探究特高壓輸變電中的常見問題并提出建議

孔麗

[摘 ?要]隨著社會的發(fā)展，人們對電的依賴越來越強(qiáng)烈，但是，特高壓輸變電過程中還存在許多問題。本文就特高壓輸變電中的常見問題進(jìn)行探討，并提出實(shí)際建議。

[關(guān)鍵詞]特高壓 ?輸變電 ?常見問題

中圖分類號：TM723 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）24-0171-01

前言

我國對特高壓電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展是非常重視的，是國家電網(wǎng)公司當(dāng)前重要的任務(wù)和目標(biāo)，也是國家電網(wǎng)公司為了加強(qiáng)電力需求的持續(xù)增長、保障西電東送和南北電力相互供應(yīng)、實(shí)現(xiàn)國家全面互聯(lián)網(wǎng)一體化的重大措施。在本文中，就一些關(guān)于特高壓輸變電的問題提出了自己的建議和看法，供您參考。

1 我國高壓輸變電工程的發(fā)展

自從改革開放以來，我國的國民經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)出持續(xù)的快速增長，電力工業(yè)的快速發(fā)展離不開經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展的帶動(dòng)，尤其是近年來，由于各方面用電需求的快速增加，也促使電力發(fā)展的速度進(jìn)一步提高。我國的裝機(jī)容量也發(fā)生翻天覆地的變化，由解放初期1949年的185萬千瓦提高到了2004年底的4.39億千瓦，基本上每年的裝機(jī)容量有10%多的增長率。其中從2002年到2004年，我國每年的發(fā)電裝機(jī)容量基本上新增2839萬千瓦，每年的用電量也新增1929億千瓦，尤其在2004年，新增了發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到5000多萬千瓦，需求電量增長達(dá)到了2500多億千瓦。自1996年開始，我國電網(wǎng)的總裝機(jī)容量和總發(fā)電量基本上穩(wěn)居世界第二。到了2005年底，我國的發(fā)電裝機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到了5多億千瓦。為了適應(yīng)21世紀(jì)上半葉國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的國民經(jīng)濟(jì)提出了新的需求，要求電力供應(yīng)要滿足國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的需求。

2 變壓器、電抗器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)場強(qiáng)問題

當(dāng)處于交流1000千伏特高壓電網(wǎng)中，其中最重要的特高壓變電設(shè)備是變壓器和電抗器，現(xiàn)在只有一些國外的幾個(gè)設(shè)備生產(chǎn)廠家以前 對試運(yùn)行樣機(jī)進(jìn)行制造， 但是基本都沒有將特高壓輸變電工程應(yīng)用到實(shí)際上，其中運(yùn)用的也是按照交流 1000千伏額定電壓運(yùn)行的，也就是說在特高壓變壓器和電抗器的實(shí)際運(yùn)行中沒有什么經(jīng)驗(yàn)或者經(jīng)驗(yàn)很少，也造成了這方面的空缺。那么， 在我國初期建設(shè)特高壓電網(wǎng)時(shí)， 由于國內(nèi)基本不能自己進(jìn)行生產(chǎn)， 必然要考慮從國外生產(chǎn)的變壓器、 電抗器中購買，或者與外商進(jìn)行合作，將他們的技術(shù)引進(jìn)制造， 但是，我國的特高壓電網(wǎng)的發(fā)展前景受到這類特高壓變電設(shè)備的制造技術(shù)水平限制， 也是在我國建設(shè)和發(fā)展特高壓電網(wǎng)時(shí)增加了一些嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

在我國500千伏超高壓電網(wǎng)中，運(yùn)行了二十多年的變壓器和電抗器的情況說明了在進(jìn)行設(shè)計(jì)變壓器、電抗器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí)，就決定了其是否能夠進(jìn)行長期安全運(yùn)行， 不論是從國外引進(jìn)的設(shè)備還是我國自己生產(chǎn)的設(shè)備， 如果所設(shè)計(jì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不合理，將會導(dǎo)致是設(shè)備出現(xiàn)重大的隱患和誘發(fā)設(shè)備事故的發(fā)生。從原國家電力公司發(fā)輸電運(yùn)營部在1995～2000年統(tǒng)計(jì)情況來看，從國外引進(jìn)的 500千伏變壓器和并聯(lián)電抗器得知，由于原級設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理等因素引起的設(shè)備事故達(dá) 80% 左右。造成設(shè)備故障或損壞基本上是內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理， 其主要從變壓器、電抗器內(nèi)部局部場強(qiáng)偏大或漏磁通集中方面表現(xiàn)出來的， 造成設(shè)備內(nèi)部局部發(fā)熱或較大的震動(dòng)，進(jìn)而出現(xiàn)閃絡(luò)放，導(dǎo)致絕緣擊穿。

3 變電設(shè)備外絕緣爬距選擇及防污穢閃絡(luò)問題

電站設(shè)備的外絕緣的爬電距離，通常是基于變電站當(dāng)?shù)貧庀蟓h(huán)境污穢的分布程度和實(shí)際輪廓的測量來確定的，通常應(yīng)該要有適當(dāng)?shù)脑６?。通過我國已建和在建的500千伏變電站變電設(shè)備外絕緣選址情況來看，由于受到整體環(huán)境和當(dāng)?shù)匦夂虻挠绊懀谠S多領(lǐng)域的不同程度的污穢情況逐漸增加，現(xiàn)在在選擇變電站地址時(shí)，要選擇一個(gè)非常干凈的地區(qū)是基本上不可能的了，絕大多數(shù)地區(qū)的污染程度基本上是由電網(wǎng)來劃分的，大部分污染的監(jiān)管區(qū)域?qū)哟谓Y(jié)構(gòu)級別是2 ～ 3級地區(qū)甚至3級以上，根據(jù)變電站設(shè)備外絕緣污穢的程度來進(jìn)行分類，要造成污染區(qū)達(dá)到以上等級時(shí)，外絕緣的爬電距離約2.5 ～ 3.5厘米/千伏甚至達(dá)到了3.5厘米/千伏，這也對變電站設(shè)備的防污性能提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。眾所周知，在配電變壓器，電抗器、斷路器、電流和電壓互感器、避雷器、隔離開關(guān)等變電站設(shè)備的外面包裹的是絕緣套管，絕緣套管尺寸和防污性能也直接決定了防污的變電站設(shè)備水平之間的距離。通過實(shí)際情況得知，大氣環(huán)境的污染區(qū)和電網(wǎng)污染程度也逐漸加大，要想選擇防污染變電站的設(shè)備，符合實(shí)際防污設(shè)計(jì)的要求也越來越難做了，主要原因是可以完全滿足有效需求距離的瓷絕緣套管的生產(chǎn)是很困難的，可選擇的很少。一些瓷絕緣套管名義上達(dá)到了幾何距離的標(biāo)準(zhǔn)，但實(shí)際上是套管高度不標(biāo)準(zhǔn)，仍然不能滿足要求的有效距離（也很難滿足相關(guān)IEC標(biāo)準(zhǔn)的要求）。對于特高壓，由于其工作高電壓的絕緣爬電距離就需要更大，它不僅造成瓷絕緣套管制造技術(shù)出現(xiàn)困難，而且還提出了比較嚴(yán)格的要求，也造成了一些困難在進(jìn)行選擇特高壓變電設(shè)備時(shí)。

4 輸電線路走廊內(nèi)跨房、樹障及電磁干擾問題

現(xiàn)在，有一個(gè)比較棘手和困難的問題擺在我國建設(shè)輸電線路工程面前，問題是線路走廊比較擁擠，線路在走廊和房屋間的跨越比較繁瑣，還有一些障礙難清理。根據(jù)目前相關(guān)輸電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程的要求，選擇線路路徑一般要盡可能的避開居民區(qū)和原始森林區(qū)及其它嚴(yán)重影響安全運(yùn)行的地區(qū)，線路也要盡量不要跨越房屋，500千伏輸電線路原則上是不跨越居民住宅區(qū)， 這樣可以避免砍伐樹木。實(shí)際上，尤其是建設(shè)500kV線路工程中，要完全避開城鎮(zhèn)居民區(qū) 是根本做不到的，不僅沒有建設(shè)的相關(guān)線路通道，而且拆遷費(fèi)用大，這一點(diǎn)在華東地區(qū)極為明顯。

在房屋問題方面，原則上是要盡量避開城鎮(zhèn)居民區(qū)。對于實(shí)在無法避開且必須跨越的民居和建筑物，應(yīng)該在考慮安全距離、電場強(qiáng)度和無線電干擾水平的基礎(chǔ)上，再考慮能否給這些民居和建筑物專門安裝特制的防護(hù)裝置如屏蔽保護(hù)網(wǎng)或罩，一方面給居民提供足夠的安全距離和空間，另一方面屏蔽高壓場強(qiáng)的輻射，降低無線電的干擾 。對于線路穿越林區(qū)時(shí)，要盡量少砍或不砍林區(qū)通道，可采取針對樹木高度適當(dāng)增加桿塔高度的措施，并在桿塔塔身和橫擔(dān)上建有附加平臺，以方便登塔查看和檢修。

5 結(jié)束語

無論我國還是國際上，特高壓輸變電的實(shí)用化工程都是一個(gè)創(chuàng)新的工程， 雖然國內(nèi)外在對特高壓進(jìn)行研究取得了不少的研究成果， 但是基本上沒有將特高壓變電工程運(yùn)行到實(shí)際上的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒; 而且從我國建設(shè)和發(fā)展特高壓電網(wǎng)從某種意義上講，當(dāng)前這個(gè)可以作為全世界電力事業(yè)的一個(gè)焦點(diǎn)工程， 并可以代表著國際上大電網(wǎng)的發(fā)展趨勢和變電技術(shù)的頂尖水平。因此， 我國在建設(shè)第一個(gè)特高壓輸變電示范工程是至關(guān)重要， 它的建成不僅關(guān)系到我國特高壓輸變電技術(shù)的提升，也奠定了一些經(jīng)驗(yàn)， 更重要的是關(guān)系到今后國際上在特高壓電網(wǎng)的發(fā)展趨勢， 所以由衷的期盼我國特高壓輸變電技術(shù)取得圓滿成功。

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