超高壓輸變電技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

譚星

摘 ?要：我國(guó)的輸變電技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，近年來逐步開始進(jìn)入超高壓輸電時(shí)代，為我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文主要分析超高壓輸變電技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀，并且闡述相應(yīng)的發(fā)展趨勢(shì)，以供參考。

關(guān)鍵詞：超高壓輸變電技術(shù);現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢(shì)

1 超高壓輸電概述

超高壓輸電主要指的是使用500千伏到1000千伏之間的電壓完成電能的輸送工作，超高壓輸電技術(shù)在每千瓦時(shí)輸送百公里的成本輸電，每公里的相對(duì)投資以及金屬消耗量方面均大為減少，可以大幅度提升線路走廊的利用率。實(shí)現(xiàn)超高壓輸電時(shí)，需要解決大量的技術(shù)問題。比如說超高壓運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的空氣絕緣強(qiáng)度變化問題、過電壓的預(yù)測(cè)以及相應(yīng)的保護(hù)措施以及在各種運(yùn)行狀態(tài)下需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)壓和無(wú)功功率控制，另外超高壓輸電系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致電磁環(huán)境受干擾，比如說出現(xiàn)電源放電等現(xiàn)象，造成客廳噪音干擾、電磁干擾等，甚至?xí)?duì)人體產(chǎn)生影響，需要重視對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行有效分析和處理，采取成熟的技術(shù)，這樣才能保證超高壓輸電的有效進(jìn)行。

2 超高壓交流輸電技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

2.1 帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展

我國(guó)幅員遼闊，地形結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，很多西部丘陵山區(qū)地帶，因?yàn)榈乩硪蛩氐挠绊懀瑹o(wú)法有效的供電，導(dǎo)致居民長(zhǎng)時(shí)間受電力緊缺等因素的影響，而合理地進(jìn)行超高壓輸電技術(shù)的使用可以有效的連接偏遠(yuǎn)地區(qū)的村落，方便居民的用電并且?guī)?dòng)這些區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。與此同時(shí)我國(guó)地大物博，然而資源分配不均，在東部和沿海地區(qū)有大量的水電資源，而西北部地區(qū)的資源主要以石油煤炭天然氣為主，和以往鐵路運(yùn)輸不同，超高壓電網(wǎng)輸送可以使輸送的時(shí)間大幅度縮短，提高運(yùn)輸效率，幫助我國(guó)能源的集約化使用，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

2.2 提高電網(wǎng)技術(shù)穩(wěn)定性

在大型輸電工程當(dāng)中，對(duì)超高壓輸電技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用不單單可以使輸電的容量增加，還可以使輸電的距離擴(kuò)大。在縮小輸電通道的同時(shí)，又能夠節(jié)約土地、資金等成本，不同于傳統(tǒng)的電壓輸電系統(tǒng)，超高壓輸電系統(tǒng)可以有效地防止短路電流過多、部分區(qū)域電網(wǎng)不穩(wěn)定等問題，使電網(wǎng)的技術(shù)穩(wěn)定性提升。

2.3 促進(jìn)電工制造業(yè)技術(shù)發(fā)展

通過超高壓輸電技術(shù)對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，可以保證輸電的質(zhì)量，在實(shí)踐中深入分析超高壓輸電系統(tǒng)開發(fā)相應(yīng)的輸電設(shè)備和配件，可以使電網(wǎng)的運(yùn)維費(fèi)用降低，提高電網(wǎng)的安全性，使我國(guó)電力系統(tǒng)的技術(shù)水平更上一層樓。另外，可以通過先進(jìn)的智能化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的運(yùn)維管理，保障機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行的科學(xué)性和合理性，確保設(shè)備管理過程中各項(xiàng)功能都能符合要求，使電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行穩(wěn)定性提升。

3 超高壓輸變電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 系統(tǒng)研究

近年來我國(guó)設(shè)計(jì)了超高壓輸變電系統(tǒng)，不但將電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)安全穩(wěn)定等問題解決，還可以確保整個(gè)電力系統(tǒng)的有效輸送。另外超高壓交流設(shè)計(jì)工程與互聯(lián)電網(wǎng)息息相關(guān)，可以合理地進(jìn)行資源的配置，大幅度提升電網(wǎng)事故支援能力[1]。

3.2 電壓控制

為了保證超高壓交流輸電的標(biāo)準(zhǔn)電壓，相關(guān)技術(shù)人員深入研究了電壓控制技術(shù)和抑制技術(shù)，最終研發(fā)了穩(wěn)態(tài)電壓控制技術(shù)。與此同時(shí)還設(shè)計(jì)了相應(yīng)的算法、過電流抑制技術(shù)和前供電弧形抑制技術(shù)，這些技術(shù)的合理使用不單單能夠保證電壓穩(wěn)定在合理范圍，還可以避免超高壓輸變電技術(shù)運(yùn)行過程中環(huán)境對(duì)其的不利影響，保證電壓控制的效果。

3.3 外絕緣特性的分析及配置情況

深入分析復(fù)雜環(huán)境下，超高壓系統(tǒng)的外絕緣非線性放電系統(tǒng)可以有效地摸清絕緣非線性放電的規(guī)律，并且合理地使用絕緣子配置技術(shù)、防雷技術(shù)。該技術(shù)可以在復(fù)雜環(huán)境下對(duì)外絕緣系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，在輸變電系統(tǒng)運(yùn)行當(dāng)中具有非常重要的意義[2]。

4 超高壓輸變電技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)

4.1 采用新型輸電技術(shù)，減少輸電走廊對(duì)土地的占用

當(dāng)前工農(nóng)業(yè)快速發(fā)展，對(duì)土地的資源的占用量在逐步增加，為了將土地資源問題解決，需要減少輸電走廊所占用的面積，與此同時(shí)，減少占用面積，也可以降低電能輸送的成本，使輸電的效率提高。超高壓輸變電技術(shù)發(fā)展過程中形成了多回輸電方式，這是解決土地利用問題的重要方式。超高壓輸電可以使用緊湊型的輸電方法使土地資源利用率提高，減少輸電走廊的線束，與此同時(shí)可以提升輸電量。

4.2 進(jìn)一步降低超高壓輸電損耗

輸電損耗會(huì)對(duì)我國(guó)電力產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生不良影響，也會(huì)對(duì)超高壓輸電工程的經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生影響。通常而言，輸電損耗包括兩點(diǎn)。首先在于換流站的損耗，其次在于輸電線路的損耗。在輸電線路損耗方面又包含了電阻損耗和電源損耗。近些年來國(guó)家越來越重視超高壓交流工程的建設(shè)，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行損耗分析，全面了解超高壓交流系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)電流密度，獲得了相關(guān)方向的突破。通過加強(qiáng)導(dǎo)線的擴(kuò)徑可以減少建設(shè)過程中的投資金額，有利于提升經(jīng)濟(jì)效益[3]。

4.3 在超高壓直流中接入超高壓交流上的方案研究

因?yàn)槌邏狠斔途€路當(dāng)中需要輸送大容量電流，所以為了保證電流的有效消納，需要重視構(gòu)建完善的換流站系統(tǒng)，并且加強(qiáng)換流管理工作，構(gòu)建完善的交流線路配置裝置。在建設(shè)過程中制定超高壓直流接入750千伏超高壓交流的方案，以構(gòu)建完善的電網(wǎng)管理系統(tǒng)。

4.4 超高電壓等級(jí)直流輸電系統(tǒng)的研究

需要以原有的創(chuàng)新研究為基礎(chǔ)，逐步研發(fā)新技術(shù)、新方法，另外還需要分析探索更高等級(jí)的電流輸送方案。在超高壓系統(tǒng)建設(shè)時(shí)，進(jìn)行輸電主回路和主設(shè)備的專題討論，涉及相應(yīng)的桿塔和線路全面分析，這樣才能實(shí)現(xiàn)更高電壓級(jí)的輸電系統(tǒng)建設(shè)，促進(jìn)輸變電系統(tǒng)的有效發(fā)展[4]。

5 超高壓輸變電技術(shù)的發(fā)展展望

5.1 超高壓擴(kuò)徑導(dǎo)線技術(shù)

在超高壓輸變電線路當(dāng)中，電暈損失是非常關(guān)鍵的，電暈損失不單單和天氣相關(guān)，還與導(dǎo)線表面場(chǎng)強(qiáng)相關(guān)，需要注意了解間隔、距離，分析導(dǎo)線表面場(chǎng)強(qiáng)的影響因素，發(fā)現(xiàn)表面場(chǎng)強(qiáng)只是受分裂距離和分裂數(shù)的影響，而超高壓擴(kuò)徑導(dǎo)線技術(shù)主要是通過支撐鋁疏繞的方式來使導(dǎo)線外徑逐步擴(kuò)大，進(jìn)而使電源放電的情況得到改善，這樣可以有效地減少導(dǎo)線的表面場(chǎng)強(qiáng)，控制輸變電噪音。

5.2 超高壓緊湊型輸電技術(shù)

超高壓緊湊型輸電技術(shù)主要是融合三相導(dǎo)線與同一塔窗，這樣可以使線路的走廊的寬度減少，提升單位走廊的輸送容量。另外我國(guó)在超高壓?jiǎn)位鼐o湊型輸電線路電磁環(huán)境、絕緣配合、帶電作業(yè)方面進(jìn)行了相應(yīng)的研究，并且了解系統(tǒng)過電壓限制的具體措施，為后續(xù)超高壓緊湊型帶電作業(yè)提供了幫助，將相關(guān)的研究成果應(yīng)用到超高壓緊湊型電路設(shè)計(jì)方面，可以大幅度提升電流的輸送能力[5]。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，當(dāng)前時(shí)代快速發(fā)展，我國(guó)超高壓輸變電技術(shù)也得到了快速的發(fā)展，具體分析當(dāng)前我國(guó)超高壓輸變電系統(tǒng)的運(yùn)行情況，合理地對(duì)一些緊湊型輸電技術(shù)高擴(kuò)徑導(dǎo)線技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，可以進(jìn)一步控制超高壓輸電系統(tǒng)的損耗，發(fā)展前景非常光明，為我國(guó)未來電力系統(tǒng)的有效發(fā)展提供了方向。

參考文獻(xiàn)

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[2] 姜志超. 超高壓輸電線下電磁場(chǎng)分布狀況分析及檢測(cè)技術(shù)研究[D]. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)， 2009.

[3] 任磊， 張國(guó)， 張芳余，等. 特高壓輸變電技術(shù)的現(xiàn)狀分析和發(fā)展趨勢(shì)研究[J]. 環(huán)球市場(chǎng)， 2017， 000（011）： 184-184.

[4] 繼電器研究所. 超高壓輸變電繼電保護(hù)現(xiàn)狀及21世紀(jì)的發(fā)展展望[C]// 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)輸變電設(shè)備引進(jìn)技術(shù)與21世紀(jì)發(fā)展趨勢(shì)研討會(huì). 2019.

[5] 林世治， 姜惠英. 由可靠性指標(biāo)淺析我國(guó)超高壓直流輸電新技術(shù)[J]. 山東電力高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)， 2010. 123-124.