特高压直流输电技术指导

    特高压直流输电可靠性指标如何?

 

    在我国计划建设的西南水电外送特高压直流输电工程电压为±800 千 伏,其主接线方式和我国已有的直流工程不同,每极采用两个 12 脉动换 流器串联.如果出现一个 12 脉动换流器故障,健全的换流器仍然可以和 同一个极对端换流站的任意一个换流器共同运行,因此单极停运的概率将 显著降低,考虑到第一个特高压直流工程缺乏经验,可行性研究报告中初 步提出了与三峡-上海直流工程相同的可靠性指标.技术成熟后,预计停 运次数可以降低到 2 次/(每极·年)以下.双极停运的概率也将大幅下 降,可以控制在 0.05 次/年.另外由于系统研究水平、设备制造技术、建设和运行水平的提高,由于直流工程数量的增加和相关经验的积累,换流 器平均故障率预计可以控制在 2 次/(每换流器·年).总体来说,特高 压直流工程将会比常规直流更加可靠.

 

    直流输电系统的可靠性有哪些具体的指标?

 

    直流输电系统的可靠性指标总计超过 10 项,这里只介绍停运次数、 降额等效停运小时、能量可用率、能量利用率四项主要可靠性指标. 停运次数:包括由于系统或设备故障引起的强迫停运次数.对于常用的 双极直流输电系统,可分为单极停运,以及由于同一原因引起的两个极同 时停运的双极停运.对于每个极有多个独立换流器的直流输电系统,停运 次数还可以统计到换流器停运.不同的停运代表对系统不同水平的扰 动.

 

    降额等效停运小时:直流输电系统由于全部或者部分停运或某些功能 受损,使得输送能力低于额定功率称为降额运行.

 

    降额等效停运小时是: 将降额运行持续时间乘以一个系数,该系数为降额运行输送损失的容量与 系统最大连续可输送电容量之比.

 

    为什么要对直流输电系统的可靠性指标进行定期统计和评价?

 

    直流输电系统是一个复杂的自成体系的工程系统,多数情况下承担大 容量、远距离输电和联网任务.因此,需要设定一些直流输电系统可靠性 指标,用于衡量直流输电系统实现其设计要求和功能的可靠程度,评价直 流输电系统运行性能.直流系统可靠性直接反映直流系统的系统设计、设 备制造、工程建设以及运行等各个环节的水平.通过直流系统可靠性分 析,可以提出改善工程可靠性的具体措施,对新建工程提出合理的指标要 求.国际大电网会议专门成立一个直流输电系统可靠性工作组,每两年对 全世界所有直流输电工程进行一次可靠性的综合统计和评价.

 

    直流输电线路的绝缘配合设计要解决哪些问题?

 

    直流输电线路的绝缘配合设计就是要解决线路杆塔和档距中央各种可 能的间隙放电,包括导线对杆塔、导线对避雷线、导线对地、以及不同极 导线之间的绝缘选择和相互配合,其具体内容是:针对不同工程和大气条 件等选择绝缘子型式和确定绝缘子串片数、确定塔头空气间隙、极导线间 距等,以满足直流输电线路合理的绝缘水平.

 

    直流输电线路有哪些基本类型?

 

    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.

 

    建设特高压直流输电线路需要研究哪些关键技术问题?

 

    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环境影响,对于工程建设满足环境保护要求和降低造 价至关重要.

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