文档介绍：特高压直流输电线路工程特点讲座(修改)
特高压直流输电线路工程的设计特点
1、什么是特高压?
更大输送容量和更长输电距离的需求,促进了输电技术的不断进步,使得更高电压等级的电网不断得到发展。通常我们把10kV至220kV电压等级的线路叫高压线路,把330kV至750kV的输电线路叫超高压(包括±500kV直流输电工程),国际上****惯把交流1000kV及以上和直流±800kV(±750kV)及以上叫做特高压输电技术。
电网电压等级越高,技术要求越高。因此输电网电压的高低,标志着电网的容量规模、覆盖供电区域和输电平均距离的大小和输电技术水平的高低。
2、直流输电工程特点
直流输电优点
(1)线路走廊小,杆塔结构简单,线路造价低,损耗小。与交流相比,输送同样的功率,直流架空线路可节省1/3的导线,1/3~1/2的钢材,损耗为交流的2/3,线路走廊较窄。直流不存在电容电流,沿线电压分布均匀,不需装设并联电抗器。
(2)直流电缆线路输送容量大、造价低、损耗小,不易老化、寿命长,输送距离不受限制。电缆耐受直流电压的能力比耐受交流电压高3倍以上,因此同样绝缘厚度和芯线截面的电缆,用于直流输电比交流输送容量大许多。直流电缆只需一根(单级)或两根(双级),而交流则需三根,因而造价低。直流电缆不像交流电缆存在交流电容,因而输送距离不受限制,有利于远距离送电。
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(3)直流输电不存在交流输电的稳定问题,有利于远距离大容量送电。交流线路存在静态稳定输送极限。随着距离的增加,交流允许的输送功率将减小。为增加输送功率必须采取提高稳定的措施,如增设串联电容补偿,增加输电线路回路数,送端系统快速切机、强行励磁等。这将使投资增加。而直流输电无须两端系统同步运行,不存在同步运行的稳定问题,输送容量和距离不受限制。
(4)采用直流输电可实现非同步电力系统间的联网。被连接的电网可以是不同额定频率的电网,也可以是频率相同但不同相位运行的电网。被联电网可保持自己的电能质量(如频率、电压)而独立运行,被联电网之间交换的功率可快速方便的进行控制,有利于运行和管理。
(5)在双级直流输电系统中,通常大地回路作为备用导线,使双级系统相当于两个可独立运行的单级系统运行。当一级故障时可自动转为单级系统运行,提高了系统的运行可靠性。
(6)直流输电可方便地进行分期建设和增容扩建,有利于发挥投资效益。双级直流工程可按极分期建设,先建一极单极运行,后再建另一极。
(7)直流输电输送的有功功率和换流器消耗的无功功率均可由控制系统进行控制,可利用这种快速可控性来改善交流系统的运行特性。有利于电网的经济运行和现代化管理。
直流输电缺点
(1)直流换流站比交流变电所的造价要高许多。换流站设备多、结 2
构复杂、造价高、损耗大、运行费用高。通常交流变电所的主要设备是变压器和断路器,而换流站还有换流器、平波电抗器、交流滤波器、直流滤波器、无功补偿设备以及各种类型的交流和直流避雷器。由于设备多,损耗和运行费用相应增加,运行和维护也较复杂。
(2)占地面积大,可靠性相对较差。由于换流站设备多,因而占地面积大,同时可靠性因设备多而降低了。
(3)晶闸管换流器进行换流时消耗大量的无功功率,每个换流站均需装无功补偿设备。当换流站接于弱交流系统时,为提高系统动态电压的稳定性和改善换相条件,有时还需装设同步调相机或静止无功补偿装置。
(4)直流利用大地(或海水)为回路会带来一些技术问题。如接地极附近入地直流电流对金属构件、地下管道、电缆的埋设物的电腐蚀问题;地中直流电流流过中性点接地变压器使变压器饱和引起的问题;对通信系统干扰问题。
(5)直流断路器由于没有电流过零点可以利用,灭弧问题难以解决,给制造带来困难,使多端直流输电工程发展缓慢。
3、国内外直流输电工程概况
我国直流输电工程
我国从20世纪80年代开始建设直流输电工程,到现在共有8项直流工程投入运行,一项正在施工,多项正在设计。到目前为止,我国已投入运行的±500kV直流线路总长约4705km,输送容量达12000MW。
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(1)舟山直流输电工程
我国依靠自己力量建设的中国第一项直流工程,联接浙江宁波和舟山,线路全长54km(12km海缆,42km架空线),单极100kV,50MW。87年试运行,89年正式商业运行。
(2)葛洲坝-上海直流工程
华中华东第一回直流联网工程,西起葛洲坝换流站,东至上海南桥换流站,线路全长1045km,±500kV,1200MW。85年开工建设,89年单极投运,90年双极商业运行。
(3)天生桥-广州直流输电工程
该工程是西电东送的一部分,和天广交流工程形成交直流并联的的输电系