行業動態 » 特高壓電網上馬:技術裝備准備好了嗎
    規劃
    國家電網公司于2004年開始啓動特高壓交直流輸電工程的前期研究工作,並形成初步框架。其構想的目標是,以晉、陝蒙、甯煤電基地和西南水電基地開發爲前提,構建華中、華北同步的堅強核心電網。交流特高壓將形成“四橫六縱多受端”的網架,從總體規劃上看,這樣一個特高壓骨幹電網,跨區域的輸送能力將占到全國裝機容量的25%左右。“四橫”是指形成西起四川、關中、陝北、蒙西這樣四個水火電的基地。“六縱”是指形成北起甯夏、陝北、蒙西、北京、唐山、山東青島,南到重慶、湖北、長沙、南昌、南京和福州的六條縱向通道。“多受端”是指交流特高壓在華北、華中、華東和陝西負荷中心地帶形成堅強的環網結構。

      特高压电网本月启动
    “本月,我們將正式啓動1000千伏晉東南—南陽—荊門交流特高壓試驗示範工程。”國家電網公司副總經理舒印彪在接受本報記者專訪時表示,“總體上看,特高壓交流試驗工程即將核准開工建設,是我國裝備制造業的重大機遇,將推動我國電工設備制造從技術引進爲主走向以自主創新爲主的新階段,搶占世界電力科技和設備制造技術的制高點。”
      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公裏,預計將于2008年建成投産,工程建成後,將連接華北和華中兩大電網,滿足華中和華東地區的電力需求。此前6月24日,國內另一大電網運營商中國南方電網公司也宣布,將采用特高壓輸電技術在南方五省建設長距離電網。
      特高压电网的优势
      输电 一回特高压交流线路可输电500萬千瓦左右,是500千伏交流線路輸送能力的5倍;一回特高壓直流線路可輸電640萬千瓦,是正負500千伏直流線路輸送能力的2倍以上。
      费用 当我们需要输送容量1000萬千瓦時,采用500千瓦電壓需約10回線路,每回中間需約7個開關站,投資估計370億元。而采用1000千伏特高壓輸電時,僅需2回線路、中間4個開關站,投資估計240億元。
      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1000千伏線路輸電與采用500千伏的線路相比,可節省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年前後國家電網特高壓網架建成後,通過獲得聯網效益,全國可節約裝機2000萬千瓦,折合投資約500億元;在輸送相同容量的條件下,采用特高壓輸電與500千伏輸電相比,可降低網損近50%、約280萬千瓦,相當于節約電源容量投資110億元。

專家解讀
      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1000千伏級固定式並聯電抗器不存在障礙。特變電工和西變、中國電科院合作,已分別啓動高阻抗和磁飽和兩種原理500千伏可控高抗的研制。在此基礎上,結合1000千伏可控高抗研制技術,將進一步開發1000千伏可控高抗,填補國際空白。
      开关设备:高压断路器可分为空气绝缘敞开式(AIS)和氣體絕緣全封閉組合電器(GIS)兩種。國內沈高以750千伏示範工程爲依托,引進了750千伏GIS技術,核心技術源于1000千伏GIS技術。目前沈高、西開、平開和平高已具備自主開發特高AIS開關的能力。平高的特高壓瓷柱式斷路器已開始樣機試驗,西開已研制成功500千伏單斷口、750千伏雙斷口罐式斷路器,正在此基礎上研制1000千伏雙斷口罐式電路器。但國內500千伏GIS制造起步較晚,需要加強對外合作。
      套管:套管是高压设备的重要部件,仅瓷套长达10米、內徑達1米,技術難度高。近年來,撫瓷、南通神馬等企業的外套制造技術有了長足進展。南通神馬已訂購了特高壓合成套的生産設備。撫瓷、西瓷等在對主要生産設備進行改造後,具備研制特高壓套管瓷套的能力。但國産高壓套管在産品質量和運行經驗等方面仍有差距,500千伏套管尤其是直流套管主要靠進口。可通過集中采購形成規模優勢,以市場換技術,提升國內企業相關設計、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平方毫米導線以大規模使用,導線、多分裂金具可滿足特高壓工程需要。國內已成功設計、建造高達346.5米的江陰交流大跨越,是目前世界上最高的輸電線路鐵塔,杆塔設計技術完全成熟,特高壓線路懸垂串將采用30-40噸絕緣子。目前國內玻璃、瓷絕緣子和合成絕緣子的最大噸位已達到40-53噸,加之多年來長效有機塗料的大規模采用,能夠解決特高壓絕緣子的電氣和機械問題。
      晶闸管:晶闸管决定了直流的容量和规模。目前,国内5英寸晶閘管技術相對成熟,但通流容量有限,不能滿足金沙江等西南大水電基地的送出需要。加快研究6英寸晶閘管,將正負800千伏特高壓直流的送出能力提高到640萬千瓦,符合建設特高壓直流的初衷。國內西電集團和株洲南車世代公司可以通過自主研發或與外方合作等方式,實現6英寸晶閘管及相關設備的供貨。
      具体操作:一年多来,完成了所有1000千伏交流特高壓設備的概念設計。西開、沈高和平高已與國外公司簽訂合作開發特高壓開關的正式協議。基本完成變壓器、高抗的計算研究,並開始絕緣模型試驗,500千伏可控高抗正在進行樣機調試。單斷口500千伏斷路器、1000千伏四斷口瓷柱式斷路器,1000千伏CVT等産品已造出樣機,1000千伏隔離開關、支柱絕緣子、合成絕緣子已完成型式試驗並通過鑒定。
     名词
     什麽是特高壓電網
     特高壓電網是指交流1000千伏、直流正負800千伏及以上電壓等級的輸電網絡。拿它和我國現有主要以500千伏交流和正負500千伏直流系統爲主要的電網相比較,前者如同高速公路,後者如同普通快速路,兩者在流量、流速、經濟性等方面均不可同日而語。
      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、500千伏交流輸電和500千伏直流輸電線路爲骨幹網架。全國已經形成5個區域電網和南方電網。其中:華東、華北、華中、東北4個區域電網和南方電網已經形成了500千伏的主網架,西北電網在330千伏網架的基礎上,但是,由于我國電網跨區域輸電主要依靠500千伏交流和正負500千伏直流,在提高電力輸送能力方面受到技術、環保、土地資源等多方面的制約。而特高壓電網能夠適應東西2000至3000公裏,南北800至2000公裏遠距離大容量電力輸送需求,有利于大煤電基地、大水電基地和大型核電站群的開發和電力外送。第一條750千伏的官廳至蘭州東輸變電工程截至今年1月4日已安全穩定運行100天,爲規劃中的國家特高壓電網打下堅實基礎。
      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年代末開始1150千伏特高壓工程的建設,研制了變壓器、電抗器、斷路器等全套敞開式特高壓設備,先後建成特高壓線路2462公裏,其中兩段共900公裏長的輸電線路及3個特高壓變電站從1985起相繼投入商業運行,累計全壓運行5年時間。日本自1973年開始研究特高壓輸電技術,從1990年至今年內共建成426公裏同塔雙回特高壓輸電線路,同時成功研制了全套1000千伏氣體絕緣全封閉組合電器,在新榛名試驗站累計進行全壓考核近5年,運行情況良好。
     總體上看,經過30多年的研發,特別是國際上幾個特高壓工程的建設,特高壓設備通過了型式試驗,並投入試驗或商業運行,經受了實際運行考驗或長時間帶電考核,解決了特高壓設備的關鍵技術問題。各國單相變壓器的最高水平已經做到1100千伏/1000兆伏安、1200千伏/667兆安;開關的最高水平做到雙斷口1100千伏/50千安、四斷口1050千伏/50千安。

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