±800kV特高压直流输电线路节能导线选择研究
±800kV特高压直流输电线路节能导线选择研究
发表时间：2015-12-03T16:52:06.117Z 来源：《电力设备》2015年4期供稿作者：郭瀚
[导读] 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司根据我国经济发展和能源分布格局，按照电力中长期发展规划，需要将西南水电、西北火电、西部光伏发电、风力发电等各类形式的电能输送到中东部负荷中心。
郭瀚
（中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司广州 510663）
摘要：本文首先介绍了节能导线的分类，并以假设±800kV线路模型为例，对各种节能导线与普通钢芯铝绞线进行技术经济比较，分析利用节能导线后的经济效益和社会效益，提出推广及节能导线的合理建议。
关键词：节能导线；特高压直流输电；型线；年费用法
0引言
进入21世纪，国家大力提倡节能减排和使用新能源。我国政府正在以科学发展观为指导，加快发展现代能源产业，坚持节约资源和保护环境的基本国策，把建设资源节约型、环境友好型社会放在工业化、现代化发展战略的突出位置。根据我国经济发展和能源分布格局，按照电力中长期发展规划，需要将西南水电、西北火电、西部光伏发电、风力发电等各类形式的电能输送到中东部负荷中心。预计未来15年内我国需要建设的直流输电工程超过30 项，输送总容量超过1.5 亿千瓦[1-4]。因此，非常有必要研究特高压直流输电线路的节能导线的选择。
本文以±800kV直流输电线路模型为例，对各种节能导线与普通钢芯铝绞线进行技术经济比较，提出推广及节能导线的合理建议。
1节能导线选择.
目前国内节能导线主要分为软铝类节能导线、高导电率钢芯铝绞线、中强度铝合金绞线、高导电率硬铝类节能导线等。
碳纤维复合材料芯软铝绞线更适宜在老、旧线路改造中应用，以充分发挥其高运行温度的优势。在施工条件较好的新建线路中，经过技术经济比较，特强钢芯软铝绞线也勉强可以采用。但总体来说，软铝类节能导线更适合解决增容问题，并不适宜在新建的输电线路工程中推广应用。
铝合金芯铝绞线（圆铝和型铝）、中强度全铝合金绞线、钢芯高导电率硬铝绞线从全寿命周期经济性、施工和运行方便性、通用设计匹配性三个方面都有良好的表现，目前国内产能和制造水平也可满足工程招标要求，因此适合在新建线路中全面推广。
2导线型式选择
根据系统方案的要求，综合考虑电流密度以及电磁环境等因素，选用的截面为6×630。根据截面，选择了前文所述3种类型节能导线与钢芯铝绞线进行比较，分别为：高导电率钢芯铝绞线、铝合金芯铝绞线、中强度铝合金绞线。其中铝合金芯铝绞线分别考虑圆线结构和型线结构。鉴于目前国内硬铝单线生产水平，高导电率硬铝分别选取可大规模化工业生产的61.5％IACS（L1）硬铝和可已具备规模化生产的62.5％IACS（L3）硬铝，所选参比的节能导线型式详见表2.1所示。
±800kV特高压直流输电线路节能导线选择研究
±800kV特高压直流输电线路节能导线选择研究 发表时间：2015-12-03T16:52:06.117Z 来源：《电力设备》2015年4期供稿作者：郭瀚 [导读] 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司根据我国经济发展和能源分布格局，按照电力中长期发展规划，需要将西南水电、西北火电、西部光伏发电、风力发电等各类形式的电能输送到中东部负荷中心。 郭瀚 （中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司广州 510663） 摘要：本文首先介绍了节能导线的分类，并以假设±800kV线路模型为例，对各种节能导线与普通钢芯铝绞线进行技术经济比较，分析利用节能导线后的经济效益和社会效益，提出推广及节能导线的合理建议。 关键词：节能导线；特高压直流输电；型线；年费用法 0引言 进入21世纪，国家大力提倡节能减排和使用新能源。我国政府正在以科学发展观为指导，加快发展现代能源产业，坚持节约资源和保护环境的基本国策，把建设资源节约型、环境友好型社会放在工业化、现代化发展战略的突出位置。根据我国经济发展和能源分布格局，按照电力中长期发展规划，需要将西南水电、西北火电、西部光伏发电、风力发电等各类形式的电能输送到中东部负荷中心。预计未来15年内我国需要建设的直流输电工程超过30 项，输送总容量超过1.5 亿千瓦[1-4]。因此，非常有必要研究特高压直流输电线路的节能导线的选择。 本文以±800kV直流输电线路模型为例，对各种节能导线与普通钢芯铝绞线进行技术经济比较，提出推广及节能导线的合理建议。 1节能导线选择. 目前国内节能导线主要分为软铝类节能导线、高导电率钢芯铝绞线、中强度铝合金绞线、高导电率硬铝类节能导线等。 碳纤维复合材料芯软铝绞线更适宜在老、旧线路改造中应用，以充分发挥其高运行温度的优势。在施工条件较好的新建线路中，经过技术经济比较，特强钢芯软铝绞线也勉强可以采用。但总体来说，软铝类节能导线更适合解决增容问题，并不适宜在新建的输电线路工程中推广应用。 铝合金芯铝绞线（圆铝和型铝）、中强度全铝合金绞线、钢芯高导电率硬铝绞线从全寿命周期经济性、施工和运行方便性、通用设计匹配性三个方面都有良好的表现，目前国内产能和制造水平也可满足工程招标要求，因此适合在新建线路中全面推广。 2导线型式选择 根据系统方案的要求，综合考虑电流密度以及电磁环境等因素，选用的截面为6×630。根据截面，选择了前文所述3种类型节能导线与钢芯铝绞线进行比较，分别为：高导电率钢芯铝绞线、铝合金芯铝绞线、中强度铝合金绞线。其中铝合金芯铝绞线分别考虑圆线结构和型线结构。鉴于目前国内硬铝单线生产水平，高导电率硬铝分别选取可大规模化工业生产的61.5％IACS（L1）硬铝和可已具备规模化生产的62.5％IACS（L3）硬铝，所选参比的节能导线型式详见表2.1所示。
浅谈高压直流输电对交流电网继电保护影响
浅谈高压直流输电对交流电网继电保护影响 摘要：目前在交流电网的继电保护工作中尚且存在许多不足之处，需要工作人 员引起注意并且加以解决，比如直流输电的交流母线通过多条线路和多落点接入 交流电网，对含有直流馈入的电网做仿真分析，在直流馈入点附近采用受影响小 的继电保护装置等等，这些都是可取的措施。 关键词：高压直流；输电；交流电网；继电保护；分析 1导言 近年来我国尤其是沿海经济发达地区用电需求增长很大,但是我国能源丰富地 区大都在西部,这种能源和负荷分布不平衡的局面促使我国实行“西电东送”工程,因此,大力开发西南水电,采用特高压直流将电能输送到沿海经济发达地区势在必行。 2直流偏磁成因 对于特高压直流输电来讲，较之于常规高压直流输电有所区别，而且运行方 式也非常的复杂，即便是一个双极特高压直流输电系统其运行方式也可能达到二 十多种。当电极不对称以大地作为回路运行过程中，直流电流就会以大地作为一 部分构成一个回路，如此强大的电流会在接地极址位置形成相对比较恒定的电流场，进而对接地极与周围交流系统产生巨大的影响。实践中可以看到，距离接地 极址越近，则直流电场就越大，反之亦然。 2高压直流输电线路继电保护的整体情况和存在问题 2.1高压直流输电线路继电保护的整体情况 从新中国成立以来，以换流技术为基础的交流电网继电保护技术就开始有了 进步，尤其是在高压直流输电上取得了更可喜的发展成果。在当前情况下，用作 长距离高能量电能传输的更多的是依靠半控型器件晶闸管的电流源换流器高压直 流输电（CSCHVDC）；而由全控型器件构成的电压源换流器高压直流输电（VSC-HVDC）则偏向于受端弱系统。与此相对应的，高压直流输电线路的电网构造从之前的两端系统拓展成多段的体系；电网的线路也发生了改变，从之前单纯的海底 电缆形式转变成架空线路和电缆共存的形式；此外，高压直流输电在运输的地域 宽度、功率大小、电压高低等方面都展现了更突出的优势。目前的直流输电电网 继电保护工作在开展时，主要依靠ABB和SIEMENS公司，分为几种不同的保护方式。 2.2高压直流输电线路继电保护的现存问题 从保护效果的形成机制看，目前的直流输电继电保护工作成效不高，主要是 因为设计理念不先进、方案可实施性不强，主保护工作不力是因为系统的灵敏性弱、故障处理不到位、整体规划不强、采样率要求太高和对干扰的抵抗程度低等等。而后备保护工作不到位，则是因为保护的时效性不强、低电压保护缺少根据 等等原因。就交流电网的保护配置方面看，直流输电的保护类型太过单调，不够 可靠，一旦发生故障不能及时处理。 3交流电网的现状 自从第一个交流发电站成立以来，交流电网凭借以下的优势迅速的发展并被 广泛的使用。一是利用建立在电磁感应原理基础上的交流发电机可以很经济方便 地把机械能（水流能、风能）、化学能等其他形式的能转化为电能；交流电源和 交流变电站与同功率的直流电源和直流换流站相比，造价大为低廉。二是交流电 可以方便地通过变压器升压和降压，这给配送电能带来极大的方便。随着技术的 不断深入，交流电网出现了一些问题，主要有以下几方面：一是交流输电不能做
特高压直流输电的现状与展望
特高压直流输电的现状与展望 摘要：特高压直流输电大多用于长距离输电，例如海底电缆、大型发电站输电等，在我国，其是指通过1000kV级交流电网和±600kV级以上直流电网要求构成 的电网系统。放眼现在，直流输电在电力传输中的地位与日俱增，尤其在结合计 算机等技术后，特高压直流输电系统的整体调控更加可靠。本文将通过分析我国 特高压直流输电的现状，以及探究今后发展的展望，讨论特高压直流输电如何在 个别恶劣环境中进行应用的问题。 关键词：特高压；直流输电；现状；展望 1 特高压直流输电的现状 1.1 发展速度快 从上世纪六十年代开始，由于部分发达国家需要向部分地区进行远距离、大 容量输电的需求，开始了对特高压直流输电的研究。从开始阶段的不到一千公里，五十万千伏直流输电电压，输电功率六百万千瓦，到如今的上千公里，八十万千 伏直流输电电压，其中的发展速度无疑是飞快的。除此之外，由于现代科技更为 发达，再加上可以通过计算机进行实时地检测，特高压直流输电系统在调节方面 的优化，可谓是跨越了一大步。此外，相较于以往的电线，光纤的使用也使得特 高压直流输电在传输过程中的安全性得以提高，大大提高了其输电效率。并且， 特高压直流输电的应用范围也大大扩增，不再局限于几个发达国家。 1.2 效率更高 在远距离大容量输电方面，相较于交流输电，或者是超高压输电方式，特高 压直流输电通常会是更好的选择，其在经济投资、能源损耗以及工程规模方面都 要优于交流输电和超高压输电。例如，在特高压和超高压两种方式之间，面对相 同的输电工程，姑且定为10GW的输送功率，2千米的输送距离，超高压输电需 要240亿元的投资，在输电过程中有将近1.15GW的损耗，其工程规模为135米，而特高压输电只需要200亿元的投资，在输电过程中只有1GW的损耗，工程规 模也只有120米；而相等电压等级情况下的交流输电方式，需要315亿元的投资，在输电过程中更是有1.7GW的线损，工程规模也远远大于前面两种方案。所以， 在远距离大容量电力输送过程中，特高压直流输电的输电效率更好。 1.3 我国特高压直流输电现状 我国从上世纪八十年代才开始尝试建设超高压直流输电工程，即葛洲坝直流 输电工程，虽然开始较晚，但发展十分迅速。经过这些年的技术积累，我国现已 具备建设特高压直流输电工程的技术，并于2010年，完全通过我国自主研发， 成功建造了在当时而言，技术领先全球、输电能力最大的±800kV的向家坝特高压 直流输电工程。在今后3~5年中，我国还将在其他地区建设特高压直流输电工程，预计将会达到二十个左右。 2 特高压直流输电的特点 2.1 技术性能更加稳定 直流输电技术基本不存在系统稳定的问题，可以实现电网的非同期互联。简 单来说，就是指直流输电在连接连两个交流系统时，可以在非同步时期运行，在 效果方面，通过交变直，直变交，将两个直流系统隔离，使得两边能够独立运行。除此之外，在运行期间，如果线路发生短路，直流输电能够及时地进行调节，恢 复时间也很短，例如直流输电单极故障的恢复时间一般不超过0.4秒，除此之外，还可以抑制振荡阻尼和次同步振荡的影响。
高压直流输电优缺点
浅谈特高压直流输电 将电能从大型火力、水力等发电厂输送到远方负荷中心地区时会遇到远距离输电问题。要实现远距离的大功率传输，需采用超高压或特高压输电技术。在特高压输电技术中有交流和直流两种方案，可根据技术经济条件和自身特点加以选择。特高压交流输电是目前国内外最基本的远距离输电方式，而特高压直流输电不存在同步稳定性问题，是大区域电网互联的理想方式。下面我将结合自己所学知识与查阅的资料对特高压直流输电进行概括的阐述。 直流输电是指将送端系统的正弦交流电在送端换流站升压整流后通过直流线路传输到受端换流站，受端换流站将直流逆变成正弦的工频交流电后降压和受端系统相连。而对于换流站，它的核心元件是换流器，，由1 个或数个换流单元串联而成，电路均采用三相换流桥，材料多采用可控硅阀。它的基本工作原理是，控制调节装置通过控制桥阀的触发时刻，可改变触发相位，进而调节直流电压瞬时值、电阻上的直流电流、直流输送功率。同时，相同的触发脉冲控制每个桥阀的所有可控硅元件。当三相电源为对称正弦波的情况下，线电压由负到正的过零点时，脉冲触发桥阀，同时阀两端电压变正，阀立即开通。6 个脉冲发生器分别完成对单桥换流器的6 个桥阀的触发，恰好交流正弦波电源经过1 个周期，线电压又达到下一个过零点进行第二个触发周期。一般，工程上为了获得脉波更小的直流输电电压，通常采用12脉的双桥换流器。 与交流输电相比，直流输电技术具有以下特点：输电功率大小、方向可以快速控制调节；直流输电系统的接入不会增加原有系统的短路容量；利用直流调制可以提高系统的稳定水平；直流的一个极发生故障，另一个极可以继续运行，且可以利用其过负荷能力减少单极故障下的树洞功率损失；另外直流架空线路走廊宽度约为相同电压等级交流输线路走廊宽度的一半。而对于特高压直流输电，它不但具有常规直流输电的特点，而且还能够很好的解决我国一些现存的问题： 1、我国一次能源分布很不均衡, 水利资源2/ 3分布在西南地区, 煤矿资源2/ 3 分布在陕西、山西及内蒙古西部。而电力需求又相对集中在经济发展较好较快的东部、中部和南部区域。能源产地和需求地区之间的距离为1 000~ 2 500 km。因此我国要大力发展西电东送, 实现南北互供, 全国联网。特高压直流输电在远距离输电方面较为经济, 而且控制保护灵活快速, 是实现南北互供的较好途径。 2、我国东部、中部、南部地区是我国经济发达地区, 用电需求大, 用电负荷有着较高的增长率。特高压直流输电能够实现大容量输电, 规划的特高压直流输电工程的送电容量高
电缆截面选择的注意事项(改).
关于电缆截面选择的注意事项 摘要：本文结合建筑电气设计的实践经验，详细探讨配电设计中对于低压电缆截面选择遇见的设计问题，并提出相应措施，以供类似工程的电气设计参考。 前言：据《低压配电设计规范》GB50054-2011第3.2.2条规定，选择导体截面，应符合1 按敷设方式及环境条件确定的导体载流量，不应小于计算电流； 2 导体应满足线路保护的要求；笔者根据自已多年工作实践中遇到的几个容易忽视的问题，谈谈以下自已的看法并对这些问题加以分析。 1、不同工作温度的电缆，电线共用电缆槽盒内敷设时导体截流量的降低系数的适用问题 实际工程中我们经常利用金属线槽作为电缆，电线的主要敷设方式，有的设计人员把低压电力电缆，电线共用金属线槽多回路成束敷设，然后把电缆、电线沿线槽敷设时初始载流量允许值乘以《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008表7．4．4-1 多回路或多根多芯电缆成束敷设的校正系数，作为各回路的电缆，电线设计载流量。笔者认为这种载流量计算方法并不能符合《布线系统载流量》GB/T 16895.15-2002第523.4条“电缆束的降低系数适用于具有相同最高运行温度的绝缘导体或电缆束，含有不同允许最高运行温度的绝缘导体或电缆束，束中所有绝缘导体或电缆的载流量应根据其中允许最高运行温度最低的那根电缆的温度来选择，并用适当的电缆束降低系数来校正”这一规定。
例如BV导线或VV电缆与YJV电缆共用线槽敷设时，BV导线或VV电缆的最高运行温度为70度，而YJV电缆的最高运行温度为90度，那么YJV电缆的初始载流量应按最高运行温度70度时的载流量选取，然后再乘以“多回路或多根多芯电缆成束敷设的校正系数”。比如《建筑电气常用数据》04DX101-1图集6-6页查得YJV-4*35+1*16电缆单回路敷设在线槽内，环境温度35度时的载流量为122A，由于YJV电缆与BV或VV电缆共用线槽成电缆束敷设，所以YJV-4*35+1*16电缆载流量由04DX101-1图集6-9页查得仅为93A，即工作温度70时YJV电缆载流量仅为90度工作温度时的载流量的75%,导致了未能充分利用YJV电缆截面。 《布线系统载流量》GB/T 16895.15-2002表52-B2注释1)“表52-C1至52-C4的敷设方法B1和B2给出的载流量值仅指单回路而言，当在电缆槽盒内敷设多回路时，不论槽盒内有无隔板，表52-E1中的电缆束降低系数都是适用的”。由此条文可以得知，当YJV电缆与BV电线、VV电缆共用线槽敷设时，不论线槽内有无隔板分隔电缆与电线回路，YJV电缆应按允许最高运行温度70度时的载流量来选择，并用适当的电缆束降低系数来校正载流量。 2、沿电缆槽盒内敷设的电缆束含有不同导体截面的绝缘导体或 电缆时，应沿不同金属线槽敷设，以免小截面电缆过负荷 大多设计人员习惯将同一路径不同大小截面的电缆共用金属线槽成束敷设，并以电缆的初始载流量乘以“多回路或多根多芯电缆成束敷设的校正系数”，这种计算方式同样不符合《布线系
低压配电线路导线型号选择
低压配电线路导线型号选择 中国电力网 2008年4月16日11:31 来源：点击直达中国电力社区 山东省郓城县供电公司李兆远 摘要：在低压配电网中，电能损耗是十分惊人的，该文从降损节能的角度考虑配电网中导线截面的选择，在经济合理的原则下，适当增大导线截面以减小电能损耗，从而达到多供少损的目的。 关键词：低压配电网；电能损耗；导线截面 中图分类号：TM751 文献标志码：B 文章编号:1003-0867(2006)09-0057-02 导线的截面通常是由发热条件、机械强度、经济电流密度、电压损失和导线长期允许安全载流量等因素决定的。按照这些原则选定导线截面并无不妥之处，但从节约能源的原则出发，笔者认为，应将“电能损耗大小”作为选择导线截面的首要依据。 现以郓城县陈坡供电所提供的一供电点为例进行分析计算。 该供电点380 V，负荷25 kW，供电距离320 m，负荷功率因数为0.6。为了分析计算方便，假定三相负荷为对称平衡负荷，且只计算有功损耗。 1 用常规方法确定配电导线的截面 1.1 导线截面的初选 根据负荷为25 kW计算负荷电流为63.4 A，查表选择LJ-35型导线，当最高气温为+40℃时，其长期允许安全载流量为137 A，大于63.4 A，初步确定选用LJ-35铝绞线作为该低压配电线路的导线。 1.2 按允许电压降校核 由cosφ= 0.6可知tgφ = 1.33，可以计算无功功率Q = 33.3 kvar。LJ-35型导线
有效电阻R0为0.92 Ω/km，当导线间距离为0.6 m时感抗X0为0.336Ω/km，则其电压降为 △U X = L(PR0+ Q×X0)/U = 0.32×(25×0.92 + 33.3×0.336)/0.38 = 28.8 V 电压降占电网电压的百分比为 △U/U = 28.8/380 = 0.076≈7% 《农村低压电力技术规程》规定，三相供电电压允许偏差为额定电压的±7%，可知基本满足要求。 1.3 按机械强度校验 《配电线路设计规程》规定，在380 V配电网中，线路导线一般采用铝绞线，其最小截面不得小于25 mm2，当线路档距或交叉档距较长，杆、柱高差较大时，宜采用钢芯铝绞线，依据该供电点线路实际情况，所选导线满足机械强度要求。 可以确定本供电点采用LJ-35型铝绞线作为输电导线。 2 用电能损耗进行比较并选导线 下面选定LJ-50、LJ-70、LJ-95三种型号的导线与常规方法选定的LJ-35型导线，进行技术经济比较。 条件：已知负荷电流为63.4 A，年最大利用小时数（T），在农村一般为4000 h左右，LJ-35型导线电阻（R）为0.92Ω/km。则可以计算出LJ-35导线的年电能损耗为 △W损 = 3I2荷RT×10-3 = 3×63.42×0.92×0.32×4000×10-3 = 14200 kWh 同理可以计算出LJ-50、LJ-70、LJ-95三种导线的年电能损耗量。计算结果与比较
特高压直流输电技术现状及在我国的应用前景
特高压直流输电技术现状及在我国的应用前景 发表时间：2018-11-17T14:55:25.480Z 来源：《基层建设》2018年第28期作者：朱振伟李天轩 [导读] 摘要：通过总结特高压直流输电的特点和国外特高压直流输电的研究结论，在分析我国西部水电和煤炭资源集中分布以及东部沿海工业发达地区对电能需求日益增加等情况的基础上，指出在开发我国西部水电和“三西”（山西、陕西、内蒙古西部）煤电资源时采用特高压直流输电技术实现远距离大容量输电的应用前景。 国网江苏省电力有限公司宿迁供电分公司江苏宿迁 223800 摘要：通过总结特高压直流输电的特点和国外特高压直流输电的研究结论，在分析我国西部水电和煤炭资源集中分布以及东部沿海工业发达地区对电能需求日益增加等情况的基础上，指出在开发我国西部水电和“三西”（山西、陕西、内蒙古西部）煤电资源时采用特高压直流输电技术实现远距离大容量输电的应用前景。 关键词：特高压；直流输电；技术现状；应用前景 1 引言 特高压直流输电技术起源于20 世纪60年代，瑞典Chalmers大学1966年开始研究±750kV导线。1966年后前苏联、巴西等国家也先后开展了特高压直流输电研究工作，20世纪80年代曾一度形成了特高压输电技术的研究热潮。国际电气与电子工程师协会（IEEE）和国际大电网会议（Cigre）均在80 年代末得出结论：根据已有技术和运行经验，±800kV是合适的直流输电电压等级，2002 年 Cigre又重申了这一观点。随着国民经济的增长，中国用电需求不断增加，中国的自然条件以及能源和负荷中心的分布特点使得超远距离、超大容量的电力传输成为必然，为减少输电线路的损耗和节约宝贵的土地资源，需要一种经济高效的输电方式。特高压直流输电技术恰好迎合了这一要求。 2 特高压直流输电现状 20 世纪 80 年代前苏联曾动工建设长距离直流输电工程，输送距离为2400km，电压等级为±750kV，输电容量为 6GW。该工程将哈萨克斯坦的埃基巴斯图兹的煤炭资源转换成电力送往前苏联欧洲中部的塔姆包夫斯克，设计为双极大地回线方式，每极由两个 12 脉动桥并联组成，各由 3×320Mvar Y/Y 和 3×320Mvar Y/Δ单相双绕组换流变压器供电；但由于 80 年代末到90年代前苏联政局动荡，加上其晶闸管技术不够成熟，该工程最终没有投入运行。由巴西和巴拉圭两国共同开发的伊泰普工程采用了±600kV 直流和 765kV 交流的超高压输电技术，第一期工程已于 1984 年完成，1990 年竣工，运行正常。 3 特高压直流输电技术的特点及适用范围 特高压直流输电无需复杂的系统设计，基本可以采用±500kV 和±600kV 直流输电系统类似的设计方法，需要考虑的关键问题是外部绝缘和套管的设计等问题。特高压直流输电的输送容量大，输电距离长，输电能力主要受导线最高允许温度的限制。交流线路的无功补偿对远距离大容量输电系统至关重要；而直流输电线路本身不需要无功补偿，在换流站利用站内的交流滤波器和并联电容器即可向换流器提供所需的无功功率。一般来讲，对于远距离大容量输电直流方案优于交流方案，特高压方案优于超高压方案。表 1 为输送功率为 10GW 输送距离为 2000km 时交、直流以及不同电压等级直流的投资及线路走廊占用情况比较。 表1 10GW 电力输送 2000km 的交、直流输电方案 由表 1 可见，特高压直流输电适用于远距离大容量的电力输送。 4 我国能源和负荷的分布特点 水能资源和煤炭作为我国发电能源供应的两大支柱，今后的开发多集中在西南、西北和晋陕蒙地区，并逐渐向西部和北部地区转移，而东部沿海地区和中南地区的国民经济的持续快速发展导致能源产地与能源消费地区之间的距离越来越大，使得我国能源配置的距离、特点和方式都发生了巨大变化，并决定了能源和电力跨区域大规模流动的必然性。 （1）水电东送规模 三峡水电站（包括地下电站）的总装机容量为22.4GW，“十二五”初期将全部建成投产。综合分析一次能源平衡、输电距离及资源使用效率等因素，可知金沙江下游水电站主送华中、华东电网是合理的。 （2）煤电基地的电力外送规模 各煤电基地的电力外送规模有望得到较大发展。现已建成和规划采用 500kV 交流和±500kV 直流跨区送电的坑口电站的电力外送规模总计15GW。2020 年煤电外送将新增 84GW，主要送往华中东部四省、华东地区和华北京津冀鲁四省市以及广东地区。 （3）东部电力市场空间 华中东部四省。按低负荷水平预测，2020 年需电量将为 600TWh，负荷将为 110GW，装机容量缺额将为 138GW。扣除本地水电和必要的气电以外，2020 年之前尚有 47GW 的市场空间，其中2010~2020 年约为 32GW。华北的京津冀鲁。按低负荷水平预测，2020年需电量将为 840TWh，负荷将为 140GW，装机容量缺额将为 168GW。扣除本地核电、蓄能电站以外，2020 年之前尚有 90GW 的市场空间，其中2010~2020 年约为 45GW。初步测算，到 2020 年水电跨区送电规模总计约 70GW，煤电外送约 84GW，而东部受电地区的市场空间约为 127GW；而能源与负荷的距离大多数超过了 1000km，采用特高压直流输电技术比较合适。 5 特高压直流输电的初步发展规划 2020 年前后西部水电的大部分电力通过直流特高压通道向华中和华东地区输送，其中金沙江一期溪洛渡和向家坝水电站、二期乌东德和白鹤滩水电站向华东、华中地区送电，锦屏水电站向华东地区送电，宁夏和关中煤电基地向华东地区送电、呼伦贝尔盟的煤电基地向京津地区送电大约需要 9 条输电容量为 6GW 的±800kV 级特高压直流输电线路。根据 10 年发展规划，特高压直流输电工程的建设进度如
低电压配电线路中怎样选择导线
低电压配电线路中怎样选择导线 在低压配电网中，电能损耗是十分惊人的，该文从降损节能的角度考虑配电网中导线截面的选择，在经济合理的原则下，适当增大导线截面以减小电能损耗，从而达到多供少损的目的导线截面导线的截面通常是由发热条件、机械强度、经济电流密度、电压缺失和导线长期承诺安全载流量等因素决定的。 按照这些原则选定导线截面并无不妥之处，但从节约能源的原则动身，应将“电能损耗大小”作为选择导线截面的首要依据。 现以供电所提供的一供电点为例进行分析运算。该供电点380V，负荷25kW，供电距离320m，负荷功率因数为0.6。为了分析运算方便，假定三相负荷为对称平稳负荷，且只运算有功损耗。 1、用常规方法确定配电导线的截面 1.1导线截面的初选依照负荷为25kW运算负荷电流为63.4A，查表选择LJ-35型导线，当最高气温为40℃时，其长期承诺安全载流量为137A，大于63.4A，初步确定选用LJ-35铝绞线作为该低压配电线路的导线。 1.2按承诺电压降校核由cosφ=0.6可知tgφ=1.33，能够运算无功功率Q=33.3kvar。LJ-35型导线有效电阻R0为0.92Ω/km，当导线间距离为0.6m 时感抗X0为0.336Ω/km，则其电压降为△UX=L(PR0 Q×X0)/U=0.32×(25×0.92 33.3×0.336)/0.38=28.8V电压降占电网电压的百分比为△U/U=28.8/380=0.076≈7《农村低压电力技术规程》规定，三相供电电压承诺偏差为额定电压的±7，可知差不多满足要求。 1.3按机械强度校验《配电线路设计规程》规定，在380V配电网中，线路导线一样采纳铝绞线，其最小截面不得小于25mm2，当线路档距或交叉档距较长，杆、柱高差较大时，宜采纳钢芯铝绞线，依据该供电点线路
特高压直流输电线路基本情况介绍
特高压直流输电线路基本情况介绍 问：直流输电线路有哪些基本类型？ 答：就其基本结构而言，直流输电线路可分为架空线路、电缆线路以及架空——电缆混合线路三种类型。直流架空线路因其结构简单、线路造价低、走廊利用率高、运行损耗小、维护便利以及满足大容量、长距离输电要求的特点，在电网建设中得到越来越多运用。因此直流输电线路通常采用直流架空线路，只有在架空线线路受到限制的场合才考虑采用电缆线路。 问：建设特高压直流输电线路需要研究哪些关键技术问题？ 答：直流架空线路与交流架空线路相比，在机械结构的设计和计算方面，并没有显著差别。但在电气方面，则具有许多不同的特点，需要进行专门研究。对于特高压直流输电线路的建设，尤其需要重视以下三个方面的研究： 1. 电晕效应。直流输电线路在正常运行情况下允许导线发生一定程度的电晕放电，由此将会产生电晕损失、电场效应、无线电干扰和可听噪声等，导致直流输电的运行损耗和环境影响。特高压工程由于电压高，如果设计不当，其电晕效应可能会比超高压工程的更大。通过对特高压直流电晕特性的研究，合理选择导线型式和绝缘子串、金具组装型式，降低电晕效应，减少运行损耗和对环境的影响。 2. 绝缘配合。直流输电工程的绝缘配合对工程的投资和运行水平有极大影响。由于直流输电的“静电吸尘效应”，绝缘子的积污和污闪特性与交流的有很大不同，由此引起的污秽放电比交流的更为严重，合理选择直流线路的绝缘配合对于提高运行水平非常重要。由于特高压直流输电在世界上尚属首例，国内外现有的试验数据和研究成果十分有限，因此有必要对特高压直流输电的绝缘配合问题进行深入的研究。 3. 电磁环境影响。采用特高压直流输电，对于实现更大范围的资源优化配置，提高输电走廊的利用率和保护环境，无疑具有十分重要的意义。但与超高压工程相比，特高压直流输电工程具有电压高、导线大、铁塔高、单回线路走廊宽等特点，其电磁环境与±500千伏直流线路的有一定差别，由此带来的环境影响必然受到社会各界的关注。同时，特高压直流工程的电磁环境与导线型式、架线高度等密切相关。因此，认真研究特高压直流输电的电磁
35KV及以上线路导线截面的选择
35KV 及以上线路导线截面的选择 对于35KV 及以上线路，线路导线截面主要按经济电流密度选择，利用发热条件加以校验，机械强度一般都能满足，而电压损耗不是决定性条件。 （一）按经济电流密度选择导线截面 S= IFM/J （MM2） IFM=PM/√3UECOS φ IFM――线路最大负荷电流(A) PM-－线路最大负荷功率（KW ） UE-－线路额定电压（KV ） COS φ――负荷功率因素 J-－经济电流密度(A/MM2) 经济电流密度 导线材料 最大负荷利用小时数 3000以下 3000-5000 5000以上 铝 1.65 1.15 0.90 铜 3.00 2.25 1.75 （二）、根据发热条件即：“允许电流”效验导线截面。 允许电流（安全电流）—使导线温度不超过允许温度（70℃），导线能够通过的最大电流，用IY 表示。 注：裸导线的最高允许温度为70℃ 绝缘导线的最高允许温度一般为55℃ 如果导线中通过的电流，小于等于相应环境温度下的允许电流，导线的温度就不超过70℃，反之导线的温度就可能超过70℃，且电流越大导线温度越高，至使导线接头处、导线与电器连接处，温度更高，甚至把导线烧红、烧断，造成事故或灾害。 允许电流是指某一环境温度下的允许电流，附表中所列的是标准温度（25℃）下的允许电流，它乘以允许电流校正系数K ，就是相应温度下的允许电流，即IY(相应)= IBY(标准)×K 根据允许电流选择导线截面时，导线允许电流IY 必须满足下列条件： IY≥IFM 即：新选择导线的允许电流一定大于等于线路的最大负荷电流IFM ， 裸铜线、裸铝线及铜芯铝线的持续容许电流 附表 (空气温度为+25℃，导线温度为+70℃) 导线额定截面（mm2) 导线型号 TJ LJ LGJ LGJQ LGJJ 屋内 露天 露天
特高压直流输电
特高压直流输电的技术 随着国民经济的持续、高速增长，电力需求日益旺盛，电力工业的发展速度加快。2004年新增发电装机容量50 5GW，全国发电总装机容量达到440GW；2005年新增发电装机容量约70GW，全国发电总装机容量突破500GW；预计到2010年、2020年，全国发电总装机容量将分别达到700GW和1200GW。 新增电力装机有很大数量在西部大水电基地和北部的火电基地。这些集中的大电站群装机容量大，距离负荷中心远。如金沙江的溪洛渡、向家坝水电厂，总装机容量达到18.6GW，计划送电到距电厂1000～2000km的华中、华东地区；云南的水电有约20GW容量要送到1500km外的广东；筹划中的陕西、山西、宁夏、内蒙古的大火电基地将送电到华北、华中和华东的负荷中心，距离近的约1000km，远的超过2000km。 在这种背景下，要求输电工程具有更高的输电能力和输电效率，实现安全可靠、经济合理的大容量、远距离送电。特高压直流输电是满足这种要求的关键技术之一。 1 特高压直流输电的技术特点 特高压直流输电的电压等级概念与交流输电不一样。对于交流输电来说，一般将220kV 及以下的电压等级称为高压，330～750kV的称为超高压,1000kV及以上的称为特高压。直流输电则稍有不同，±100kV以上的统称为高压；±500kV和±600kV仍称为高压，一般不称为超高压；而超过±600kV的则称为特高压。 对于单项直流输电工程而言，通常根据其送电容量、送电距离等因素进行技术、经济方面的综合比较，对工程进行个性化设计而确定相应的直流电压等级。我国对特高压直流输电的电压等级进行研究和论证时，考虑到我国对直流输电技术的研发水平和直流设备的研制能力，认为确定一个特高压直流电压水平是必要的，并把±800kV确定为我国特高压直流输电的标称电压。这有利于我国特高压直流输电技术和设备制造的标准化、规范化、系列化开发，有利于进行我国特高压直流输电工程的规划、设计、实施和管理。 特高压直流输电技术不仅具有高压直流输电技术的所有特点，而且能将直流输电技术的优点更加充分发挥。直流输电的优点和特点主要有［1］：①输送容量大。现在世界上已建成多项送电3GW的高压直流输电工程。②送电距离远。世界上已有输送距离达1700km的高压直流输电工程。我国的葛南（葛洲坝—上海南桥）直流输电工程输送距离为1052km，天广（天生桥—广东）、三常（三峡—常州）、三广（三峡—广东）、贵广（贵州—广东）等直流输电工程输送距离都接近1000km。③输送功率的大小和方向可以快速控制和调节。④直流输电的接入不会增加原有电力系统的短路电流容量，也不受系统稳定极限的限制。⑤直流输电可以充分利用线路走廊资源，其线路走廊宽度约为交流输电线路的一半，且送电容量大，单位走廊宽度的送电功率约为交流的4倍。如直流±500kV线路走廊宽度约为30m，送电容量达3GW；而交流500kV线路走廊宽度为55m，送电容量却只有1GW。⑥直流电缆线路不受交流电缆线路那样的电容电流困扰，没有磁感应损耗和介质损耗，基本上只有芯线电阻损耗，绝缘水平相对较低。⑦直流输电工程的一个极发生故障时，另一个极能继续运行，并通过发挥过负荷能力，可保持输送功率或减少输送功率的损失。⑧直流系统本身配有调制功能，可以根据系统的要求做出反应，对机电振荡产生阻尼，阻尼低频振荡，提高电力系统暂态稳定水平。⑨能够通过换流站配置的无功功率控制进行系统的交流电压调节。⑩大电网之间通过直流输电互联（如背靠背方式），2个电网之间不会互相干扰和影响，必要时可以迅速进行功率交换。 特高压直流输电的特点：①电压高，高达±800kV。对与电压有关的设备，如高压端（±
输电线路的基本知识线路
输电线路的基本知识线路 一、送电线路的主要设备： 送电线路是用绝缘子以及相应金具将导线及架空地线悬空架设在杆塔上，连接发电厂和变电站，以实现输送电能为目的的电力设施。主要由导线、架空地线、绝缘子、金具、杆塔、基础、接地装置等组成。 1．导线：其功能主要是输送电能。线路导线应具有良好的导电性能，足够的机械强度，耐振动疲劳和抵抗空气中化学杂质腐蚀的能力。线路导线目前常采用钢芯铝绞线或钢芯铝合金绞线。为了提高线路的输送能力，减少电晕、降低对无线电通信的干扰，常采用每相两根或四根导线组成的分裂导线型式。 2．架空地线：主要作用是防雷。由于架空地线对导线的屏蔽，及导线、架空地线间的藕合作用，从而可以减少雷电直接击于导线的机会。当雷击杆塔时，雷电流可以通过架空地线分流一部分，从而降低塔顶电位，提高耐雷水平。架空地线常采用镀锌钢绞线。目前常采用钢芯铝绞线，铝包钢绞线等良导体，可以降低不对称短路时的工频过电压，减少潜供电流。兼有通信功能的采用光缆复合架空地线。 3．绝缘子：是将导线绝缘地固定和悬吊在杆塔上的物件。送电线路常用绝缘子有：盘形瓷质绝缘子、盘形玻璃绝缘子、棒形悬式复合绝缘子。 （1）盘形瓷质绝缘子：国产瓷质绝缘子，存在劣化率很高，需检测零值，维护工作量大。遇到雷击及污闪容易发生掉串事故，目前已逐步被淘汰。 （2）盘形玻璃绝缘子：具有零值自爆，但自爆率很低（一般为万分之几）。维护不需检测，钢化玻璃件万一发生自爆后其残留机械强度仍达破坏拉力的80%以上，仍能确保线路的安全运行。遇到雷击及污闪不会发生掉串事故。在Ⅰ、Ⅱ级污区已普遍使用。 （3）棒形悬式复合绝缘子：具有防污闪性能好、重量轻、机械强度高、少维护等优点，在Ⅲ级及以上污区已普遍使用。 4．金具 送电线路金具，按其主要性能和用途可分为：线夹类、连接金具类、接续金具类、防护金具类、拉线金具类。 （1）线夹类： 悬式线夹：用于将导线固定在直线杆塔的悬垂绝缘子串上，或将架空地线悬挂在直线杆塔的架空地线支架上。 耐张线夹：是用来将导线或架空地线固定在耐张绝缘子串上，起锚固作用。耐张线夹有三大类，即：螺栓式耐张线夹；压缩型耐张线夹；楔型线夹。
浅谈特高压直流输电对系统安全稳定的影响
浅谈特高压直流输电对系统安全稳定的影响 发表时间：2018-05-14T16:18:59.507Z 来源：《电力设备》2017年第34期作者：王晓晴 [导读] 摘要：特高压直流输电系统能够将大容量的电进行远距离的输送，对我国能源流动有着至关重要的作用。 （国网江苏省电力公司检修分公司江苏南京 211100） 摘要：特高压直流输电系统能够将大容量的电进行远距离的输送，对我国能源流动有着至关重要的作用。随着我国科学技术的进步，特高压直流输电的技术和设备也在不断更新发展。为解决输送过程中的诸多安全问题，本文就特高压直流输电对系统安全稳定的影响进行探究，首先对特高压直流输电对系统的影响因素进行分析，然后分析特高压直流输电对系统影响的实例，从而促进特高压直流输电技术水平的提升。 关键词：特高压；直流输电；互联系统 引言：特高压直流输电系统不仅具有大容量和远距离的输电能力，而且调节灵活、功能损耗低，因此受到社会的广泛关注。我国现阶段已经有大批特高压直流输电工程处于投产运行的状态，为社会的正常运行作出巨大的贡献。特高压直流输电系统的应用虽然带来诸多正面的影响，但是为电力系统的安全稳定也带来新的挑战。在此背景下，探究特高压直流输电对系统安全稳定的影响是很有必要的。 一、特高压直流输电对系统安全稳定的影响 （一）对静态电压稳定性的影响 特高压直流输电在输电过程中会经过直流系统换流站，在换流站会消耗较大的无功功率，这些被消耗的无功功率大约占有功功率的40%到60%。由于特高压直流输电对无功功率有较大的需求量，因此一旦系统运行不稳定，就会使电力系统中无功功率的平衡性遭到破坏，从而使整个系统的安全稳定受到威胁。另外，特高压直流输电的电容量较大，一旦遇到限额运行的情况，就会使交流输电线发生过载现象，这就会导致交流电网电压值的稳定受到影响。在这种情况下，如果交流电网中的无功功率无法保持平衡，就会严重影响到系统的安全稳定。 （二）对电网输电能力的影响 可用输电能力是由北美电力可靠性委员会提出的一想电力指标，主要用于衡量电网在安全运行的基础上可以输送的最大电量。特高压直流输电在传输电力的过程中会同时将其中的大容量功率进行传输，如果遇到限额运行的情况时，特高压直流输电系统中的大量功率就会在交流输电线中发生转移，不停地变换输电通道。在这一过程中，直流输电线很有可能发生过载现象，使直流输电线达到标准限定的最大输电额度，这就会使交流电网的电压值变得不稳定。假如直流系统发生限额运行的情况下出现输电线路停止运行的现象，就会使交流电网中直流输电线过载和负荷的问题更加严重，很可能导致大量的有功功率无法及时传送出去，从而导致电网发生大范围的停电情况。在这种情况下，除非交流电网对短缺的功率进行补充，否则只能切除部分才能保证电网的安全稳定。 二、对互联系统安全稳定产生影响的实例分析 （一）特高压直流单极闭锁 以金沙江一期为例，当发生特高压直流单极闭锁的故障时，系统并没有受到该故障的明显影响，因此仍然呈现出较稳定的状态，这表示特高压直流单极闭锁的故障发生的情况下，系统对该故障的承受力明显强于其他故障发生，因此不需要采用必要的手段来维护系统的稳定。当发生特高压直流单极闭锁的故障时，交流通道中的直流功率会发生转移，因此不会因为故障而产生直流线路超载的现象，变压器的数值也不会发生明显的变化。特高压直流单极闭锁故障后的交流通道的电压可以稳定在正常水平。金沙江一期和锦屏在特高压直流输电的情况下任意两回发生特高压直流单极闭锁的故障时，在切除送端机组的情况下，系统都能够保持稳定状态。 （二）特高压直流双极闭锁 以向家坝-南汇特高压直流发生直流双极闭锁的故障为例，当特高压直流双极闭锁的现象发生时，华东电网的电力瞬间发生巨大的损失。为了保障系统的运行稳定，必须进行电站机组切除或者功率转移。在特高压直流发生双极闭锁的故障后，系统首先陷入不稳定的振荡状态，随之逐渐变得平衡。在这一过程中，南汇的换流站电压值呈下降的趋势，一部分电力通过交流特高压通道被传送到华东地区，这导致直流输电线产生过载现象，功率的损耗也随之增加，使各个交流特高压站的电压下降。从各个断面来看，金沙江一期的电力分三回 500KV交流电路转送到四川电网，导致川渝断面、渝鄂断面、华东受入断面、上海受入断面的电力有了不同程度的增加。从电力运营的概念上来说，系统有功电力的增加是由发电机引起的，但是从实际情况来看，发电机的运行并没有发生明显的变化，因此不能断电是发电机造成系统有功电力的增加[1]。 （三）交流三相故障 交流三相故障发生在换流站附近，分别以两种形式体现，一种是逆变站附近的交流三相故障，另一种是整流站附近的交流三相故障。逆变站镀金的交流三相故障已上海白鹤换流站为例，南汇、南桥和白鹤换流站同时发生故障时，只要切除故障就能使这三个换流站的运行恢复正常，直流功率也会恢复到正常情况。当其中有一个换流站发生三相短路的故障时，就会导致三个换流站同时发生换相失败，只要切除故障就能使这三个换流站的运行恢复正常，直流功率也会恢复到正常情况。总的来说，当交流三项故障发生时，只要切除故障就能保障换流站的运行恢复正常，直流功率也会恢复到正常情况。整流站镀金的交流三相故障发生时，换流站之间的电气距离较劲，因此对系统的稳定性没有明显的影响，同样切除故障就可以时直流功率恢复正常。 （四）跳双回线故障 当跳双回线发生故障时要根据换流站的具体情况进行具体分析。例如在溪洛渡左-凤仪换流站发生跳双回线故障时，需要将溪洛渡左的机组切除1到2台；当好溪洛渡右-罗场换流站发生跳双回线故障时，需要将溪洛渡右的机组切除1到2台，在这两种情况下，只有切除机组才能使系统保持稳定状态。档案金沙江送端的其他交流线路发生跳双回线故障时，系统的稳定性不会受到明显的影响，因此不需要采用任何防护措施。在逆变站附近的交流线路发生跳双回线故障时，也要根据换流站的具体情况进行具体分析。例如苏南换流站-车坊、石牌-斗山换流站发生跳双回线故障时，需要对直流输送功率进行降低，并且切除二期的部分机组，只有这样才能保障系统的安全稳定，除了这两种情况以外，其他交流线路在发生跳双回线的故障时都不会对系统造成明显的影响，因此不需要采取相应的防护措施[2]。 （五）单极长期停运 以金沙江一期为例，当金沙江一期发生单极长期停运的情况时，会对交流电网的传送能力带来较大的挑战，这主要是因为交流电网传
导线和电缆截面的选择
导线和电缆截面的选择
导线和电缆截面的选择 各级电压电力线路输送容量及距离的大致范围 额定电压(KV) 输送功率(KW) 输送距离(Km) 0.22 50以下0.15以下 0.38 100以下0.6以下 10 200—2000 6-20 35 2000-10000 35-50 63 10000-20000 60-100 一.根据设计经验,选择导线和电缆截面 ⒈10KV及以下高压线路及低压动力线路 ①按发热条件来选择截面; ②校验电压损耗; ③校验机械强度; ④对于绝缘导线和电缆还应满足工作电压的要求; 2.低压照明线路 ①按电压损耗条件选择截面; ②校验发热条件; ③校验机械强度; ④对于绝缘导线和电缆还应满足工作电压的要求; 3.对长距离大电流及35KV以上的高压线路 ①按经济电流密度选择经济截面; ②校验电压损耗;
③校验发热条件; ④校验机械强度; ⑤对于绝缘导线和电缆还应满足工作电压的要求; 二.选择导线和电缆的条件说明 1. 发热条件 ①三相系统相线截面的选择 导线和电缆(包括母线)在通过正常最大负荷电流即计算电流时产生的发热温度,不应超过其正常运行时的最高允许温度。 按发热条件选择三相系统中的相线截面时,应使其允许载流量I al 不小于通过相线的计算电流I 30,即: I al ≥I 30 其中I 30= ? UCOS P 3 P —负载功率(W) U —负载线电压(V) ?COS --负载功率因率 如果导线敷设地点的环境温度与导线允许载流量所采用的环境温度不同时,则导线的允许载流量应乘以温度校正系数。（即I al *K θ） K θ= θθθθ-'-al al al θ--导线额定负荷时的最高允许温度； 0 θ--导 线的允许载流量所采用的环境温度； '0θ--导线敷设地点实际的环境温度； 在室外，环境温度一般取当地最热月平均最高气温； 在室内，环境温度一般取当地最热月平均最高气温加5℃；