特高压交流输电技术探析

我国能源资源和生产力发展呈逆向分布，能源丰富地区远离经济发达地区，因此长距离、大容量输电是我国未来电网发展的必然趋势，特高压交流输电正是具备这一能力的输电方式。特高压交流输电的主要优点如下：

1）提高传输容量和传输距离。随着电网区域的扩大，电能的传输容量和传输距离也不断增大。所需电网电压等级越高，紧凑型输电的效果越好。

2）提高电能传输的经济性。输电电压越高则输送单位容量的价格越低。

3）节省线路走廊。一般来说，一回1150kV输电线路可代替6回500kV线路。采用特高压输电提高了走廊利用率。

在特高压输电系统中，工频过电压和操作过电压的水平是关系到设备绝缘设计的关键因素，直接影响设备制造成本和系统的运行性能。尽可能降低工频过电压和操作过电压的水平对特高压输电技术的应用有非常重要的意义。一般来说，在特高压电网建设初期，尤其是电源送出工程初期，由于电源侧系统较弱，工频过电压水平较高，相应地导致操作过电压水平也提高。综合考虑操作过电压和工频过电压，根据目前国内已掌握的技术条件，通过在线路中间装设开关站，建设700km及以下的交流特高压线路在技术上是可行的，工频过电压和操作过电压能够限制在允许水平以下，且有利于考核设备性能。目前实施特高压交流输电技术需要研究的主要技术问题如下：

（1）无功平衡

特高压线路的充电功率很大（约为同长度500kV线路的5倍），无功平衡问题尤显突出。固定电感值的电抗器无功补偿可限制甩负荷时的工频过电压和正常运行时的容升效应，但这可能降低特高压线路的输送能力。为有效解决这一问题，需重点研究可控电抗器的技术要求、参数及对潜供电流和工频、操作过电压的作用。

（2）消除潜供电弧

特高压线路的潜供电流大，恢复电压高，潜供电弧难以熄灭，影响单相重合闸的无电流间歇时间和成功率，需研究快速消除潜供电弧的措施以确保故障相在两端断路器跳开后熄灭潜供电弧。日本采用快速接地开关，单相重合闸时间限制在1s内，较好地解决了这一问题，故需研究高速接地开关的技术要求、参数。(www.xing528.com)

（3）过电压限制及绝缘配合

操作波特性对特高压设备尺寸、造价影响较大，若出现饱和效应更会非线性增加尺寸，使造价过高。日、美、苏联的研究表明：采用带分合闸电阻的断路器、高性能MOA及并联电压电抗器可限制操作过电压小于1.6p.u，从而解决这一问题。故应重点研究新措施降低特高压系统过电压至一个较低水平，使绝缘配合中特高压设备对内过电压的要求降低。

（4）串联电容补偿

为提高特高压线路的输送容量和增强系统稳定度，需研究特高压系统的串联补偿装置及相关参数和技术要求。

（5）外绝缘

外绝缘研究包括特高压线路和变电站中各种电极结构空气间隙的放电特性，各类送、变电设备外绝缘的放电特性，不同海拔高度下的海拔修正系数等，需结合我国特点试验研究。另外，特高压线路的防雷、防污、带电作业也需结合沿线路的雷电活动情况、土壤电阻率情况、污源分布状况专题研究合理的绝缘配合原则并结合我国的带电作业方式、工具特点研究最小安全距离和组合间隙，为设计、运行维护提供技术依据。

（6）特高压设备

根据对国内产品制造单位的调研，大多数特高压输变电所需设备（如变压器、电抗器、避雷器、CT、PT、绝缘子、导线、金具、杆塔等）国内均有一定生产能力，部分设备（如GIS、高速接地开关等）在建设初期可以引进。可以预计，发展特高压输电技术不仅可以促进电网发展，还将有力推动和提升我国高压电器制造水平和生产能力。