行业动态 >> 特高压电网上马:技术装备准备好了吗
    规划
    国家电网公司于2004年开始启动特高压交直流输电工程的前期研究工作,并形成初步框架。其构想的目标是,以晋、陕蒙、宁煤电基地和西南水电基地开发为前提,构建华中、华北同步的坚强核心电网。交流特高压将形成“四横六纵多受端”的网架,从总体规划上看,这样一个特高压骨干电网,跨区域的输送能力将占到全国装机容量的25%左右。“四横”是指形成西起四川、关中、陕北、蒙西这样四个水火电的基地。“六纵”是指形成北起宁夏、陕北、蒙西、北京、唐山、山东青岛,南到重庆、湖北、长沙、南昌、南京和福州的六条纵向通道。“多受端”是指交流特高压在华北、华中、华东和陕西负荷中心地带形成坚强的环网结构。

      特高压电网本月启动
    “本月,我们将正式启动1000千伏晋东南—南阳—荆门交流特高压试验示范工程。”国家电网公司副总经理舒印彪在接受本报记者专访时表示,“总体上看,特高压交流试验工程即将核准开工建设,是我国装备制造业的重大机遇,将推动我国电工设备制造从技术引进为主走向以自主创新为主的新阶段,抢占世界电力科技和设备制造技术的制高点。”
      酝酿已久的特高压电网在饱受争议之后,终于要“浮出水面”了。工程线路全长为654公里,预计将于2008年建成投产,工程建成后,将连接华北和华中两大电网,满足华中和华东地区的电力需求。此前6月24日,国内另一大电网运营商中国南方电网公司也宣布,将采用特高压输电技术在南方五省建设长距离电网。
      特高压电网的优势
      输电 一回特高压交流线路可输电500万千瓦左右,是500千伏交流线路输送能力的5倍;一回特高压直流线路可输电640万千瓦,是正负500千伏直流线路输送能力的2倍以上。
      费用 当我们需要输送容量1000万千瓦时,采用500千瓦电压需约10回线路,每回中间需约7个开关站,投资估计370亿元。而采用1000千伏特高压输电时,仅需2回线路、中间4个开关站,投资估计240亿元。
      环保 工频磁场远、无线电干扰和可听噪声符合相应的国家标准。
      用地 输送同样的功率,采用1000千伏线路输电与采用500千伏的线路相比,可节省60%的土地。
      资源 特高压输电有利于实现能源资源的优化配置。
      前景 具有关机构估算,2020年前后国家电网特高压网架建成后,通过获得联网效益,全国可节约装机2000万千瓦,折合投资约500亿元;在输送相同容量的条件下,采用特高压输电与500千伏输电相比,可降低网损近50%、约280万千瓦,相当于节约电源容量投资110亿元。

专家解读
      特高压电网设备国产能力不容质疑
      时至今日,围绕特高压电网的争议实际上仍未完全平息,特别是对“特高压电网技术上是否成熟”持怀疑态度着仍大有人在;而其中,特高压技术及设备的国产能力一直都是受关注的中心。本报记者就此对国家电网公司副总经理舒印彪作了专访,他分门别类,对特高压主设备和控制保护系统已基本具备国产化能力作了令人信服的说明——
      变压器:特变电工、西安、保定三大变压器厂按双百万(电压百万伏、容量百万千伏安)的标准新建或扩建了生产车间和试验室,硬件条件优于国外。在波过程计算、电场计算、端部出线设计、漏磁场计算、机械力计算等主要方面已有了特高压变压器的设计和制造能力。
      可控电抗器:结合变压器的研发并考虑电抗器磁路设计等特殊性,三大变压器厂制造1000千伏级固定式并联电抗器不存在障碍。特变电工和西变、中国电科院合作,已分别启动高阻抗和磁饱和两种原理500千伏可控高抗的研制。在此基础上,结合1000千伏可控高抗研制技术,将进一步开发1000千伏可控高抗,填补国际空白。
      开关设备:高压断路器可分为空气绝缘敞开式(AIS)和气体绝缘全封闭组合电器(GIS)两种。国内沈高以750千伏示范工程为依托,引进了750千伏GIS技术,核心技术源于1000千伏GIS技术。目前沈高、西开、平开和平高已具备自主开发特高AIS开关的能力。平高的特高压瓷柱式断路器已开始样机试验,西开已研制成功500千伏单断口、750千伏双断口罐式断路器,正在此基础上研制1000千伏双断口罐式电路器。但国内500千伏GIS制造起步较晚,需要加强对外合作。
      套管:套管是高压设备的重要部件,仅瓷套长达10米、内径达1米,技术难度高。近年来,抚瓷、南通神马等企业的外套制造技术有了长足进展。南通神马已订购了特高压合成套的生产设备。抚瓷、西瓷等在对主要生产设备进行改造后,具备研制特高压套管瓷套的能力。但国产高压套管在产品质量和运行经验等方面仍有差距,500千伏套管尤其是直流套管主要靠进口。可通过集中采购形成规模优势,以市场换技术,提升国内企业相关设计、制造水平。
      输电线路:特高压导地线、铁塔、金具、绝缘子等全部设备具备国产化能力,国内潜在供货厂商众多。500、630、720平方毫米导线以大规模使用,导线、多分裂金具可满足特高压工程需要。国内已成功设计、建造高达346.5米的江阴交流大跨越,是目前世界上最高的输电线路铁塔,杆塔设计技术完全成熟,特高压线路悬垂串将采用30-40吨绝缘子。目前国内玻璃、瓷绝缘子和合成绝缘子的最大吨位已达到40-53吨,加之多年来长效有机涂料的大规模采用,能够解决特高压绝缘子的电气和机械问题。
      晶闸管:晶闸管决定了直流的容量和规模。目前,国内5英寸晶闸管技术相对成熟,但通流容量有限,不能满足金沙江等西南大水电基地的送出需要。加快研究6英寸晶闸管,将正负800千伏特高压直流的送出能力提高到640万千瓦,符合建设特高压直流的初衷。国内西电集团和株洲南车世代公司可以通过自主研发或与外方合作等方式,实现6英寸晶闸管及相关设备的供货。
      具体操作:一年多来,完成了所有1000千伏交流特高压设备的概念设计。西开、沈高和平高已与国外公司签订合作开发特高压开关的正式协议。基本完成变压器、高抗的计算研究,并开始绝缘模型试验,500千伏可控高抗正在进行样机调试。单断口500千伏断路器、1000千伏四断口瓷柱式断路器,1000千伏CVT等产品已造出样机,1000千伏隔离开关、支柱绝缘子、合成绝缘子已完成型式试验并通过鉴定。
     名词
     什么是特高压电网
     特高压电网是指交流1000千伏、直流正负800千伏及以上电压等级的输电网络。拿它和我国现有主要以500千伏交流和正负500千伏直流系统为主要的电网相比较,前者如同高速公路,后者如同普通快速路,两者在流量、流速、经济性等方面均不可同日而语。
      现状
      现状
      输电能力受多种因素制约
      目前,我国超高输电线路以220千伏、330千伏、500千伏交流输电和500千伏直流输电线路为骨干网架。全国已经形成5个区域电网和南方电网。其中:华东、华北、华中、东北4个区域电网和南方电网已经形成了500千伏的主网架,西北电网在330千伏网架的基础上,但是,由于我国电网跨区域输电主要依靠500千伏交流和正负500千伏直流,在提高电力输送能力方面受到技术、环保、土地资源等多方面的制约。而特高压电网能够适应东西2000至3000公里,南北800至2000公里远距离大容量电力输送需求,有利于大煤电基地、大水电基地和大型核电站群的开发和电力外送。第一条750千伏的官厅至兰州东输变电工程截至今年1月4日已安全稳定运行100天,为规划中的国家特高压电网打下坚实基础。
      他国
      特高压电网经受了运行考验
      据舒印彪介绍,苏联、日本、意大利和美国等曾先后建成交流特高压输电工程及试验工程。前苏联从上世纪70年代末开始1150千伏特高压工程的建设,研制了变压器、电抗器、断路器等全套敞开式特高压设备,先后建成特高压线路2462公里,其中两段共900公里长的输电线路及3个特高压变电站从1985起相继投入商业运行,累计全压运行5年时间。日本自1973年开始研究特高压输电技术,从1990年至今年内共建成426公里同塔双回特高压输电线路,同时成功研制了全套1000千伏气体绝缘全封闭组合电器,在新榛名试验站累计进行全压考核近5年,运行情况良好。
     总体上看,经过30多年的研发,特别是国际上几个特高压工程的建设,特高压设备通过了型式试验,并投入试验或商业运行,经受了实际运行考验或长时间带电考核,解决了特高压设备的关键技术问题。各国单相变压器的最高水平已经做到1100千伏/1000兆伏安、1200千伏/667兆安;开关的最高水平做到双断口1100千伏/50千安、四断口1050千伏/50千安。

上一条      下一条
返回顶部