2005年国家电网公司特高压输电论证工作综述

2004年底,国家电网公司提出了发展特高压输电的战略目标。介绍了2005年以来,国家电网公司发展特高压输电的论证经过以及开展特高压输电论证研究的重要性和必要性,交流特高压输电试验示范工程选择和金沙江送出方案的论证过程,以及运行电压选择、环境保护、过电压及绝缘等特高压关键技术的研究结论。说明了特高压输电的论证过程是科学、民主的,论证成果是科学、可靠的,为我国发展特高压输电提供了坚强的技术支撑。     

±800 kV特高压直流工程创新实践

建设 ±800 kV特高压直流输电示范工程是目前国家电网公司的主要任务,目标是将中国西南部清洁的水电能源输送到东部的能源负荷中心,切实贯彻国家“西电东送”的总体能源战略政策。国家电网公司在 ±800 kV特高压直流输电示范工程的设计与建设的实践中,采用大量的不同于以往常规直流工程的新的设计理念和技术,这些新的设计特点将对后续的直流工程起到很好的借鉴作用。该文对这些特点进行详细论述,涉及方面包括主回路设计、直流主设备(包括晶闸管换流阀、换流变压器和平波电抗器等)、控制保护、提高可靠性与可用度的措施、阀厅与换流区域的优化设计、直流滤波器与直流场的特点、噪声控制、接地的设计创新、融冰的设计创新等。     

±1 000 kV特高压直流输电技术研发思路

±1 000 kV特高压直流输电技术能够实现大范围内能源优化配置,适合巨型能源基地实现电力超大容量、超远距离外送。提出了±1 000 kV特高压直流输电技术研发思路,共包括5个部分：第1部分分析指出了±1 000 kV特高压直流输电工程建设的必要性和开展±1 000 kV特高压直流输电技术研究的必要性;第2部分研究了±1 000 kV特高压直流输电在各种情况下的系统适应性和研究重点;第3部分研究了±1 000 kV特高压直流输电的换流站设备和线路的技术可行性,提出了需要进一步研究的技术难点和研发思路;第4部分提出了从换流站造价、线路造价和能源价格方面分析±1 000 kV特高压直流输电技术经济优势的思路;第5部分介绍了国家电网公司±1 000 kV特高压直流输电技术研究的计划。     

特高压直流线路复合材料转动横担设计

结合目前国内FRP复合材料杆塔的现状,依托灵州一绍兴±800 kV特高压直流输电线路工程,提出FRP复合材料转动横担的受力机理、设计方案,并通过塔线耦合模型进行仿真分析。分析结果表明：FRP复合材料转动横担通过在纵向不平衡张力作用下,发生转动,释放纵向不平衡张力,减小了横担及塔身的受力,可有效减轻塔重和基础混凝土用量,具有良好的经济效益和社会效益。     

特高压直流输电系统可靠性和可用率研究

金沙江一期直流外送工程每个直流系统额定功率高达6400MW,具有主接线复杂、输电距离长、可靠性要求高的特点。在送端,向家坝和溪洛渡左、右岸3个换流站相互之间联系紧密,任何一个直流系统故障都将会对其他直流系统乃至整个送端电网产生影响。对于受端电网,特高压直流系统输送的6400MW是一个很大的受电功率,即使失去直流单极,也会对电网产生不小的冲击。对于特高压直流系统,可靠性是一个不容忽视的问题。根据我国现有直流输电系统的运行经验和故障次数、可靠性数据的统计结果,分析我国已投入运行的高压直流输电系统故障设备及故障次数占比,并结合特高压直流输电系统的主接线形式和技术特点,分析并提出了特高压直流输电系统合理的可靠性指标。     

特高压直流输电工程节能设计实践

特高压直流换流站规模大、设备多、建筑面积大,开展节能设计示范效应明显。介绍了特高压直流工程在提高输送容量、采用大容量节地节能设备、优化站址和平面布置以及建筑物和辅助系统节能等方面的设计思路和方案。     

接地极入地电流对杆塔腐蚀及防护研究

当直流接地极址靠近输电走廊时,有直流通过地线在不同等电位面的杆塔之间流动,造成杆塔接地体及基础导体腐蚀.针对锦屏一苏南±800kv特高压直流输电工程送端龙恩接地极址,以距极址最近的二自Ⅱ回500kV交流线路为例,仿真计算了流过各个杆塔的直流电流值,分析了土壤结构、杆塔接地电阻等参数对直流分布的影响,结果表明中层电阻率越大、杆塔接地电阻越小,流过杆塔的直流电流值就越大、腐蚀就越严重,而整条线路由直流引起的腐蚀量并不严重,最后结合分析结果提出几种防护措施.     

±800kV特高压直流开关场内避雷线的参数选择

直流换流站不同于交流变电站,主回路有很多电子设备,即使很小的直击雷传入阀厅也会造成换流阀的破坏。采用避雷针难以达到直流换流站的防雷要求,而采用密集布置的避雷线更为合适,但需对相关参数进行具体分析。为此,采用数值计算方法分析了±800 kV特高压直流开关场内的避雷线参数,参数选择不仅要考虑绝缘安全距离要求,而且要避免避雷线表面场强过大发生电晕放电。分析结果表明,避雷线直径越粗、高度越高,其表面场强越小,而采用双分裂避雷线可以更有效降低表面场强,并减少雷击断线的危害,比单根避雷线更有优势。据此提出了双避雷线在母线及设备上方架设时的合理直径及高度,相关结果已用于向家坝-上海及锦屏-苏南±800 kV特高压直流开关场的设计方案。