超高壓輸電(用超高電壓等級輸送電能的方式)

超高壓輸電是指使用500千伏——1000千伏電壓等級輸送電能。

簡介

使用超高電壓等級輸送電能。超高電壓是指 330千伏至765千伏的電壓等級,即330(345)千伏、400(380)千伏、500(550)千伏、765(750)千伏等各種電壓等級。超高壓輸電是發電容量和用電負荷增長、輸電距離延長的必然要求。超高壓輸電是電力工業發展水平的重要標誌之一。隨著電能利用的廣泛發展,許多國家都在興建大容量水電站、火電廠、核電站以及電站群,而動力資源又往往遠離負荷中心,只有採用超高壓輸電才能有效而經濟地實現輸電任務。超高壓輸電可以增大輸送容量和傳輸距離,降低單位功率電力傳輸的工程造價,減少線路損耗,節省線路走廊佔地面積,具有顯著的綜合經濟效益和社會效益。另外,大電力系統之間的互聯也需要超高壓輸電來完成。若以220千伏輸電指標為100%,超高壓輸電每公里的相對投資、每千瓦時電輸送百公里的相對成本以及金屬材料消耗量等,均有大幅度降低,線路走廊利用率則有明顯提高。

歷史

1952年瑞典首先建成了380千伏超高壓輸電線路,由哈什普龍厄到哈爾斯貝里,全長620公里,輸送功率45萬千瓦。1956年,蘇聯從古比雪夫到莫斯科的400千伏線路投入運行,全長1000公里,並於1959年升壓至 500千伏,首次使用500千伏輸電。1965年加拿大首先建成735千伏的輸電線路。1969年美國又實現 765千伏的超高壓輸電。在直流輸電方面,蘇聯於1965年建成±400千伏的超高壓直流輸電線路,此後美國、加拿大等國又建成±500千伏直流輸電線路。中國第一條±500千伏直流輸電線路──葛上線──於 1989年投入運行。1985年蘇聯建成±750千伏線路,從埃基巴斯圖茲到坦波夫,輸送距離2400公里,輸送功率600萬千瓦,是世界上規模最大的超高壓直流輸電。

實現超高壓輸電需要解決以下許多技術課題:①超高壓運行條件下空氣及其他介質的絕緣強度特性研究。②輸電線路及輸電設備絕緣配合與絕緣水平的合理設計。③過電壓(包括內部過電壓和外部過電壓)預測及防護。④解決保持同步發電機並列運行的穩定性問題。⑤各種運行方式下的調壓和無功功率補償。⑥超高壓輸電線路引起的電磁環境干擾,如電暈放電造成的無線電干擾、電視干擾、可聽雜訊干擾,以及地面電場強度對人體影響等。目前超高壓輸電技術已經成熟,並為許多國家普遍採用。

中國於1972年首先應用了330千伏輸電,1981年又首次建成500千伏輸電線路。截至1987年,已建成超高壓輸電線路5000多公里,並逐步形成以500千伏輸電為骨幹的超高壓電力系統。

繼電保護

重要性

超高壓輸電線路是電網系統重要組成部分,隨著電壓等級的提升,影響超高壓輸電線路繼電保護的因素也會增加,這也是超高壓輸電線路繼電保護中需要重視的內容。做好繼電保護,如果發生故障,繼電保護裝置可以自行切斷與故障區的聯繫,並將問題反映給控制中心。若故障未在區內發生,通過不動作就可以完成設計。總的來說,在超高壓輸電線路繼電保護實現以後,無論電力系統處於哪種運行狀態或在運行中發生了哪種故障,繼電保護裝置都可以做出正確判斷,將損失降到最低,確保電力系統安全穩定運行。

方法

電力信號處理

對於電網保護來說,它與相關暫態信號間存在一定聯繫,而這些信號又具有非線性、不穩定特徵,在繼電保護實現以前,電網保護需要在傅里葉的作用下處理就好暫態信號,但在利用傅里葉的過程中卻發現這種變換方式帶有一定缺陷與不足,所以,就需要在高解析度的作用下完成信號處理。為進一步做好繼電保護工作,HHl被應用進來,有效強化了暫態信號處理能力。通過實踐得知,隨著HHT法的運用,不僅可以有效提升超高壓輸電線路故障信號的判斷能力,還能及時消除噪音,相關工作人員也可以及時了解到故障所在。

電流差動保護

通過研究發現,電力系統在運行中會發現各種各樣的故障,在電力系統故障發生以後,勢必會出現故障信息。之所以利用電流差動完成超高壓輸電線路繼電保護,主要是由於它可以保護更為複雜的拓撲結構,同時也可以消除電流分量,並從中獲得有用故障信息。利用電流差動實現超高壓輸電線路繼電保護,就是在線路兩端設置合適的電流感應裝置,且完成連接嘲。通常情況下,處於保護狀態的電路在發生故障以後,正常部分的電流與故障電流是相同的。通過應用電流差動保護可以發現,該裝置不僅具有豐富經驗,還能夠在零序狀態下保護電流。一般在故障發生以後,負荷電流會帶來一定的負面作用,如短路出現以後,會出現線路故障,保護拒動也會隨之發生。

要發揮電流差動保護應有作用,應做好保護方案設計,由於故 障分量具有較高靈敏性,因此就要重視保護方案設計,為實現長期 獲得分量信號,可以將零序電流等作為後備保護方式,並將其與全 電流綜合在一起,實現兩者互補,只有這樣才能有效減少各種保護 所存在的不足。此外,為事實了解故障實際情況,還要將全電流保護 作為重點,只有這樣才能真正做好超高壓輸電線路繼電保護工作,減少電力企業損失。

自適應電流保護

要做好超高壓輸電線路繼電保護,不僅要了解故障類型,還要 掌握電力運行方式,只有這樣才能確保電流保護目標得以實現。對 於電網運行來說,輸電線路和用電設施是相互關聯的,等效阻抗相 對較小,如果電動勢處於恆定狀態時,線路同點負荷電流值就會隨 之增大。所以,只有掌握了運行方式類型以後,才能對檢測線路電 流,也只有這樣才能做好電流保護工作。在自適應電流保護中,還需要明確故障類型,對比前後基波,以 便確定好電流副值。如果發生單相短路,某些相電流值可能增加,而 餘下相的電流值則不會出現變化、在兩相短路發生以後,那麼它們 的電流值也會上升,增加範圍也會相同,此外其他部分則不會變化。一般來講,在明確了故障類型以後,系統所發生的故障就會呈現正 反,也就是說在故障電流經過繼電保護裝置所在之處時,方向會出 現反差,所以,應控制好方向,才可以做好繼電保護工作。

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