美国和前苏联特高压输电技术研究概况

第34卷　第7期2006年7月

华东电力

East China Electric Po wer

Vol.34　No.7

Jul.　2006

特高压电网

编者按:继本刊上期《特高压电网》栏目刊出“我国发展特高压输电的重大意义”,本期继续发表摘自刘振亚编著的《特高压输电知识问答》第三章的部分内容,供参考。

美国和前苏联特高压输电技术研究概况

1　美国

尽管美国迄今尚未在工程中采用特高压输电技术,但其研究和试验是非常完善的。美国特高压研究包括两个电压水平:一个是以AEP为代表的1500k V特高压(最高电压1600k V);另一个是以BP A为代表的1100k V特高压(最高电压1200k V)。

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765k V电网之上叠加1个1500k V特高压输电骨干电网。BP A公司于1970年作出规划,拟用1100k V 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8～10 G W。围绕特高压,AEP、BP A、GE和EPR I等公司和机构开展了大量的科研和试验验证工作。

美国电力公司和瑞典通用电气公司在匹茨费尔德附近建成特高压试验场,特高压线路长305m,特高压变压器1台,电晕笼2个,从1974年EPR I开始在GE雷诺特高压试验场建设长523m的试验线路,进行了长达3年的研究工作,试验电压达到1500k V。

利用以上试验设施,美国进行了大量的电场和电晕、生态和环境、操作和雷电冲击绝缘研究;开展了可听噪声、无线电噪声、电视干扰、电晕损失和臭氧的观测;承担了机械和结构试验;对变电站设备进行试验和性能评估。对包括线路、变压器、避雷器、断路器等设备在内的关键问题进行了逐一研究,取得了较全面的成果。研究还包括线路和铁塔检修技术,特高压线路电场对庄稼、天然生长蔬菜、蜜蜂、野生动物、家禽影响的生态研究等。通过这一系列研究和试验,证明了交流特高压输电技术的可行性。

2　前苏联

前苏联发展特高压输电是由其能源分布和负荷中心位置所决定的。前苏联的西伯利亚地区水利资源丰富,且蕴藏大量煤炭,哈萨克斯坦地区也蕴藏大量煤炭,共计约80%以上的发电一次能源集中在东部地区,75%的电力负荷却位于欧洲部分,为保证电力供应,必须实现由东向西的长距离电能输送。

前苏联在规划建设埃基巴斯图兹等总装机容量在20 G W以上的大型电源基地的同时,规划建设交、直流特高压电网,将巨大电能送到1000k m以外的莫斯科等负荷中心。

20世纪80年代,世界上只有苏联依托工业性试验线路,研制出特高压电气设备,并在真实的条件下长期既带电压又带负荷考验。这与前苏联重视前期科研、长期从事基础研究和产品开发分不开。

前苏联1972年之前集中精力从事特高压基础研究,大体可归纳为绝缘、系统、线路和设备以及对环境影响这四类问题。1972～1978年开展设备研制攻关,进行样机试制,1978～1980年转入正式生产的同时将原型设备投入试运行考核。

1973～1974年,前苏联在别洛亚斯变电站建设了1.17 k m长的三相特高压试验线段,开展特高压试验研究。1978年,前苏联建设了从伊塔特到新库茨涅克长达270k m的工业性试验线路,进行了各种特高压设备的现场考核试验,后来该线路成为埃基巴斯图兹至西伯利亚1150k V输电线路的一部分。

1981年开始动工建设了5段特高压线路,总长度达2344k m,分别是:埃基巴斯图兹—科克契塔夫494k m,科克契塔夫—库斯坦奈396k m,库斯坦奈—车里亚宾斯克321k m,埃基巴斯图兹—巴尔瑙尔693k m,巴尔瑙尔—依塔特440k m。

1985年8月,世界上第1条1150k V线路埃基巴斯图兹—科克契塔夫在额定工作电压下带负荷运行。1992年1月1日,哈萨克斯坦中央调度部门把1150k V线路段电压降至500k V运行。在此期间,埃基巴斯图兹—科克契塔夫线路段及两端变电设备在额定工作电压下累积运行时间达到23787h,科克契塔夫—库斯坦奈线路段及库斯坦奈变电站设备在额定工作电压下运行时间达到11379h。经过长时间的实际运行,特高压变电设备运行情况良好,线路未发生因倒塔、断线、绝缘子损坏而导致停电等重大事故,证明了前苏联的1150k V特高压技术具有较高的运行可靠性。

1990年,前苏联开始建设用于将哈萨克斯坦境内的埃基巴斯图兹中部产煤区的煤电向欧洲部分负荷中心输送的特高压直流输电工程。该直流输电工程采用±750k V、6 G W的输电方案,线路从埃基巴斯图兹到坦波夫。工程中所采用的直流设备均为前苏联自行研制,并通过了型式试

验。