我国特高压工程的特点及其优势

浅谈特高压工程的发展优势及特点

电自（3）班徐璐 0805020305

摘要：特高压输电方式具有能够满足发展大容量，中、长距离输电工程的需要，适合我国国情。介绍了我国特高压工程发展的必要性、优势以及所面对的发展难题，同时描述了特高压输电线路和设备制造的特殊要求，最后从三个方面提出了解决特高压工程所面对难题的相应解决策略。

关键字：特高压输电；必要性；优势；特殊要求；难点解决

0 引言

随着经济的快速发展，我国市场对电力资源的需求也逐年升高。同时随着经济的发展与用电负荷的增加，现有电压水平下各区域电网的短路电流超标问题日益突显，危及电网的安全稳定运行。因此在超高压输电工程广泛应用的基础上，我国的特高压输电技术也蓬勃发展起来，技术逐渐成熟，在大规模远距离输电方面大放异彩。按照我国的电压等级分类，特高压是指交流1 000 kV及以上、直流±800 kV及以上的电压。一般而言，特高压交流输电具有技术成熟、经济性好、谐波干扰小、系统故障率低等优点，适用于沿线有降压供电需要、输电走廊布置困难的大容量输电以及两大区域电网问的大容量联网输电干线等领域。我国试点建设了“三华”特高压电网（“三纵三横一环网”），现已安全运行两年多，实践证明，我国特高压工程的设计、施工和设备制造是成功的，具备了大规模推广特高压交流输电技术的条件。

1 我国特高压发展的必要性

我国的能源基地大多在西北部，而用电的负荷却大多在东部地区，这一情况使得我国必须在能源地直接发电后，实行大规模远距离输电。各地区气候特征不同，负荷特性不同，高峰负荷存在时段性差异，只有整合资源优势，才能实现能源优化配置效益的最大化。于是在提高收益、节约能源的要求下，降低输电过程中的损耗成为重中之重，在这一背景下，发展超高压甚至特高压工程便成为一种趋势。特高压交流输电方式具有能够满足发展大容量，中、长距离输电工程的需

要，并可解决输电走廊布置困难、短路容量受限等问题，提高电网接纳风电等清洁能源的能力，提升系统运行的经济性和稳定性等优势。提高电网安全稳定运行水平的需要。

2 特高压工程的发展难题

我国的电压等级分为以下几种：高压HV(1kV~330kV)、超高压EHV(330kV~1000kV)、特高压UHV(>1000kV)、高压直流HVDC(<±800kV)和特高压直流UHVDC(>±800kV)。我国现今在远距离输电方面仍大量采用超高压工程输电，它的技术难点主要体现在处理明显电晕和限制操作过电压（在220kV以上的电压等级中，操作过电压取代雷电过电压成为决定系统绝缘水平的控制因素）两方面。在完成超高压的建设之后，现如今，特高压成为新的发展方向。

除了以上两方面外，特高压技术与超高压技术相比，还存在以下几方面难题，一是随电压升高，空气间隙的放电电压在操作过电压下易饱和，如果电网中电气装置的绝缘质量不过关，就将导致非常严重的后果。因此，绝缘配合问题一直是特高压输电领域中最受关注的技术难题。二是影响环境，主要包括：可闻噪声问题、线路走廊问题、无线干扰和电视干扰、强磁场和强电场的生理生态影响以及对景色和市容的影响。三是与超高压输电相比，由于电网的电压等级和规模都大幅扩展，在调度运行方面，传统调度方式的权责归属问题可能降低电网调整、控制的响应速度，各级调度均以各自的最优目标进行调整可能偏离全局最优，这将给调度运行带来巨大挑战。因此，特高压工程的发展，任重而道远。

3 特高压的优势

虽然要解决的技术难题很多，但特高压的优势也是不容忽视的。由自然功率计算公式P=U*U/Z可得，电压越高，可输送的功率便越大特高压交流输电方式能够满足发展大容量，中、长距离输电工程的需要。如1000千伏特高压交流输电线路输送功率可以达到500千伏线路的4～5倍；正负800千伏直流特高压输电能力也比正负500千伏线路的一倍还要多。除输电容量大这个优点之外，特高压输电还有送电距离远，电量损耗小的优点。由于输送电路电压高达1000千伏，所以，电路中电流量非常小，在输送相同功率的情况下，最远送电距离要比500千伏线路

延长3倍，而损耗却降低60％～75％。再有特高压输电节省资源。随着土地资源的紧张和民众节能减排意识的增强，迫切要求各行业充分考虑能源的节约和有效利用，而特高压输电线路就具有这方面的优势。除这些优点之外，特高压输电还有限制短路电流、经济性好等诸多优势，可解决输电走廊布置困难、短路容量受限等问题。并且在现今大力推广清洁能源之际，特高压输电可以实现各种清洁能源的大规模远距离输送，提高电网接纳风电等清洁能源的能力，提升系统运行的经济性和稳定性促进清洁能源的高效、安全利用。这些优势，推动着我国特高压技术的快速发展，使特高压输电成为未来的发展目标。

4 特高压输电线路和设备的特殊要求

因为特高压输电所带来的种种问题，特高压输电的线路和设备就具备了一些特殊要求。线路上，在导线方面，与超高压输电时导线结构由无线电干扰决定不同，特高压线路导线结构的决定性因素为导线表面的最大电场强度和可闻噪声。因此，特高压输电导线分裂数至少为8，其三相导线可采用如8-9-8类似的不同分裂数，并且子导线不一定均匀排列在圆周上，以减小点晕损耗、干扰水平和表面最大场强。其导线不等间距排列来降低可闻噪声。在绝缘子方面，特高压要求所用绝缘子机械负载能力高，电气特性更可靠。在杆塔方面，荷载选取和结构设计必须优化，我国现主要采用猫头塔或酒杯塔。在设备上，采用变压器因大小关系，一般采用单相结构，两绕组间绝缘较厚，且短路阻抗高15%。在并联电抗器方面，采用中性点连接小电抗方式，降低单相接地的潜供电流而易于自灭，提高单相自动重合闸成功率。避雷器方面，采用具有很大通流能力的金属氧化物避雷器。对开关设备和GIS也提出了更高的要求。

5 特高压工程难点的解决

针对前文提到的特高压发展的难点问题，必须在规划、技术、管理等方面采取积极、稳妥、有效的措施，扫清特高压电网发展的障碍。对于技术上的问题，政府应保证政策的支持和资金的充足，设备制造厂商应和研究人员、学校等通力合作，结合实际建设所需，研究出特高压工程所需的技术，建造出质量合格尤