特高壓交流輸電技術發展現狀研究

周振凱國網江蘇省電力公司昆山市供電公司，江蘇蘇州 215300

特高壓交流輸電技術發展現狀研究

周振凱
國網江蘇省電力公司昆山市供電公司，江蘇蘇州 215300

隨著全球一體化的發展，我國經濟能力和工業發展水平也迅速提高。大到工廠生產，小到日常生活，電力能源成為維持人類活動正常發展的必要元素之一。新技術不斷被研發，新型工程不斷啟動，特高壓交流輸電技術在電力市場的應用越來越廣泛。基于此，本文將淺談現代特高壓交流輸電技術的發展與應用。

特高壓交流輸電；發展現狀；技術應用

從風力發電到水力發電再到太陽能發電，電力資源的來源越來越廣，而人類將自然與科技的結合能力也越來越高。面對如此龐大的電力資源，如何將電能轉化為動能，擴大電力市場，高效利用電能是我國電力研究的重點。而特高壓交流輸電技術具有輸電容量大、距離遠、損耗低、占地少等突出優勢。這些優勢更加優化了我國電力系統建設，推動了輸電規模發展，反過來促進了特高壓交流輸電技術的研究。

1 特高壓交流輸電技術發展現狀

1.1帶動區域經濟發展

我國地理結構復雜，很多山區、丘陵地帶由于地理條件影響，居民長期受到供電緊缺的困擾。而通過線路鋪設、電站分布這些電網類項目的建設，使偏遠村落之間也可以通過電站而聯系起來。方便了居民生活發展中的電力需求，帶動這些地區經濟建設，擺脫落后貧窮。

另外，雖然我國地大物博，但是資源分布并不平衡。水電資源多分布在沿海地區和東部地區，而煤炭、石油、天然氣資源則多分布在西北部地區［1］。不同于以往的鐵路運輸，特高壓電網運輸縮短了運輸時間，提高了運輸效率，使我國能源運輸方式更加優化、安全。也將西部地區的優勢轉變為經濟優勢，促進當地發展。

1.2提高電網技術穩定性

將1 000kV交流特高壓線用在大型輸電工程中既可以擴大輸電容量，又可以加長輸電距離，同時節約資金，縮小輸電通道，節約土地資源。不同于以往小千伏數的輸送線路，特高壓交流輸電技術有效避開了短路電流過多、部分地區穩定性差的電網系統安全問題。

1.3促進電工制造業技術發展

利用特高壓交流輸電技術優化電網系統，提高輸電質量，是我國電工制造業通過技術創新，響應科技是第一生產力的重要體現之一。通過對特高壓交流輸電技術的研究與創新，開發特高壓輸電線的配套設施，減少電網運行損失，提高安全性，使我國電力科技水平再上一個臺階［2］。

2 特高壓交流輸電技術創新介紹

2.1外絕緣配合

由于特高壓交流輸電線操作電壓大，耐受電壓隨空氣間隙距離增大而呈非線性增加趨勢，在飽和后外絕緣難度明顯增加。再者，我國污染程度嚴重，附著于套管表面的污穢物體，會加劇抗絕緣配合技術的難度［3］。針對這一難題，抑制過電壓操作水平，使其偏離空氣間隙的飽和區，幫助絕緣尺度回歸線性；或是研究污穢成分，研發含抗性絕緣套管，都可以提升絕緣率，使線路運行更加安全。

2.2潛供電流控制

由于特高壓輸電線路經常運用在大容量、長距離的輸電工程中，其高電壓、高電流的特性會使潛供電流過大，造成線路故障，影響供電穩定。為抑制該電流，我國在長距離輸電過程中往往會配合設置特高壓電抗器，并在電抗器中繼續設置小型特高壓電抗器，協助抑制電流，將潛供電流控制在安全范圍內。雖然國外也有對應控制設施，如高速接地開關，但此種設施操作復雜，成本較高，更適宜于短距離輸電，不符合我國國情。

3 污穢外絕緣問題

一般來說，絕緣套管受到雨水沖洗以及冰雪覆蓋等外界環境影響，需要對其進行外絕緣試驗，試驗的重點在于觀察全電壓下的可行性。因為我國特高壓輸電工程較少，并且研究不多，電壓等級污穢電源匱乏，很多試驗只能在國外進行。國外特高壓交流輸電問題有著較深的研究，很多研究成果值得借鑒。因為不同的絕緣積污情況，老化性以及機械性也存在差異，主要影響因素有以下幾點：

1）設備外絕緣的抗污閃能力。我國各地區地理條件復雜，在污穢程度上也不同。工業污染以及環境污染的加大也促使1 200kV以上特高壓輸電工程的外絕緣污閃問題加劇，由此，在進行外部設計過程中，需要提高設備耐污能力。

2）復合外絕緣性能與可靠性問題。隨著污染的加劇，特高壓交流電、直流電工程更多采用復合絕緣子，但是需要解決一些內部缺陷以及機械疲勞、老化等問題，還要考慮到高海拔地區的復合絕緣子應用的穩定性以及各種雨水、冰雪條件對外絕緣的影響。

3）選擇外絕緣串長與串型。在輸電線路當中，不同長度的絕緣子設計會影響到輸電穩定性，在設計中需要將塔頭大小以及結構確定下來，這是設計的基礎。選擇性能優越的絕緣子，這種絕緣子串長也較為安全。如果選擇有較差耐污性能的絕緣子將使串長增加，將使工程成本增加。由此，需要對特高壓輸電線路工程的各種經驗進行總結，結合具體的工程要求，使用普通輸電線路，但在絕緣子布置上可以嘗試新的方法，比如，使用V形串聯方法等。因為這種串行方法不僅能夠針對不同串形外絕緣水平進行選擇，還能懸垂串聯。

4）高海拔與覆冰。我國很多高海拔地區外絕緣的污染更加嚴重，因為長期有冰雪覆蓋，國外曾開展過很多這方面的試驗，比如，高海拔外絕緣污閃特性短串聯以及相關模型試驗。在面對這些復雜環境時，加強絕緣配置研究顯得至關重要。

4 特高壓交流輸電的應用

我國正處于工業化和城鎮化快速發展時期，為帶動工業發展，特高壓輸電技術在很多電網改造與輸電工程中都有廣泛應用。如一些城市間的電網設置過程中，會出現地域差異造成的負載不勻，導致變電站電壓不穩，地區供電不平衡的問題。特改壓輸電技術的引入，改善電網結構，平衡負載，采用1000kV特高壓輸電線代替50kV輸電線，是電流輸送平穩又高效。同時特高壓輸電線占地面積少，在線路布置方面節省了成本，而且可以廣泛輸送電流，減少了由于地理距離過大一些城市供電不足的困難［4］。

為了更好地優化資源配置，有效使用自然資源，國家啟動“西電東輸”戰略工程，合理使用云、貴、川三省水利資源，緩解了西部地區供電壓力。而特高壓交流輸電技術在其中起到了中流砥柱的作用。以特高壓輸電線路為骨干的智能化電網，不僅減少了工程技術難度，提高了運營穩定性，還節省了投資成本，充分發揮電網系統能源資源優化配置的優勢。推動了我國電力研究水平，由于工程建成后帶來的巨大收益，還提升了我國經濟地位。

5 結論

隨著電力能源在我國各個行業的不斷需求，解決電力問題，也成為了提高人生活水平的關鍵問題之一。而電力本身作為一種可以便捷使用清潔型能源，在能源工業中占有重要地位。特高壓輸電技術的研究及發展，不僅推動了電力的使用效率，還帶動了科技發展，提高了國家經濟地位。由于特高壓輸電線路，有助于優化自然資源配置，避免了自然環境所帶來的拘束性。是很多工程可以更好地為周邊地區服務，方便供電。

［1］劉振亞.中國特高壓交流輸電技術創新［J］.電網技術，2013 （3）：567-574.

［2］舒印彪，張文亮.特高壓輸電若干關鍵技術研究［J］.中國電機工程學報，2007（31）：1-6.

［3］周浩，余宇紅.我國發展特高壓輸電中一些重要問題的討論［J］.電網技術，2005（12）：1-9.

［4］鐘一俊.特高壓輸電技術研究和應用綜述［D］.杭州：浙江大學，2008.

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1674-6708（2016）170-0119-01

周振凱，國網江蘇省電力公司昆山市供電公司。