高电压技术第一讲绪论课件

高电压技术

——电子信息工程系

1课程成绩评定：最终成绩：期末考试成绩（70%）平时（30%）考勤、作业、上课表现考勤：无故三次不到，考勤成绩计为0；作业：独立完成、及时上交。上课表现：问答、讨论、课堂纪律。2课程教学大纲课时：34学分：2上机/实验学时：0教材：施围，邱毓昌.高电压工程基础，2006.课程性质和要求：高电压技术是电气工程专业的一门主要专业课，也是一门理论性很强的专业课程，也是从事电力相关领域的基础学科。本课程主要目的和任务是培养学生掌握学习相关知识的方法、了解并掌握高电压技术的基础知识，为以后从事电力专业及相关强电领域的工作打好基础。

3第一章绪论1.1高压输电的必要性1.2我国电力工业的发展1.3电力工业对高电压技术发展的促进作用1.4新材料和新技术在高电压技术中的应用4一、电力系统的构成电厂输电网升压变电站配电网降压变电站用户箱式变电站1.1高压输电的必要性5思考：为何要高压输电？电厂输电网升压变电站配电网降压变电站用户箱式变电站？6二、我国电能现状

发电能源地与用电强负荷区地理分布不均衡。经济发达地区，用电需求增长快，但缺乏一次能源；而一次能源（如矿物燃料，水电资源）丰富的地区，用电需求却相对较低。

加拿大、美国、俄罗斯、巴西和中国等国都存在这种不平衡情况。这种不平衡情况增加了远距离大容量输电和电网互联的需求。1.1高压输电的必要性7高压输电是为实现大功率、远距离的电力输送。1.减少输电线路上的电功率损耗。2.节省输电导线所用材料。3.电力系统稳定。因此，远距离输送电能要采用高电压或超高电压。但也不能盲目提高输电电压，电压越高，输电架空线的建设以及对各种材料的要求就越严格，造价也越高。三、高压输电的原因1.1高压输电的必要性8不同电压等级线损9不同电压等级传输能量曲线10输电电压一般分高压、超高压和特高压。高压（HV）：35～220kV；超高压（EHV）：330～750kV；特高压（UHV）：1000kV及以上

高压直流（HVDC）：±600kV及以下

特高压直流（UHVDC）：±600kV以上，包括±750kV和±800kV四、高电压的等级高压直流输电：利用稳定的直流电具有无感抗，容抗也不起作用，无同步问题等优点而采用的大功率远距离直流输电。1.1高压输电的必要性11回顾：为何要高压输电？高压输电是为实现大功率、远距离的电力输送。1.减少输电线路上的电功率损耗。2.节省输电导线所用材料。3.电力系统稳定。121.2我国电力工业的发展装机容量：电力系统的总装机容量是指该系统实际安装的发电机组额定有功功率的总和。是1949年的238倍，位居世界第二位。

我国是世界人口第一大国，尽管我国电力工业发展如此迅速，但人均装机容量仅为0.34kW，只有美国人均装机容量的1/10左右。

13高压输电技术

我国输电技术的发展电压等级2203305007501000出现年份19431974198120052008世界输电技术的发展电压等级2203805007501150出现年份19261952195919651985

三峡水电站

巴西伊泰普水电站装机容量18.2GW12.6GW输电电压500kV；±500kV760kV；±600kV滞后！！！14能源结构和能源分布（2004）

我国交流输电线路的一般输送容量及输电距离标称电压/kV110220330500750最高运行电压/kV126252363550800输送容量/MW10～50100～500200～1000500～15001000～2000输电距离/km150～50300～100600～2001000～2501500～500电厂类型火电水电核电其他总计装机容量/GW324.9108.266.840.7440.7占总装机量的％73.7224.571.550.16100(1)进一步发展大容量远距离输电;(2)采取有效措施，减少火力发电厂的CO2的排放。151.3电力工业对高电压技术发展的促进作用1.新的更高电压等级的应用（1）线路电晕配电网使用的中压等级：电晕不需要专门研究解决高压输电线路：这是一个需要解决的关键技术问题。能量损耗－电磁干扰－噪声问题。（2）电力系统过电压防护配电线路：雷电过电压常是决定线路绝缘水平的主要因素超高压和特高压输电线路：操作过电压和工频过电压162.紧凑型输电技术

紧凑型输电线路的特点是取消常规线路杆塔的相间接地构架而将三相线路置于同一塔窗中，使导线相间距离显著减小。因此，与常规线路相比，紧凑型输电线路的电感减小，电容增大，即线路的波阻抗减小，从而增大了输电线路的自然功率，也就是说可以有效地提高线路的输送能力。紧凑型输电的另一个显著优点是线路走廊减小，因而占地减少。

173.灵活交流输电技术

灵活交流输电系统（FlexibleACTransmissionSystem简写为FACTS）是指装有电力电子型或其它静止型控制器以加强系统可控性和增大传输能力的交流输电系统。

静止补偿器（SVC）中既装有用来提高功率因数的并联电容器以保证重载时用户端的电压不致太低，又装有并联电抗器以降低线路轻载或空载时长线末端出现的工频过电压。

SVC的电抗可从电容性到电感性按需要调节，从而使SVC安装点的电压保持在一定的范围内。

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高压直流与轻型高压直流输电

高压直流（HVDC）在远距离输电工程中有很大的优势，因为它不像交流输电有系统稳定的问题。高压直流除了在远距离输电方面的优势外，还有其他的特殊用途，如用作两个交流电力系统的互联和实现海底电缆输电等。

直流输电系统中的绝缘技术和过电压防护技术不同于交流输电系统，所以高压直流输电的发展对高电压技术的进步是有促进作用的。

当输电距离超过等价距离时直流输电更经济191.4新材料和新技术在高电压技术中的应用

新材料的应用阀式避雷器（碳化硅）→金属氧化物避雷器（氧化锌）粘性浸渍的油纸电缆、充油电缆→交联聚乙烯电缆

新技术的应用超导技术、光电技术、绝缘检测技术等常规电缆

常温介质超导电缆

低温介质超导电缆传输容量/MVA2205001000

线路损耗%10010067

环境保护的要求201.5高电压技术中在其他领域的应用

脉冲功率技术

脉冲功率装置中有很多高电压技术问题，例如Marx发生器、气体放电开关。此外，高电压与强电流脉冲的测量也是传统高电压技术中的基本内容。

电磁兼容（EMC）

EMC已形成一个相对独立的技术领域。由于高电压工作者熟悉消除电磁干扰的基本措施：屏蔽、接地、滤波，所以不少大学的高电压技术专业已将EMC作为研究方向之一。

21静电技术

静电除尘、静电喷涂和静电植绒等。

放电的应用

现代电光源，又如介质阻挡放电已广泛应用于臭氧的合成、材料的表面改性和杀灭细菌，脉冲电晕放电用于烟气的脱