高电压概述(华大)

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④ 电磁环境问题---
电磁兼容 生态效应(生物电磁)
高电压下的特殊现象及应用
静电技术 液电效应 线爆技术 高脉冲功率技术
高脉冲功率技术
高压冲击波、光辐射 核辐射、放射性沾染
研究高电压、大电流、高功率、短(窄)脉冲 产生和应用的技术。 最初应材料响应实验、闪光X射线照相及模拟核 武器效应的需要而出现
课程(学科)内容
• • • • • 电介质与放电理论--基础课 绝缘监测与试验技术 高电压的产生与测量技术 电力系统过电压及其防护 在其他学科/领域中的应用
相关课程体系
• 前序课程: 电磁学 电介质物理
• 后续课程:电气设备绝缘状态监测/ 高电压试验技术/
放电理论与等离子体
• 相关课程:架空输电线路/电器学(高压电器) 脉冲功率技术
• 此外:如激光、受控热核反应的强流脉冲放电,
工业上的成型加工、破碎等方面的液电效应,用 于物理分离、洗尘的静电场、以及电晕现象、静 电感应等也是高电压技术范畴


高电压技术是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
致谢
谢谢!
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产品展示: 电科院、西高所、武高所、西瓷所、西电集团等 讨论内容:电磁场计算、测量和对环境的影响,高电压新技 术、先进材料和界面现象,故障诊断及在线监测, 外绝缘及合成绝缘子,特高压输电 我国电力工业形势大好--1000kV交流、800kV直流特高压输电
根据中国电机工程学会高电压专业 委员会2007年工作计划,高压专委会于 11月份在深圳市召开“高压专委会2007 年学术年会”。
1962年英国J.C.马丁成功将已有的Marx发生 器与传输线技术结合,产生了持续时间短达纳 秒级的高功率脉冲,开辟了这一崭新的领域
863: 王大珩 王淦昌 杨嘉墀 陈芳允
西安军工 研究所
随之,受控热核聚变研究、高功率粒子束、大 功率激光、定向束能武器、电磁轨道炮等的研制 都对高功率脉冲技术的发展提出了新的要求,使 高功率脉冲技术成为80年代极为活跃的研究领域 之一。
• 配电 电力系统中直接与用户相连并向用
户分配电能的环节。
• 将电网的输电电压降为配电电压、配电电
压通常有35~60千伏和3~10千伏等。
促使高电压技术发展的两大动力
高压输电线路的发展
物理学中高电压装置的研制
高压输电
促使输电线路电压等级提高的直接动力 ①电力需求的激增—线路输送容量P=U2/Z 大容量输送需要高电压 ②电力的远距离输送 输出总功率一定
绝缘子
高压变电站 高压变电站
劝读
窗外雪花飘飘 屋内暖意融融 人生最高
一杯清茶 境界
一盆小花
一卷圣贤之书
高电压工程领域研究内容
1 高压绝缘
1)气体、固体、液体介质击穿及电气特性 2)气体、沿面及界面放电现象 3)高压交直流设备电气绝缘特性 4)绝缘设计及可靠性分析 5)绝缘材料的老化及利用; 6)电子器件绝缘材料及特性 7)新型功能绝缘材料及特性 8)特高压外绝缘设备的设计及制造 9)污秽外绝缘 10)复合绝缘子技术
考试 实验
高功率脉冲发生器由Marx发生器(或电容器组)和脉 冲形成回路共同组成,又称脉冲发电机。 80年代建在英国的欧洲联合环(托卡马克装置),由
脉冲发电机提供脉冲大电流。脉冲发电机由两台各带有9
米直径、重量为775吨的大飞轮的发电机组成。发电机由 8.8兆瓦的电动机驱动,大飞轮用来储存准备提供产生大 功率脉冲的能量。每隔10分钟脉冲发电机可以产生一个 持续25秒左右的500万安大电流脉冲。
电力生产
(二次能源)
电气运行—发电 供电 用电
电工制造
---(制造业)
电工制造--电工材料/部件
电气设备(电机)--发电机 电动机 电缆
高电压试验设备—试验变压器 冲击电压发生器 其他学科/领域的技术支撑
共产主义: 苏维埃+电气化
电 路
• 电子电路---进行信号的传递分配与Leabharlann Baidu换


信号处理,叫弱电电路
网络资源
理解误区
高压输电线路
高压电器
仅限于电力系统
课程特点
• 电气工程领域典型、关键技术之一 • 课程规模宏大---对象大、内容多 • 理论体系不完备、实践性很强
高电压界定
1000V--100KV 100KV--1000KV ≥1000KV
工程上:
220千伏以下输电电压---高压输电


超高压 特高压
世界特高压交流输电技术工程一览
• http://www.chinasmartgrid.com.cn/news/2 0120913/387995.shtml
特高压输电工程列入“十二五”规划
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。” 根据国家电网的规划,“十二五”期间国家将投资超过5000 亿元建成“三纵三横”特高压交流骨干网架和11项特高压直 流输电工程,“投资额相当于2个三峡工程”,其中交流特 高压的投资额约占2/3。
选课与读书
• 选这个专业,不选这个专业的专业课 • 读这个专业,不读这个专业的专业书
高电压技术
研究高压绝缘、高电压测试和过压保护的技术。包括高电 压下的电场、电介质中的放电和击穿过程,环境条件下 对放电的影响及绝缘结构的设计;电力系统过电压产生 的原因及其限制和防护措施;电力系统中电气设备的绝
缘配合和接地;高电压的产生、测量和试验技术。
自然科学基金: 西部能源利用及其环境保护若干关键问题重点项目 (第1项) 西北高海拔地区超特高压输电外绝缘放电基础理论研究 重庆大学 孙才新
国家中长期科学和技术发展规划纲要
(2006━2020年)
(5)超大规模输配电和电网安全保障 重点研究开发大容量远距离直流输电技术和特高 压交流输电技术与装备, 间歇式电源并网及输配技术, 电能质量监测与控制技术, 大规模互联电网的安全保障技术,西电东输工程 中的重大关键技术,
换,又叫强电电路
• 电力电路---实现能量的传输、分配与转
电力工程
与电能的生产、输送、分配有关的工程。 电能取代蒸汽动力--现代社会物质/精神文明技术基础 电能的输送和分配--高、低压交流电力网络实现 输电工程发展方向 (重点) ---特高压(100万伏以上)交流输电与直流输电技术
电力系统将发电、输电、变电、配电、用电诸环 节综合为一个有机整体,成为社会物质生产部门 中空间跨度最广、时间协调严格、层次分工极复 杂的实体工程系统
高电压技术课程概述
华侨大学电气工程系 方瑞明
课程概述
1
电气工程---
研究电磁领域客观规律
及其应用的科学与技术.
电气工程覆盖领域
• 电力工程 • 电工制造(狭义) • 其他领域技术支撑
电气 工程 包括 电力 工程 弱电技术 (电子
信息 通信 自动 化 计算机)是其有 机构成
两大工业体系
电力建设----电网 电源
两大行业(技术)前沿(热点\趋势) 智能电网 (智能仪器)
-------统一坚强智能电网 特高压输电
电气工程基础理论
• • • • • • 电磁学 电路理论 电磁场理论(电磁学的延伸) 电介质与放电理论 电力系统模型理论 自动控制理论
电气工程二级学科
划分 • 电机与电器 不全 • 电力系统及其自动化 • 高电压与绝缘技术 面 • 电力电子与电气传动 是电 • 电工理论与新技术 力人 电气工程其他领域相关技术 员的
2. 过电压与绝缘配合
1)交直流特高压电力系统过电压保护与 绝缘配合(含750 kV) 2)交、直流电力系统(含750 kV、特高压) 过电压测试技术 3)配电系统过电压与绝缘配合 4)配电系统故障选线及分析与测距技术 5)新型过电压保护器件或设备 6)雷击断线保护技术 7)接地技术等
3 高压电器
高功率脉冲系统的参量:脉冲能量(千焦~吉焦), 脉冲功率(吉瓦~太瓦),脉冲电流(千安~兆安),
脉冲宽度(微秒~纳秒)和脉冲电压。
高功率脉冲系统工作原理:先将从低功率能源中 获得的能量储存起来,然后将这些能量经高功率脉冲发 生器转变成高功率脉冲,并传给负载。由一定的能量所
转换成的脉冲持续时间愈短,在负载上得到的功率愈高。
330-765千伏输电电压---超高压输电
1000千伏以上输电电压---特高压输电
高压输电的出现与发展
高压输电线路
• 发电厂发出的电不能直接通过普通电线传输 出去,而要用高压输电线路传送。 • 输送到用电地方后,要把电压降低下来用。
• 输送距离远近,采用不同电压。我国现状: • 送电距离200~300公里---220千伏 • 100公里左右---110千伏; • 50公里左右----35千伏; • 15~20公里---10千伏,6600伏。
电网调度自动化技术,
高效配电和供电管理信息技术和系统。
国家电网计划提高电网设计标准
2008年3月4日,国家电网公司表示将全面提高电网设计标准, 110~330千伏电网设防标准由15年一遇提高到30年一遇, 500千伏电网设防标准由30年一遇提高到50年一遇, 750千伏电网设防标准为50年一遇。 “如果按照这一新标准,国家电网将至少投资5000亿元以上。”
高电压技术对电力工业、电工制造业以及近代物理
的发展(如X射线装置、粒子加速器、大功率脉冲发
生器等)都有重大影响。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。
1)智能化电器 2)高压电器设备的可靠性分析及运行状况 3)高压电器设备的在线监测及故障诊断
4)高压电器生产技术及标准 5)直流输电技术及设备 6)750 kV及特高压输电技术设备等 7)配网自动化技术及设备
8)电网技术发展对变电设备的要求等
4.高压测试技术及设备
• • • • • • • • • • • 1)特高压设备试验与测试技术 2)特高压电磁环境的测试技术 3)500 kV电缆试验技术 4)电力设备在线监测和信号识别 5)500 kV电压等级绝缘预防性试 验经验交流 6)新型传感器在高压测试领域的应用 7)虚拟仪器及数字化测量技术在高压 测试领域的应用 8)新技术方法在高压测试领域中的应用 9)变压器绕组变形测试技术
波阻抗
P总=I2R+P出
P总=UI
I2R输电线路上的损耗 为减小I2R 需要减小I P总=UI恒定,需要增大U----高压输电
高电压技术解决了输电线路电晕现象,
过电压防护与限制以及静电场\电磁场
对环境的影响等问题.
高电压下的特殊问题
① 绝缘问题--材料 绝缘结构 电压形式 ② 高压试验问题
③ 过电压防护问题
5 高电压新技术 •
• • • • • • 1)气体放电及等离子体技术 2)脉冲功率技术 3)电磁场的生物、环境效应 4)大气压下辉光放电技术 5)高电压技术在环境保护中的应用 6)高电压技术在生物医学中的应用 7)电力系统电磁环境保护
相关信息
反映高电压领域 在国民经济建设与科技规划中的地位
第十四届高电压工程国际会议(2004) 在北京召开 大会主席:关志成教授 主 办: 清华大学, 学术组织: IEEE、CIGRE、DEIS、自然科学基金委员会、中国 公 电机工程学会、中国电工技术学会 司: 国网公司、南网公司、华北电力集团
科学研究
十一五科技发展规划 能源领域3个重大项目
★ 建筑节能与新能源利用关键技术研究及示范 ★ 大功率风电机组研制与示范----何祚休 ★ 800/1000KV特高压输电技术与装备 通过对特高压交直流输电理论和实验研究,掌握 特高压输电的关键技术、研究试验方法,促进大电 网技术和输变电设备制造技术进步。
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