本套特高压直流输电技术丛书,是根据国内各直流输电工程设计、建设和运行经验及2005年以来特高压直流输电科研和试验成果编制而成。本套丛书包括《特高压直流输电理论》、《特高压直流输电工程电磁环境》、《特高压直流外绝缘技术》、《特高压直流输电系统过电压及绝缘配合》、《特高压直流电气设备》、《特高压直流输电线路维护与检测》和《特高压直流输电线路》共七个分册。
《特高压直流输电技术丛书 特高压直流电气设备》是《特高压直流输电技术丛书》的第五分册--《《特高压直流电气设备》,共分十章。主要介绍了特高压换流变压器、特高压直流换流阀、特高压平波电抗器、特高压直流避雷器、特高压直流套管、交、直流滤波器、特高压直流换流站开关、直流测量装置、直流场支柱绝缘子、母线及均压屏蔽措施和特高压直流带电考核场。
介绍了2005年以来我国特高压直流输电关键技术的研究成果,对我国建设特高压电网、促进电网现代化建设和保证电网的安全稳定运行具有深远意义
电力工业是关系国计民生的基础产业,改革开放30年来,电力工业走过了一条辉煌的改革发展之路,电力结构不断优化,电力工业装备和技术水平已跻身世界大国行列。国家电网公司在认真分析我国电力工业和电网发展现状及趋势的基础上,提出了加快建设由百万伏级交流和±800kV级直流系统构成的特高压电网的发展目标,这是落实科学发展观,贯彻国家能源政策,确保电力工业全面、协调、可持续发展的重大举措,必将有利于实现更大范围的资源优化配置,对满足未来我国经济社会发展的用电需求,具有重大的政治意义、经济意义和技术创新意义。特高压在中国的实现,将成为中国电力发展的重要里程碑。
特高压直流输电具备超远距离、超大容量、低损耗的送电能力,且调节灵活,更适合于大型水、火电基地向远方负荷中心送电,能够提高资源的开发和利用效率,缓解环保压力,节约宝贵的土地资源,具有显著的经济效益和社会效益,符合我国国情和国家能源发展战略,得到了党和国家领导人及政府主管部门的高度重视和支持。国家能源领导小组办公室将特高压输电工作列为能源工作的重点,要求科学论证,做好特高压输电试验示范工程建设和设备国产化方案,为特高压电网的规划建设指明了方向。2005年2月16日,国家发展和改革委员会下发了《关于开展百万伏级交流、±800kV级直流输电技术前期研究工作的通知》(发改办能源[2005]282号)。2005年12月22日,经国务院批准,国家发展和改革委员会下发的发改能源[2005]2730号文中,明确指出金沙江一期电站送出输电方案初定采用3回±800kV、6400MW的直流输电方案,标志着特高压直流输电工程进入实质性阶段。
±800kV级直流输电工程,是目前世界上电压等级最高的直流输电工程,国外虽曾进行过一些研究,但无实际工程运行经验。为解决±800kV直流输电工程关键技术问题,国家电网公司于2005年初启动了特高压直流输电工程关键技术研究和可行性研究,组织电力系统各科研、咨询、设计单位和高等院校,开展了直流输电系统电磁环境、过电压及绝缘配合、外绝缘特性、特高压直流换流器接线方式等问题的研究,已取得了丰硕成果,为输电线路、换流站设计、主要设备设计和制造提供了技术依据。为使工程建立在更可靠的科学试验的基础上,2006年1月19日,国家电网公司向中国电力科学研究院发出了《关于下达特高压直流试验基地建设任务的通知》,同年8月10日,特高压直流试验基地在北京市中关村科技园区的昌平园区奠基。2007年6月28日,特高压直流试验基地试验线段全线带电,一次性成功升压至±800kV,紧接着户外冲击试验场等试验装置相继建成,并投入使用,标志着中国在特高压直流输电试验能力和试验技术方面达到了国际领先地位。
为了更好地培养特高压电网工程所需人才,推动特高压电网建设的进程,国家电网公司组织参与特高压直流输电工程建设的专家和技术人员,编写了《特高压直流输电技术丛书》,包括《特高压直流输电理论》《特高压直流输电工程电磁环境》《特高压直流外绝缘技术》《特高压直流输电系统过电压及绝缘配合》《特高压直流电气设备》《特高压直流输电线路维护与检测》和《特高压直流输电线路》共七册。
丛书总结了国内各直流输电工程设计、建设和运行经验及2005年以来特高压直流输电科研和试验成果,凝聚了我国电力科技工作者的集体智慧。
本套丛书可作为从事特高压电网直流输电理论研究、科研试验、规划设计、设备制造、施工建设、运行维护等工作的技术人员的培训教材,也可为高等院校师生了解最前沿的特高压直流输电技术提供参考,还可供关心我国特高压输电事业的各界人士借鉴。
特高压输电是当今世界最先进的送电技术,随着特高压电网在中国的建设,我们仍会面临新的课题和大量工作。本书仅是我国特高压输电技术科研人员实践的总结,旨在为工程技术人员今后开展相关工作提供指导和借鉴,书中不足之处,敬请读者指正。
编 者
2009年3月
前言
绪论1
第一章 特高压换流变压器9
第一节 特高压换流变压器的作用9
第二节 换流变压器的结构特点10
第三节 特高压换流变压器的设计16
第四节 换流变压器选型与试验18
第二章 特高压直流换流阀33
第一节 特高压直流换流阀的作用及特点33
第二节 特高压直流换流阀结构与特点36
第三节 特高压直流换流阀的选型(设计)与试验58
第三章 特高压平波电抗器78
第一节 特高压平波电抗器的作用78
第二节 特高压平波电抗器的结构特点79
第三节 特高压平波电抗器的选型与试验82
第四章 特高压直流避雷器97
第一节 概述97
第二节 直流电阻片的特性99
第三节 特高压直流避雷器的结构特点102
第四节 特高压直流避雷器的设计与主要性能参数102
第五节 特高压直流避雷器的试验108
第五章 特高压套管113
第一节 概述113
第二节 特高压变压器套管114
第三节 直流穿墙套管117
第六章 交、直流滤波器120
第一节 交、直流滤波器的作用及特点120
第二节 交流滤波器122
第三节 直流滤波器140
第七章 特高压直流换流站开关146
第一节 概述146
第二节 特高压直流换流站开关结构148
第八章 直流测量装置155
第一节 直流电压测量装置155
第二节 直流电流测量装置159
第九章 直流场支柱绝缘子、母线及均压屏蔽措施166
第一节 直流场支柱绝缘子及母线166
第二节 ±800kV换流站极母线和屏蔽环的
可见电晕特性170
第十章 特高压直流带电考核场175
第一节 概述175
第二节 特高压直流带电考核场主要功能176
第三节 特高压直流带电考核场设计17