高电压技术绪论第一章课件.ppt
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1、高电压技术,High Voltage Technology,Teacher: 钟云,Cell Phone: 13617917378,office: 信工楼c206Office hour:每周四上午9-12点,1,高电压技术High Voltage Technology,如何解释下列典型现象,2,如何解释下列典型现象2,1) 一群顽童在火车站玩耍,当他们在铁道上追逐并攀爬一停靠货场的车厢时,一九龄女童遭车厢上方高压电电击不幸身亡,而电击火花又留下隐患,一个多小时后,车载货物燃起大火。车厢上方高压电对刘艺放电,电弧引燃了孩子身上的衣服,她顿时变成了一个火人,惨叫声、呼救声令人心碎。强大的电流瞬间夺
2、走了刘艺年幼的生命。,3,1) 一群顽童在火车站玩耍,当他们在铁道上追逐并攀爬一停靠货,220kV线路绝缘子 500kV线路绝缘子,2)绝缘子串、隔离开关安装特点(220kV & 500kV),4,220kV线路绝缘子,220kV隔离开关 500kV隔离开关,5,220kV隔离开关,6,6,3) 电弧现象,7,3) 电弧现象7,4) CVT、变压器套管特点,电容式电压互感器 主变压器,8,4) CVT、变压器套管特点电容式电压互感器,9,9,5)变压器套管绝缘和电缆头绝缘结构特点?,10,5)变压器套管绝缘和电缆头绝缘结构特点?10,6. 高压电缆结构?,11,6. 高压电缆结构?11,7)大
3、型变压器为什么装电扇 ?,12,7)大型变压器为什么装电扇12,8)专劈奶牛的雷:雷击牛棚后,奶牛应声倒地(或被击死),而处于同一地点的人则无事,为什么?9)变电站中通常要安装避雷器,为什么?10)为什么在发电机高压母线上装设电容器?11) 中性点不接地系统中,为什么有时会出现电磁式电压互感器的严重过热、进而冒油、烧损、爆炸?12) 在中性点不接地系统中,如含有大量的电力电缆线路,则系统中的单相短路故障容易发展成相间短路故障,为什么?,13,8)专劈奶牛的雷:雷击牛棚后,奶牛应声倒地(或被击死),而处,绪论,一、高压输电的发展历史二、发展高压输电的必要性三、中国电力工业的发展与现状四、高电压技
4、术的主要研究内容五、高电压技术的应用六、高电压技术面临的主要问题,14,绪论一、高压输电的发展历史14,1.电网发展历史1875年,法国巴黎北火车站建成世界上第一座火力直流发电厂,标志着世界电力时代的到来。 1891年,在德国劳芬电厂安装了世界第一台三相交流发电机:它发出的三相交流电通过第一条13.8kV输电线将电力输送到远方用电地区,使电力既用于照明,又用于动力,从而开始了高压输电的时代。 1879年,中国上海公共租界点亮了第一盏电灯。1882年,第一家电业公司上海电气公司成立(1台12kW直流) 。 100多年来,输电电压由最初的13.8kV逐步发展到20,35,66,110,134,22
5、0,330,345,400,500,735,750,765,1000kV。,一、高压输电的发展,15,1.电网发展历史一、高压输电的发展15,1908年,美国建成了世界第一条110kV输电线路;经过15年,于1923年,第一条230kV线路投入运行;1954年建成第一条345kV线路。从230kV电压等级到345kV电压等级经历了31年。在345kV投运15年后,1969年建成了765kV线路。1952年,瑞典建成世界上第一条380kV超高压线路。1965年,加拿大建成世界第一条735kV超高压线路。,1.(续),16,1.(续)16,1952年,前苏联建成第一条330kV线路;1956年建成
6、400kV线路;1967年建成750kV线路。从330kV电压等级发展到750kV电压等级用了15年时间。 欧洲和美国,在超高压输电方面,主要发展345kV、380kV和750kV电压级, 500kV线路发展比较慢。1964年,美国建成第一条500kV线路,从230kV到500kV输电,时间间隔达36年。前苏联的500kV电压等级是在400kV基础上升级发展起来的,1964年,建成完善的500kV输电系统。 1985年,前苏联建成世界上第一条1150kV特高压输电线路。从500kV电压等级到1150kV电压等级用了20年时间。,1.(续),17,1952年,前苏联建成第一条330kV线路;19
7、56年建成,2.中国电网发展历史 中国,1949年前,电力工业发展缓慢,输电电压按具体工程决定,电压等级繁多: 1908年建成22kV石龙坝水电站至昆明线路, 1921年建成33kV石景山电厂至北京城的线路。 1933年建成抚顺电厂的44kV出线。 1934年建成66kV延边至老头沟线路。 1935年建成抚顺电厂至鞍山的154kV线路。 1943年建成110kV镜泊湖水电厂至吉林延边线路。,18,2.中国电网发展历史18,中国, 1949年新中国成立后,按电网发展统一电压等级,逐渐形成经济合理的电压等级系列:1952年,用自主技术建设了110kV输电线路,逐渐形成京津唐110kV输电网。195
8、4年,建成丰满至抚顺李石寨220kV输电线路,随后继续建设辽宁电厂至李石寨,阜新电厂至青堆子等220kV线路,迅速形成东北电网220kV骨干网架。1972年建成330kV刘家峡关中输电线路,全长534km,随后逐渐形成西北电网330kV骨干网架。1981年建成500kV河南平顶山姚孟湖北武昌输电线路,全长595km。为适应葛洲坝输变电的需要。,2. (续),19,中国, 1949年新中国成立后,按电网发展统一电压等级,1983年又建成葛洲坝-武昌和葛洲坝-双河两回500kV线路,开始形成华中电网500kV骨干网架。 1989年建成500kV葛洲坝-上海高压直流输电线,实现了华中-华东两大区的直
9、流联网。 中国,在逐渐形成330kV和500kV区域输电骨干网架的同时,于20世纪80年代初开始了330kV和500kV以上更高电压等级的论证。1984年,国家明确提出500kV以上的输电电压为1000kV特高压、330kV以上的输电电压为750kV。 2019年9月,中国在西北地区(青海官厅兰州东)建成了一条750kV输电线路,长度为140.7 km。输、变电设备,除GIS外,全部为国产。2019年12月 1000kV晋东南南阳荆门输电线路工程建成,2. (续),20,1983年又建成葛洲坝-武昌和葛洲坝-双河两回500kV线路,电网发展的历史表明 : 相邻两个电压等级的级差,在一倍以上是经
10、济合理的。 新的更高电压等级的出现时间一般为1520年。 前苏联1150kV输电线路的运行表明: 特高压输电技术和设备,经过20年的研究和开发,到20世纪80年代中期,已达到用于实际的特高压输电工程的要求。,3.高压输电的发展,21,电网发展的历史表明 :3.高压输电的发展21,高压 100kV超高压 1001000kV特高压 1000kV,22,高压 100kV22,高压输电,23,高压输电23,二、发展特高压的必要性,1.特高压定义交流输电高 压:35kV220kV 超高压:330kV及以上、1000kV以下特高压:1000kV及以上直流输电超高压直流:600kV级(含620kV)及以下特
11、高压直流:750kV及以上,24,二、发展特高压的必要性1.特高压定义24,2.我国不同电压等级电网的分类高压电网:110kV和220kV电网。超高压电网:由交流330kV、500kV、750kV和直流500kV构成的电网。特高压电网:由交流1000kV和直流800kV构成的电网。,25,2.我国不同电压等级电网的分类25,3.特高压输电的优点,提高输送容量交流线路的自然功率是表征其送电能力的一项指标,其计算公式如下: 一回1000kV特高压输电线路的自然功率接近500万千瓦,约为500kV输电线路的五倍左右。800kV直流特高压输电能力可达到640万千瓦,是500kV高压直流的2.1倍,是6
12、20kV高压直流的1.7倍。,26,3.特高压输电的优点提高输送容量26,自然功率,自然功率就是输电线路受端每相接入一个波阻抗的负荷时线路输送的功率,它主要用来分析输电线路的输电能力、电压和无功调节等问题。当线路输送自然功率时,由于线路对地电容产生的无功与线路电抗消耗的无功相等,因此送端和受端的功率因数一致;当输送功率低于自然功率时,由于充电功率大于线路消耗无功,必然导致线路电压升高;相反,当线路输送功率大于自然功率,由于无功不足,需要额外的无功补偿,在没有无功补偿的情况下,线路电压就会下降。所以,线路在输送自然功率的时候,经济性最好、最合理。,27,自然功率自然功率就是输电线路受端每相接入一
13、个波阻抗的负荷时线,缩短电气距离,提高稳定极限 交流线路的输送功率可按下式计算:1000千伏线路的电气距离相当于同长度500千伏线路的1/41/5。换句话说,在输送相同功率的情况下,1000kV特高压输电线路的最远送电距离约为500kV线路的4倍。采用800kV直流输电技术使超远距离的送电成为可能,经济输电距离可以达到2500km及以上。,28,缩短电气距离,提高稳定极限28,降低线路损耗 输电线路损耗可按下式估算: 可见,在导线总截面、输送容量均相同,即R、S值相等的情况下,1000kV交流线路的电阻损耗是500kV交流线路四分之一。800kV直流线路的电阻损耗是500kV直流线路的39,是
14、620kV直流线路的60。,29,降低线路损耗29,减少工程投资1000kV交流输电方案的单位输送容量综合造价约为500kV输电方案的四分之三。800kV直流输电方案的单位输送容量综合造价也约为500kV直流输电方案的四分之三。,30,减少工程投资30,提高单位走廊输电能力,节省走廊面积交流特高压:同塔双回和猫头塔单回线路的走廊宽度分别为75米和81米,单位走廊输送能力分别为13.3万千瓦/米和6.2万千瓦/米,约为同类型500kV线路的三倍。直流特高压:800kV、640万千瓦直流输电方案的线路走廊约76米,单位走廊宽度输送容量为8.4万千瓦/米,是500kV、300万千瓦方案的1.29倍,
15、620kV、380万千瓦方案的1.37倍。,31,提高单位走廊输电能力,节省走廊面积31,改善电网结构,降低短路电流 通过特高压实现长距离送电,可以减少在负荷中心地区装设机组的需求,从而降低短路电流幅值。长距离输入1000万千瓦电力,相当于减少本地装机17台60万千瓦机组。每台60万千瓦机组对其附近区域500千伏系统的短路电流约增加1.8kA,如果这些机组均装设在负荷中心地区,对当地电网的短路电流水平有较大的影响。 通过特高压电网,实现分层分区布局,可以优化包括超高压在内的系统结构,从根本上解决短路电流超标问题。,32,改善电网结构,降低短路电流32,加强联网能力通过交流特高压同步联网,可以大
16、幅度缩短电网间的电气距离,提高稳定水平,发挥大同步电网的各项综合效益。通过直流特高压异步联网,满足长距离、大容量送电的要求,沿线不需要提供电源支撑。 通过特高压联网,增强网络功率交换能力,可以在更大范围内优化能源资源配置方式。,33,加强联网能力33,34,34,4.新发展,特高压输电 各国发展特高压输电的原因不尽相同 俄罗斯有可能在2020年左右建设18002000kV线路 直流输电、紧凑型输电及灵活输电 直流输电的优越性值得重视 我国第一条220kV紧凑型试验线路从北京安定到河北廊坊,长26公里,于1994年9月投入试运行 其它的输电方式如超导输电、低温输电、无线输电、多相输电等也在研究中
17、,35,4.新发展特高压输电35,特高压输电技术研究的基本结论 经过各国特高压技术的研究和试验,技术问题已不是特高压输电发展的限制性因素。发展特高压电网在经济上是有吸引力的。特高压电网出现和发展的进程由大容量输电的需求所决定,主要取决于用电负荷的增长情况。,第二张,36,特高压输电技术研究的基本结论第二张36,三、中国电力工业的现状与发展,电压等级 已建成交流500kV、330kV、220kV、110kV、35kV及直流500kV电压等级,西北正在建设750kV线路,规划建设百万伏级交流和750千伏级直流系统组成的输电网络我国电网基本框架 发展全国联网是解决我国能源分布与电力消费矛盾的重要措施
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- 电压 技术 绪论 第一章 课件

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