社会主义文明和社会主义精神文明建设；促进国民经济的快速发展。
2.烟气脱硫环境保护和可持续发展已提到基本国策的认识高度。
环境保护课题都是多学科交叉的问题，需要相关学科紧密合作，高电压技术学科在环保领域应用前景很广。
例如，烟气的脱硫脱硝和除尘问题。
我国是燃煤大国，燃料结构决定了我国在今后相当长的时间内，发电、供暖等所需能源仍是以燃煤为主。
我国大气中的502有87%来自燃煤。
煤的清洁燃烧问题是迫切需要解决的课题。
在烟气排放前，用高压窄脉冲电晕放电方法对烟气进行处理，可取得较好的脱硫脱硝效果。
这一技术的投资较低，估计仅为湿法脱硫的50%，被认为是21世纪最有前景的脱硫脱硝技术。
现在，日本、美国、意大利、俄罗斯等国都开展了此方法的研究，我国也对此方法进行了积极研究。
多年来，烟气脱硫作为控制SO2排放最有效和应用最广的脱硫技术，在大气污染控制中发挥了重要作用。
但以湿钙法为主的传统烟气脱硫法普遍存在运行成本高、设备庞大、结构复杂等问题。
随着高电压技术的发展，应用高电压的脱硫方法已成为当前脱硫研究的前沿新技术，具有广阔的应用前景。
我国特高压发展和应用现状分析
我国特高压发展和应用现状分析我国特高压（Ultra High Voltage，简称UHV）是指超过1000千伏的电网，通常用于远距离输电。
特高压技术拥有较大的传输能力和较低的输电损耗，被视为世界上唯一能够实现大功率、远距离输电的技术。
下面将对我国特高压发展和应用现状进行分析。
我国特高压发展取得了长足进步。
特高压技术在我国的应用始于2006年，目前已经建成了全球最强特高压交流工程——国家电网公司运营的长距离交流特高压工程。
该工程由多条1000千伏输电线路组成，覆盖了我国多个省份，总输电能力超过1000万千瓦。
我国特高压直流工程也在快速发展，已建成多条特高压直流线路，如长江架空特高压直流项目、西北-华北特高压直流工程等。
我国特高压应用领域不断拓展。
特高压技术最早主要用于远距离输电，但随着技术的发展，特高压开始应用于城市供电网、再生能源接入、电力交易等领域。
特高压技术不仅能够输送大量电能，还能够提高供电可靠性和稳定性，满足日益增长的电力需求。
特高压直流技术还可以实现不同电网之间的互联互通，提高电力系统的整体效率。
我国特高压发展还面临一些挑战。
特高压建设投资巨大，需要大量的资金。
特高压工程的建设还需要考虑地质、环境等因素，施工难度较大。
特高压技术也面临输电过程中的电磁辐射、功率损耗等问题，需要从技术和安全角度进行进一步研究。
我国特高压发展势头强劲，已经建成了一系列特高压工程，并在应用领域不断拓展。
特高压技术不仅提高了我国电力系统的输电能力和可靠性，还能够实现不同电网之间的互联互通。
特高压发展还面临一些挑战，需要进一步研究和改进。
未来，我国特高压将继续发展壮大，成为我国电力工业的重要支撑。
高电压绝缘技术发展应用与展望
高电压绝缘技术发展应用与展望摘要：我国经济的发展带动了电力企业的发展，随着电力企业不断的发展壮大，高电压的有机外绝缘技术逐渐的成为人们关注的焦点。
在电气设备中，有大部分需要直接裸露在空气中作业，这对其绝缘技术的要求就变得更高。
为了促进电力事业更加快速的发展，要对高电压的有机外绝缘技术不断地进行创新，寻求技术上的突破。
本文就高电压绝缘技术发展应用与展望进行了简单的分析。
关键词：高电压；绝缘技术；应用引言高电压是一个相对的概念，并没有一个确定的划分界限，它的存在完全依赖于电介质及其系统，因此，高电压和绝缘组成了一个不可分割的整体。
人们对高电压的关注已经有了许多年的历史，随着电力系统输送容量的扩大，高电压和绝缘技术得到了快速的发展。
目前，高压外绝缘技术成为了人们关注的重点。
1高电压外绝缘的范围在所有的电气设备中，有很大一部分是需要裸露在空气中的，这部分就属于外绝缘的范围，高电压设备的外绝缘包括两个方面：室内设备的外绝缘、户外设备的户外绝缘。
相比于室内设备的外绝缘，户外设备的户外绝缘在运行条件上要复杂许多，因此户外绝缘所面临的问题要比室内设备的外绝缘问题多得多，所以户外绝缘是高电压外绝缘技术研究的主体部分。
2高电压绝缘存在的问题高电压与绝缘技术是以试验研究为基础研究各种绝缘介质的性能和不同类型放电现象的应用技术，容易受到周围环境及设备运行多个因素的影响，高电压设备的绝缘包括室内设备的户内绝缘与户外设备的户外绝缘，笔者将分别从这里两大方面分析高电压绝缘存在的问题。
其一，高电压绝缘设备的户内绝缘主要包括设备积污物或结构存在问题导致的设备老化、闪污问题，易导致工作过程中电动力的不足，影响供电水平。
因此，相关企业工作人员应当定期加强设备的检查与清理，防止设备表面凝露时在工作电压下闪络的露闪，在复杂繁琐的工作流程中保障设备的安全稳定运行；其二，高电压绝缘设备的户外绝缘主要包括雷击、雨雪等恶劣天气或地震、滑坡等自然灾害下的电压问题。
分析锂离子电池高电压技术及产业发展现状
分析锂离子电池高电压技术及产业发展现状摘要：近年来，科技的巨大进步及电子产品的迅猛发展促进了电池技术的更新换代。
其中锂离子电池因为有着高能量密度、高内阻、高电池电压、高循环次数、低自放电等尤为突出的特性，从电池产品中脱颖而出，迅速成为市场的主流。
关键词：锂离子电池；充放电；电压测量技术1、锂离子电池的原理及特性?通过对锂离子电池研究后发现，锂离子电池的结构和特性主要表现在以下几个方面：?1.1锂离子电池的结构?锂离子电池的结构与其他电池类似，都是采用了正负极结构，其中区别主要是锂离子电池在正负极的材料选用上与其他电池不同，另外锂离子电池的整体结构相对于普通铅酸电池要复杂一些，锂离子主要采用了嵌入式结构，既提高了锂离子电池的充电效果，同时也满足了锂离子电池的充电需要。
?1.2锂离子电池的工作原理?锂聚合物电池的原理与液态锂相同，主要区别是电解液与液态锂不同。
电池主要的构造包括有正极、负极与电解质三项要素。
?1.3锂离子电池的特性?锂聚合物电池和锂离子电池技术都能代替Ni-Gd电池。
但是价格太高，市场还未完全接受，特别是锂聚合物技术。
锂聚合物电池在相同体积下比锂电池容量大，且完全没有记忆效应（锂离子电池还是有记忆效应的，只是比较小而已）。
锂聚合物电池其实是一种凝胶状物质，容易做成各种形状。
而且不含有害的重金属元素，是“绿色电池”。
2、锂离子电池充放电工作原理及电压要求?进行分析之前要清楚锂离子电池充放电工作原理及电压要求。
锂离子电池进行充电之前应该对其电压和温度进行检查和测量，判断它是否能够充电。
若电池电压或温度超出说明规定上允许的范围，就要禁止充电。
一般允许锂电子电池充电的电压范围是：电池2.5V至4.2V。
锂电池的正负极材料都有其最大的点位限制的，这种点位的限制于材料脱锂或者嵌锂之后的稳定性有很大的关联度的。
比如，钴酸锂配石墨电池的电压范围一般为3.0-4.2V。
那么在充电的过程中，正极钴酸锂内的锂离子脱出，嵌入到负极石墨层内，但是钴酸锂的锂离子最多也只能脱出0.55mol，此时对应的电池电压也就是4.2V左右，如果锂离子进一步脱出，那么电池电压就会继续上升到4.2V以上，但是钴酸锂内的锂离子脱出过多之后，其结构就会坍塌，那么电池放电的时候，锂离子就难以甚至无法回到原位，导致电池失效。
高压直流输电发展与新技术研究与探索
高压直流输电发展与新技术研究与探索近年来，随着电力需求的不断增长和全球能源结构调整，高压直流输电技术越来越受到人们的关注和重视，成为电力行业发展的重要方向之一。
本文将通过对高压直流输电发展历程、现状及其影响、新技术研究与探索等方面进行探讨，以期更全面地认识和理解这一领域的现状和未来发展趋势。
一、高压直流输电的发展历程高压直流输电技术起源于20世纪30年代，20世纪70年代开始应用于大规模的电力输送。
随着技术的不断升级和完善，高压直流输电已成为超高压电网集成的重要组成部分，有望在未来成为电力网络的主流形式之一。
高压直流输电技术具有输电距离远、跨越难度大、环境占地小、电流稳定等特点，可以有效地解决电力短缺和供需不平衡的问题，为电力产业的健康发展提供了有力支撑和保障。
此外，高压直流输电技术的广泛应用也带动了相关产业的发展，如半导体、绝缘材料、控制系统等。
1、HVDC Light技术HVDC Light技术是一种新型的、高效的、经济的高压直流输电技术，优点在于输电距离长、电流稳定、控制精确等。
该技术已在北欧、阿尔及利亚等多个应用实例中得到了验证，是未来高压直流输电技术发展的重要方向。
2、高温超导技术高温超导技术是近年来新兴的电力技术之一，其主要应用于电源输电、磁体、超导电机等领域。
该技术具有电阻低、容积小、运输成本低等优点，可以有效地提高电力网络的负载能力和输送效率。
3、柔性直流输电技术四、结语高压直流输电技术是电力行业未来发展方向的重要组成部分，其应用和发展程度直接影响了电力产业的可持续发展。
随着技术日新月异的发展，相信未来高压直流输电技术将迎来更加广阔的应用前景和更高的发展水平。
超高压输变电技术现状及发展趋势
超高压输变电技术现状及发展趋势摘要：随着时代的不断进步与发展，我国超高压输变电技术也得到了快速发展。
从当前的超高压输变电技术发展情况来看，不仅会采用新型技术，而且也会进一步降低超高压输电损耗。
其发展前景是十分广阔的，并且也为我国未来电力系统的发展指明了正确的方向。
关键词：超高压；输变电技术；现状；发展趋势前言输变电技术作为一项建设资金大、技术含量高、建设周期长的电力技术，在我国电力系统中发挥着重要的作用。
随着科技的不断发展，输配电技术也在不断改革和创新，而超高压输变电技术是应用于智能电网的一项重要的技术，在很大程度上促进了电力系统的安全稳定运行。
1超高压输变电技术的发展现状1.1超高压交流输变电技术的发展现状1.1.1系统研究近年来，我国设计并生产了电压等级较高的交流输变电工程，不仅在很大程度上攻克了电网运行技术安全稳定的问题，而且对保障超高压电网的稳定具有重要的作用。
与此同时，超高压交流设计工程与互联电网具有密切的关系，不仅提升了资源优化配置，而且在一定程度上也提高了电网事故支援能力。
1.1.2电压控制为了科学合理确定超高压交流输电标准电压，对电压控制技术与抑制技术进行了深入探究，最终不仅开发稳态电压控制技术，而且也研发了瞬态过电压抑制技术与潜供电弧形抑制技术。
并且进行了超高压系统中的电压优化控制探究，进而将稳态电压控制在了比较合理的范围内，防止对超高压输变电技术产生不利影响。
1.1.3外绝缘特性的分析及配置情况在比较复杂的环境下，对超高压系统中的外绝缘非线性放电进行全面的分析和探究，不仅有利于揭示外绝缘特性的规律，而且也成功研制了防雷技术、绝缘子配置技术等，该技术的研究对世界在复杂环境下优化外绝缘配置具有重要的意义。
1.2超高压直流输变电技术的发展现状相对来说，超高压直流输变电技术比较复杂，特别是在运行方式、接线形式等方面有很多差异。
对750kV直流输电系统过电压与绝缘配合进行了深入探究，不仅得出了直流输电线路沿线过电压的幅值，而且也推出了分布特性曲线。
高电压
高电压新技术对国民经济发展的推动作用摘要：本文首先介绍了高电压技术的发展特点。
接着结合相关理论知识和数据介绍了高电压技术的具体应用，并且详细阐述了他们各自的技术优势、存在问题及深入研究的方向。
最后介绍了其在新能源，材料等领域的发展，地位展望了高电压技术今后的发展方向。
关键词：高电压新技术输变电技术烟气脱硫1.前言高电压新技术对国民经济发展的推动作用高电压技术是指以试验研究为基础的应用技术。
主要研究在高电压作用下各种绝缘介质的性能和不同类型的放电现象，高电压设备的绝缘结构设计，高电压试验和测量的设备及方法，电力系统的过电压、高电压或大电流产生的强电场、强磁场或电磁波对环境的影响和防护措施，以及高电压、大电流的应用等。
展望高电压技术的发展，它和其他学科之间的相互融合，相互渗透，将会使得其自身发展的同时不断吸收其他学科的新成果、新技术。
另外，高电压技术将会在材料，环保，新能源，电力工程等诸多领域发挥重要的影响。
60年代后期，高电压技术在电工以外的领域得到广泛应用，与多学科交叉解决更多的工程实际问题，并由此衍生出高电压新技术领域，构成了高电压技术发展的一个重要方面。
高电压新技术目前可分为以下几大具体应用：脉冲功率技术，超/特高压新技术，环境友好的输变电技术，新能源技术以及材料科学技术等。
（1）脉冲功率技术：研究的主要内容是如何经济可靠地储存能量并将大能量和大功率有效地传输到负载上。
脉冲杀菌技术和脉冲处理尾气技术已经得到很广泛的应用发展脉冲功率技术经过半个多世纪的发展, 已经从高新技术、国防科研领域逐渐向工业、民用领域延伸。
作为当代高新技术领域的重要组成部分, 它的发展和应用与其他学科的发展有着密切的关系（2）超/特高压新技术：特高电压指的是以1000KV输电网为骨干网架，超电压输电网和高压输电网以及特高压输电网构成的分层，分区，结构清晰的现代化大电网。
特电压输电技术具有远距离，大容量，低损耗输送电力和节约土地资源等特点。
现代高电压技术-现状与展望
人类对高电压现象的关注已有悠久的历史,但作为一 门独立的科学分支是本世纪初逐渐形成的。40年代 以后,由于电力系统输送容量的扩大,电压水平的增 高以及原子物理、技术物理等学科的进步,高电压和 绝缘技术加快了发展速度。60年代以来,受特高压、 超高压输电和新兴科学技术发展的推动,进展更加迅 速。到近代,已冲出了原有的传统范围,丰富了研究 内容,生长出许多新的分支,扩大了应用领域,现已成 为电工学科的一个重要组成部分。尽管如此,由于高 电压现象物理本质的复杂性,至今许多理论尚不成熟 。因此,在理论探讨方面,仍然是世人瞩目的课题。
(1)初始电子的产生:场致发射、外部射线的照射、光电发射 、局部放电等。
(2)二次电子的产生:在气体中或固体介质的表面上,离子碰撞 、电子碰撞、场致发射、光电发射和光电离等。
(3)电荷的扩散:电子的扩散、离子的扩散。 (4)不纯气作的产生:光子激发、碰撞激发、化学过程、局部
放电、场致分解、光分解等。 (5)电场修正;电极形状、介质常数、表面电荷、体电荷等。
高电压技术的研究范围
(2)如何得知由于随机干扰因素(电磁能量转换,雷击等)引起的 非正常过电压的特性和变化规律以便采取对策。通常,该值比 正常值高几倍甚至更高,对运行中的电力设备构成致命的威胁 ,严重时可一导致放电或击穿,造成停电和设备损坏。
高压电网技术的发展趋势论文
高压电网技术的发展趋势论文高压电网技术的发展趋势论文1能源资源与消费呈逆向分布，需要大范围优化配置资源能源基地与负荷中心距离1000～3000km左右。
我国区域煤炭生产消费分布情况:东部地区煤炭缺口逐步加大，中部地区煤炭输出不断下降，对西部煤炭输入依存度增加。
2煤电油运紧张矛盾日趋严峻，输煤输电并举是当务之急煤炭的高效开发利用事关能源发展全局，电力就地平衡发展模式带来一系列矛盾，造成煤价不断攀升，运力持续紧张，缺煤停机频繁发生，电设备利用率大幅下降。
煤电运紧张反复出现:(1)2008年初，全国普遍出现电煤紧张，缺煤停机达40GW，占全国总装机的5。
6%。
(2)2009年11月，受大雪影响，山西煤炭外运受阻，秦皇岛港口平均煤价上涨30－40元/吨。
(3)2009年末到2010年初枯水期，电煤紧张导致华中电网限电1.175×103GWh，高峰时期湖北电网日均缺电5×102GWh。
铁路输煤中间环节多、成本高:单纯依靠输煤难以为继。
公路输煤能耗更高，是铁路的17。
7倍，水运的22倍;我国输煤输电比例失衡，电煤运输体系亟待优化:“三西”(山西、陕西、蒙西)输煤输电比例按电煤外调口径计算为20∶1。
华东地区输煤输电比例按电煤调入口径计算为48∶1。
华中地区为13∶1。
煤炭运输量长期超过铁路货运量的一半，铁路运输长期面临巨大压力。
未来煤炭基地70%产量用于发电，电煤运输任务将更加艰巨。
(1)发展大煤电需要特高压国家正加快建设山西、陕北、宁东、准格尔、锡盟、呼伦贝尔、霍林河、宝清、哈密、彬长、准东、伊犁、淮南等13个煤电基地，装机规模1。
8×108kW左右，通过特高压输送煤电约1。
3×108kW。
2020年，煤电基地外运的输煤量与输电量之比约为4∶1，能够解决我国煤电运紧张和东部能源短缺问题。
(2)发展大水电需要特高压我国水能资源丰富，经济可开发容量约4×108kW，待开发的水电主要分布在四川、云南、西藏等西南地区，国家正在加快金沙江、雅砻江、大渡河、澜沧江、怒江以及雅鲁藏布江下游等水电基地的开发建设，需要走大规模、集约化开发，远距离输送的道路。
高电压技术的发展史
高电压技术的发展史简介工程上把1000伏及以上的交流供电电压称为高电压。
高电压技术所涉及的高电压类型高电压技术有直流电压、工频交流电压和持续时间为毫秒级的操作过电压、微秒级的雷电过电压、纳秒级的核致电磁脉冲(NEMP)等。
20世纪以来，随着电能应用的日益广泛，电力系统所覆盖的范围越来越大，传输的电能也越来越多，这就要求电力系统的输电电压等级不断提高。
就世界范围而言，输电线路经历了110、150、230千伏的高压，287、400、500、735~765千伏的超高压和1000千伏、1150千伏(工业试验线路)的特高压的发展。
直流输电也经历了±100、±250、±400、±450、±500以及±750千伏的发展。
这几个阶段都与高电压技术解决了输电线路的电晕现象、过电压的防护和限制以及静电场、电磁场对环境的影响等问题密切相关。
这一发展过程以及物理学中各种高电压装置的研制又促进了高电压技术的进步。
60年代以来，为了适应大城市电力负荷日益增长的需要，以及克服城市架空输电线路走廊用地的困难，地下高压电缆输电发展迅速(由220、275 、345千伏发展到70年代的400、500千伏电缆线路);同时，为减少变电所占地面积和保护城市环境，全封闭气体绝缘组合电器(GIS)得到越来越广泛的应用。
这些都提出许多高电压技术的新问题。
发展情况60年代后期以来，高电压技术在电工以外的领域得到广泛应用;同高电压技术时，也不断采用新技术以发展自身。
前者主要指高电压技术在粒子加速器、大功率脉冲发生器、受控热核反应研究、航空与航天领域的雷电和静电控制与防护、磁流体发电、激光技术、等离子体切割、电水锤进行海底探油、冲击加工成型、人体内结石的破碎，以及静电除尘、静电除菌、静电喷涂、静电复印等方面的应用。
高电压领域中采用的新技术则包括利用电子计算机计算电力系统的暂态过程和变电所的波过程;采用激光技术进行高电压下大电流的测量;采用光纤技术进行高电压的传递和测量;采用信息技术进行数据处理等。
高电压技术发展前沿报告
高电压技术发展前沿报告引言：从全面说来，高电压技术可分为两个方面，一个是输变电中的高电压技术，另一个是电场物理装置中的高电压技术。
本文对国内外高电压技术现状及发展趋势进行了分析。
在高电压的研究中，最主要的高电压研究工作还是对电力系统中高电压设备的研究，包括绝缘子表面放电的规律；在很高电压的输电线附近的电场很强，人在下面走有什么感受，电场强度怎么控制，电线的高度都和这个有关系的。
一、国外高电压技术的发展状况当前在100万伏以上最高输电电压（特高压）方面，苏联、美国以及意大利都有试验线路，日本已经向特高压发展。
原苏联在1985年就已经试运行了1150kv输电，并实现了真正意义上的生产运行。
美国的实验线路共有两条，1500kv和1100kv，意大利试验线路的电压为1050kv，这两个国家的特高压线路都只是实验线路，尚未真正实现生产运行。
日本虽然国土面积小，但是用电量很大，因此，这就促使日本成为了世界上第一个生产运行100万伏输电线路的国家。
研究特高压送电就要解决输电线间的距离问题，因此，强电体放电就成了研究中的重点。
在这方面，日本又一次首当其中，研制了世界最大的冲击电压发生器，其电压为1万KV，而我国最大的仅为6千KV。
研究特高压送电关键的一个间题就是输电线间距离，输电线间距离该怎么考虑，因为它要放电。
搞高压的人一个重要研究项目就是强电体放电，为了搞这个强电体放电，日本就搞世界上最大的模仿雷电压的冲击电压发生器，是1万kv的电压（我们中国最大的是电科院和武汉高压所的是6千kv），冲击电压发生器我们大部分是建在露天台子上，它的是用铁架子、绳子吊起来的，装置很新颖，工频试验设备也很先进，它用这些设备进行试验，来研究考虑放电的距离。
在长距离放电试验，提出一个考试的题目――假设在地上放一个很尖的金属棒，上方是一个金属球，组成一个放电间隙，正好在间隙中点有个高压电极，距尖棒和圆球距离都是3米多，当电极放电时电弧是打向尖棒还是打向圆球？很多人认为答案是往尖的上打。
高电压技术的发展史
高电压技术的发展史简介工程上把1000伏及以上的交流供电电压称为高电压。
高电压技术所涉及的高电压类型高电压技术有直流电压、工频交流电压和持续时间为毫秒级的操作过电压、微秒级的雷电过电压、纳秒级的核致电磁脉冲(NEMP)等。
20世纪以来，随着电能应用的日益广泛，电力系统所覆盖的范围越来越大，传输的电能也越来越多，这就要求电力系统的输电电压等级不断提高。
就世界范围而言，输电线路经历了110、150、230千伏的高压，287、400、500、735~765千伏的超高压和1000千伏、1150千伏(工业试验线路)的特高压的发展。
直流输电也经历了±100、±250、±400、±450、±500以及±750千伏的发展。
这几个阶段都与高电压技术解决了输电线路的电晕现象、过电压的防护和限制以及静电场、电磁场对环境的影响等问题密切相关。
这一发展过程以及物理学中各种高电压装置的研制又促进了高电压技术的进步。
60年代以来，为了适应大城市电力负荷日益增长的需要，以及克服城市架空输电线路走廊用地的困难，地下高压电缆输电发展迅速(由220、275 、345千伏发展到70年代的400、500千伏电缆线路);同时，为减少变电所占地面积和保护城市环境，全封闭气体绝缘组合电器(GIS)得到越来越广泛的应用。
这些都提出许多高电压技术的新问题。
发展情况60年代后期以来，高电压技术在电工以外的领域得到广泛应用;同高电压技术时，也不断采用新技术以发展自身。
前者主要指高电压技术在粒子加速器、大功率脉冲发生器、受控热核反应研究、航空与航天领域的雷电和静电控制与防护、磁流体发电、激光技术、等离子体切割、电水锤进行海底探油、冲击加工成型、人体内结石的破碎，以及静电除尘、静电除菌、静电喷涂、静电复印等方面的应用。
现代高电压技术 现状与展望
(3)电子扩散模型:这种模型考虑了固体介质表面上的电子扩
散过程。认为在直流系统中存在着诸如电晕放电这样的恒定 电子源。电子从其产生区向外扩散,使附近的介质表面的电子 陷阱为电子所充满,导致电子产生区和附近陷阱区的电子密度 的梯度下降。这样,电子产生区的电子密度会增加,电极之间 的电子流随之增大。当电子流达到某一临界值时,就会发生放 电。 (4)放电传播模型:这一模型考虑冲击电压作用下的界面放电( 不均匀电场中),它描述了放电通道的最大长度(从针状电极端 部向平板电极的辐射放电)、放电发展速度、起始放电电压 以及放电发展所需的最小能量。根据这一模型,先导放电发展 将继续到在先导通道中的电压降落使先导头部的电位下降到 不足以提供进一步使通道的电离和气体的加热所需的能量时 为止。先导发展的速度与气体的压力无关,但与先导头部的电 位有关。
真空电弧是1种低气压蒸气电弧。从广义上讲,虽属于电弧放
电的范畴,但机理与气体电弧截然不同,其导电粒子是由电极 蒸发出来的金属蒸气提供的。 电弧的零区现象是交流开关电弧研究的核心。
1.3.4界面放电
界面放电机理十分复杂,因为放电过程要受到至少两种介质的
影响。在应用上最重要,研究得最多的是气体和固体两种介质 的界面放电。放电过程中出现的基本现象包括: (1)初始电子的产生:场致发射、外部射线的照射、光电发射 、局部放电等。 (2)二次电子的产生:在气体中或固体介质的表面上,离子碰撞 、电子碰撞、场致发射、光电发射和光电离等。 (3)电荷的扩散:电子的扩散、离子的扩散。 (4)不纯气作的产生:光子激发、碰撞激发、化学过程、局部 放电、场致分解、光分解等。 (5)电场修正;电极形状、介质常数、表面电荷、体电荷等。
气体放电(含雷电)基本理论研究内容
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• 美国在20世纪70年代已建成两条试验线段: 一为 1500kV; 另一为1200kV. 由于其后国情变化,暂不发展 远距离输电而终止研究.
我国台湾地区发电能源结构情况
• 截止到2002年底，台湾电力系统的总装机容量为3191.5 万千瓦，其中火力发电厂有31座，装机容量为2225.8万千 瓦，占台湾电力总装机容量的69.7%；水利发电厂有41座 ，装机容量为451.1万千瓦，占台湾总电量的14.2%；核 能发电厂有3座，装机容量为514.4万千瓦，占台湾总电量 的16.1%。
这一术语在西方发达国家沿用至今，说 明高电压技术与输电工程关系的密切。
2.高电压技术的研究内容
• Peek的书名指出了高电压技术的核心内容，
只是应修正为“高场强下的电介质现象”，
因为绝缘介质的放电取决于场强而和电压无
tgε,,,,γE,,bEb
关。
tg
(电介质的四大特性参数： 、 、 、Eb)
6. 分布式发电不可能取代远距离大容量输电
• 风力发电: 是新的可再生能源发电技术中最成熟的,单 机容量已从数百kW发展到MW级,但目前最大的单机 容量也仅5MW (火力发电的超超临界机组的最大单机 容量为1.3GW)
• 燃料电池: 已商品化的单个装置容量为200kW(磷酸型 ), 正在研究开发的熔融碳酸盐型和固体氧化物 型可达 到数MW及更大的容量, 其普及应用至少还需要5~10 年
• 以过电压防护为例, 决定配电线路绝缘水平的是雷电过电 压; 但对超高压和特高压线路而言, 操作过电压和工频过电 压是更为重要的因素
2. 紧凑型输电技术的应用
• 特点: 取消杆塔的相间接地构架, 而将三相线路置于同 一塔窗中
• 优点: (1) L↓, C↑, Z↓, 所以线路自然功率增大, 提高 了输送能力
• 适用: (1) 向偏远地区供电 (2) 向海岛或海上石油钻井平台供电 (3) 作为主网与清洁能源发电的互联方式
HVDC Light 的应用实例
• (1) 1997年瑞典投运第一台HVDC Light线路, 长10km, V=±10kV, P=3MW
• (2) 1999年瑞典投运长70km , V=±80kV , P=3MW的 HVDC Light线路
4. 历史上关于高电压技术人才需求的讨论
• 讨论的背景：20世纪80年代西方发达国家主修强电的 人数锐减
• 1983年在美国电力会议上列为专题进行讨论 • 1986年在美国IEEE的PES冬季会议上第二次讨论 • 1993年在日本横滨召开的第8届国际高电压会议上专
题讨论 • 会议的结论：需要培养高电压技术人才
5. 发展中的分布式发电的优点
• 投资少, 建设快(不需要高压输电系统, 使得基础设施 投资减少)
• 运行费用低(输电损耗远低于常规电力系统) • 供电可靠
－美国近12年来发生过41起因风暴等自然灾害引起 的高压线路及铁塔的严重破坏，损失达1800亿美元 －太阳黑子引起的磁暴使得地球磁场变化，因此南北 走向的长输电线路可能发生严重事故 －战时的高压输电线路是影响供电可靠性的一个薄弱 环节
• 所以高电压技术的基本内容是研究：
－绝缘结构与特性
－过电压及其防护
－高电压测试技术
3.高电压技术的特点: 实践性强
• Peek解决输电线路电晕问题完全采用实验研 究方法
• 计算线路电晕起始场强和电晕损耗的著名的 Peek公式是经验公式，迄今仍被电力设计部 门采用
• 迄今高压电气设备的绝缘设计最终仍要靠实 验方法确定
• 2004年我国人均装机容量仅0.34kW • 约为经济合作与开发组织(OECD)成员国平均值的1/5 • 约为美国的1/10 • 2020年我国装机容量将达900~950GW, 那时人均装机容
量仍低于世界平均水平
3. 我国交流输电线路的一般输送容量及输电 距离
• 可见在西北地区发展750kV和在全国发展百万伏级输电线 路是十分必要的
Cycle, 简称IGCC) 用煤作燃料, 所以要再增添气化炉和煤 气净化设备 • 山东烟台将建IGCC示范厂
四. 电力系统发展对高电压技术的促 进
1. 新的更高电压参数的应用
• 以电晕为例, 配电线路不需采取特殊措施; 但对特高压线路 就是线路设计的大问题。如日本东京电力公司的1000kV 线路, 采用8根截面为810mm2 的导线构成分裂间距为 40cm的8分裂导线, 才能将电晕的噪声降至500kV线路的 水平(50dB)
• 太阳能光伏发电: 成本还比较高, 目前最大的太阳能社 区仅1MW
7. 水电资源的开发潜力很大
• 位于金沙江的溪洛渡水电站的设计装机容量为12.6GW • 同在金沙江的向家坝水电站,设计装机容量为6GW • 西藏的雅鲁藏布江水域也大有开发潜力
8. 京都议定书对今后火力发电的影响
• 2005年2月16日, 《京都议定书》正式生效 • 我国是世界上第二大CO2 排放国, 温室气体排放量占发展
三. 我国发展超高压和特高压输电的 前景
1. 我国发电装机容量增长的情况
500 450 400 350 300 GW 250 200 150 100
50 0
65.9 1980
440.7
80.1
115.5
166.5
236.5
319.4
1984
1988
1992 年份
1996
2000
2004
2. 人均装机容量的差距
时后，罗马地区才恢复停电 • 目前世界各国已开始重新关注电力系统的发展
6. 高电压技术专业仍会不断发展
• 以德国为例,共有十所学校设置高电压技术专业(亚琛 、柏林、布伦瑞克、达姆施塔特、德累斯顿、汉诺威 、伊尔曼诺、卡尔斯鲁厄、慕尼黑、斯图加特）
• 国际高电压工程学术会议(International Symposium on High Voltage Engineering， 简称ISH)从1972年以 来，已举办了13届，今年第14届ISH将于8月在北京 召开
• 灵活交流输电系统(Flexible AC Transmission System, 简 称FACTS)是指装有电力电子型或其他静止型控制器以加 强系统可控性和增大传输能力的输电系统
• FACTS的概念是20世纪80年代末提出来的, 但有些 FACTS的装置, 如静止型无功补偿器(Static Var Compensator, 简称SVC)早已在系统中应用(我国1981年 投运的第一条500kV线路末端的凤凰山变电站就装有SVC)
SVC工作原理示意图
4. 高压直流(HVDC)输电
• 20世纪70年代初大功率晶闸管阀取代了过去的汞弧阀 • 优点: (1) 线路造价和运行费用比交流输电低
(2) 适用于联系两个不同的交流系统 (3) 可实现海底电缆输电 • 缺点: (1) 换流站造价贵且要消耗大量无功功率 (2) 需要装滤波装置 (3) 尚未开发出直流断路器, 无法实现多端电网
• 近10年来，我国出版的高电压技术教科书有十余种之 多；高压专业毕业生一直供不应求
二. 提高输电电压等级的必要性
1. 输电线路传输容量的制约因素
• (1) 线损与发热 电流超过导线最大允许载流量时,导线温度过高
会引发事故(2003年8月14日美国与加拿大的大停电, 就是因为俄亥俄州一条线路过载而使弧垂增大以致触 及树枝而引发的)
(2) 线路走廊减小
• 昌平-房山500kV紧凑线路长83km, 于1999年11月投 运(线路走廊从24.6m减少到6.7m, 自然功率提高34%)
• 绝缘设计不同于一般线路(一般线路采用4根截面为 400mm2的4分裂导线, 此紧凑线路为6根截面为 240mm2的6分裂导线)
3. 灵活交流输电系统
பைடு நூலகம். 我国输电电压等级发展滞后
• 220kV线路于1943年投运 • 330kV线路于1974年投运 • 500kV线路于1981年投运 • 三峡水电站装机18.2GW, 输电电压: AC500kV;
DC±500kV • 巴西伊泰普水电站12.6GW(已经运行20余年), 输电电
压: AC765kV; DC±600kV
交直流输电系统的费用和距离的关系
5. 轻型高压直流输电(HVDC Light)
• 特点: 用绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的电压源换流器取代 传统的晶闸管的相控换流器(PCC)
• 优点: (1) 可不装设换流变压器, 滤波器和无功补偿也 可简化, 所以经济性好
(2) 对受控系统无要求, 故可用于向小容量系统 或不含旋转电极的系统供电
中国家排放总量的50%, 是全球排放总量的15% • 我国目前煤炭的45%用于发电, 美国是87%以上。今后要
加大煤炭用于发电的比例,因为治理集中的污染源远比治 理低效的分散污染源更为经济和易于实现 • 出路: 发展洁净煤燃烧技术
9. 洁净煤发电技术
• 配备烟气脱硫和脱销的超临界和超超临界发电机组 • 采用循环流化床锅炉 • 采用增压流化床联合循环发电技术 • 采用整体煤气化联合循环发电技术
5. 电力工业的全球复苏
• 2001年初，美国和巴西严重缺电，对电力工业敲响了 警钟
• 2003年8月14日，美国6个州和加拿大2个省大面积长 时间停电，损失严重
• 2003年8月24日，英国伦敦和英格兰东南部停电2小 时
• 2003年9月23日，瑞典和丹麦发生大面积停电事故 • 2003年9月28日，意大利大部分地区同时停电，8小
• (2) 线路电压降 电压偏差过大,不能保证电能质量