本套特高壓直流輸電技術叢書,是根據(jù)國內(nèi)各直流輸電工程設計、建設和運行經(jīng)驗及2005年以來特高壓直流輸電科研和試驗成果編制而成。本套叢書包括《特高壓直流輸電理論》、《特高壓直流輸電工程電磁環(huán)境》、《特高壓直流外絕緣技術》、《特高壓直流輸電系統(tǒng)過電壓及絕緣配合》、《特高壓直流電氣設備》、《特高壓直流輸電線路維護與檢測》和《特高壓直流輸電線路》共七個分冊。
《特高壓直流輸電技術叢書 特高壓直流電氣設備》是《特高壓直流輸電技術叢書》的第五分冊--《《特高壓直流電氣設備》,共分十章。主要介紹了特高壓換流變壓器、特高壓直流換流閥、特高壓平波電抗器、特高壓直流避雷器、特高壓直流套管、交、直流濾波器、特高壓直流換流站開關、直流測量裝置、直流場支柱絕緣子、母線及均壓屏蔽措施和特高壓直流帶電考核場。
介紹了2005年以來我國特高壓直流輸電關鍵技術的研究成果,對我國建設特高壓電網(wǎng)、促進電網(wǎng)現(xiàn)代化建設和保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行具有深遠意義
電力工業(yè)是關系國計民生的基礎產(chǎn)業(yè),改革開放30年來,電力工業(yè)走過了一條輝煌的改革發(fā)展之路,電力結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化,電力工業(yè)裝備和技術水平已躋身世界大國行列。國家電網(wǎng)公司在認真分析我國電力工業(yè)和電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢的基礎上,提出了加快建設由百萬伏級交流和±800kV級直流系統(tǒng)構(gòu)成的特高壓電網(wǎng)的發(fā)展目標,這是落實科學發(fā)展觀,貫徹國家能源政策,確保電力工業(yè)全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展的重大舉措,必將有利于實現(xiàn)更大范圍的資源優(yōu)化配置,對滿足未來我國經(jīng)濟社會發(fā)展的用電需求,具有重大的政治意義、經(jīng)濟意義和技術創(chuàng)新意義。特高壓在中國的實現(xiàn),將成為中國電力發(fā)展的重要里程碑。
特高壓直流輸電具備超遠距離、超大容量、低損耗的送電能力,且調(diào)節(jié)靈活,更適合于大型水、火電基地向遠方負荷中心送電,能夠提高資源的開發(fā)和利用效率,緩解環(huán)保壓力,節(jié)約寶貴的土地資源,具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益,符合我國國情和國家能源發(fā)展戰(zhàn)略,得到了黨和國家領導人及政府主管部門的高度重視和支持。國家能源領導小組辦公室將特高壓輸電工作列為能源工作的重點,要求科學論證,做好特高壓輸電試驗示范工程建設和設備國產(chǎn)化方案,為特高壓電網(wǎng)的規(guī)劃建設指明了方向。2005年2月16日,國家發(fā)展和改革委員會下發(fā)了《關于開展百萬伏級交流、±800kV級直流輸電技術前期研究工作的通知》(發(fā)改辦能源[2005]282號)。2005年12月22日,經(jīng)國務院批準,國家發(fā)展和改革委員會下發(fā)的發(fā)改能源[2005]2730號文中,明確指出金沙江一期電站送出輸電方案初定采用3回±800kV、6400MW的直流輸電方案,標志著特高壓直流輸電工程進入實質(zhì)性階段。
±800kV級直流輸電工程,是目前世界上電壓等級最高的直流輸電工程,國外雖曾進行過一些研究,但無實際工程運行經(jīng)驗。為解決±800kV直流輸電工程關鍵技術問題,國家電網(wǎng)公司于2005年初啟動了特高壓直流輸電工程關鍵技術研究和可行性研究,組織電力系統(tǒng)各科研、咨詢、設計單位和高等院校,開展了直流輸電系統(tǒng)電磁環(huán)境、過電壓及絕緣配合、外絕緣特性、特高壓直流換流器接線方式等問題的研究,已取得了豐碩成果,為輸電線路、換流站設計、主要設備設計和制造提供了技術依據(jù)。為使工程建立在更可靠的科學試驗的基礎上,2006年1月19日,國家電網(wǎng)公司向中國電力科學研究院發(fā)出了《關于下達特高壓直流試驗基地建設任務的通知》,同年8月10日,特高壓直流試驗基地在北京市中關村科技園區(qū)的昌平園區(qū)奠基。2007年6月28日,特高壓直流試驗基地試驗線段全線帶電,一次性成功升壓至±800kV,緊接著戶外沖擊試驗場等試驗裝置相繼建成,并投入使用,標志著中國在特高壓直流輸電試驗能力和試驗技術方面達到了國際領先地位。
為了更好地培養(yǎng)特高壓電網(wǎng)工程所需人才,推動特高壓電網(wǎng)建設的進程,國家電網(wǎng)公司組織參與特高壓直流輸電工程建設的專家和技術人員,編寫了《特高壓直流輸電技術叢書》,包括《特高壓直流輸電理論》《特高壓直流輸電工程電磁環(huán)境》《特高壓直流外絕緣技術》《特高壓直流輸電系統(tǒng)過電壓及絕緣配合》《特高壓直流電氣設備》《特高壓直流輸電線路維護與檢測》和《特高壓直流輸電線路》共七冊。
叢書總結(jié)了國內(nèi)各直流輸電工程設計、建設和運行經(jīng)驗及2005年以來特高壓直流輸電科研和試驗成果,凝聚了我國電力科技工作者的集體智慧。
本套叢書可作為從事特高壓電網(wǎng)直流輸電理論研究、科研試驗、規(guī)劃設計、設備制造、施工建設、運行維護等工作的技術人員的培訓教材,也可為高等院校師生了解最前沿的特高壓直流輸電技術提供參考,還可供關心我國特高壓輸電事業(yè)的各界人士借鑒。
特高壓輸電是當今世界最先進的送電技術,隨著特高壓電網(wǎng)在中國的建設,我們?nèi)詴媾R新的課題和大量工作。本書僅是我國特高壓輸電技術科研人員實踐的總結(jié),旨在為工程技術人員今后開展相關工作提供指導和借鑒,書中不足之處,敬請讀者指正。
編 者
2009年3月
前言
緒論1
第一章 特高壓換流變壓器9
第一節(jié) 特高壓換流變壓器的作用9
第二節(jié) 換流變壓器的結(jié)構(gòu)特點10
第三節(jié) 特高壓換流變壓器的設計16
第四節(jié) 換流變壓器選型與試驗18
第二章 特高壓直流換流閥33
第一節(jié) 特高壓直流換流閥的作用及特點33
第二節(jié) 特高壓直流換流閥結(jié)構(gòu)與特點36
第三節(jié) 特高壓直流換流閥的選型(設計)與試驗58
第三章 特高壓平波電抗器78
第一節(jié) 特高壓平波電抗器的作用78
第二節(jié) 特高壓平波電抗器的結(jié)構(gòu)特點79
第三節(jié) 特高壓平波電抗器的選型與試驗82
第四章 特高壓直流避雷器97
第一節(jié) 概述97
第二節(jié) 直流電阻片的特性99
第三節(jié) 特高壓直流避雷器的結(jié)構(gòu)特點102
第四節(jié) 特高壓直流避雷器的設計與主要性能參數(shù)102
第五節(jié) 特高壓直流避雷器的試驗108
第五章 特高壓套管113
第一節(jié) 概述113
第二節(jié) 特高壓變壓器套管114
第三節(jié) 直流穿墻套管117
第六章 交、直流濾波器120
第一節(jié) 交、直流濾波器的作用及特點120
第二節(jié) 交流濾波器122
第三節(jié) 直流濾波器140
第七章 特高壓直流換流站開關146
第一節(jié) 概述146
第二節(jié) 特高壓直流換流站開關結(jié)構(gòu)148
第八章 直流測量裝置155
第一節(jié) 直流電壓測量裝置155
第二節(jié) 直流電流測量裝置159
第九章 直流場支柱絕緣子、母線及均壓屏蔽措施166
第一節(jié) 直流場支柱絕緣子及母線166
第二節(jié) ±800kV換流站極母線和屏蔽環(huán)的
可見電暈特性170
第十章 特高壓直流帶電考核場175
第一節(jié) 概述175
第二節(jié) 特高壓直流帶電考核場主要功能176
第三節(jié) 特高壓直流帶電考核場設計17