1000kV特高压输电技术在我国的开创与应用.pdf

科学管理 1 000 kv特 高 压 输 电 技 术 在 我 国 的 开 创 与 应 用 卜劲松 1 ,关玉明 2 ,童立勇 3 ,杨晓波 4 (1.黑龙江省电力有限公司,黑龙江 哈尔滨150090; 2.黑龙江电建集团公司,黑龙江 哈尔滨150090; 3.黑龙江电力建设监理有限责任公司,黑龙江 哈尔滨150090; 4.黑龙江省电力勘察设计研究院,黑龙江 哈尔滨150010) 摘 要:阐述了我国第一条1 000 kv特高压输电示范工程的概况,论述特高压工程的意义、 特点、 必要性及发展 前景 。 关键词: 1 000 kv特高压输电;大电网;技术创新;电力工程 中图分类号:t m89 文献标识码: a 文章编号: 1002 - 1663(2007)05 - 0321 - 03 creation and applica tion of 1 000 kv ultral high voltage ac transm ission techn ique i n chi na bu jinsong 1, guan yuming2, tongliyong3 , yang xiaobo 4 (1. heilongjiang electric power co. , l td, harbin 150090, china; 2.heilongjiang electric powerconstruction group , harbin 150090, china; 3.heilongjiang electric powerconstruction supervision co. , ltd, harbin 150090, china; 4.heilongjiang electric power survey and design i nstitute, harbin 150010, china) abstract: the paper introduced the survey of chinas first demonstration engineering of 1 000 k v ultral high voltage ac transm ission line and discussed the significance, features, necessity and developing prospect of ul2 tral high voltage engineering . key words:1 000 kv ultral high voltageac transmission; power grid; technical analysis; electric power engi2 neering 我国第一条1 000 k v特高压试验示范工程 已全面启动,建设以特高压电网为核心的坚强电 网,是国家电网公司在慎密分析我国电力工业发 展现状及趋势的基础上做出的重大战略决策。建 设特高压电网,对于实现能源资源节约化开发、 优 化能源资源配置方式、 提高能源利用效率、 推动电 力工业技术升级、 拓宽对外能源合作领域、 促进经 济社会可持续发展和全面建设和谐社会具有重大 意义,是树立和落实科学发展观的必然要求。我 国也将成为继日本、 意大利、 美国、 法国、 前苏联等 国家后又一掌握和拥有特高压核心技术的国家。 1 示范工程概况 1 000 k v晋东南-南阳-荆门特高压交流试 验示范工程包括三站两线,起于山西长治市,经河 南省南阳开关站,止于湖北省荆门市荆门变电站, 线路全长644 . 7 km,工程静态投资约为56. 88亿 元。 该工程位于山西省、 河南省和湖北省境内,线 路途经山西省的长子县、 高平县、 沁水县、 晋城市, 河南省的沁阳市、 孟州市、 偃师市、 登封市、 汝州 市、 宝丰县、 鲁山县、 南召县、 方城县、 社旗县、 唐河 收稿日期35 作者简介卜劲松(6 ),男, 8年毕业于清华大学电力系统及其自动化专业,高级工程师,现任黑龙江省电力有限公司副总工程师。 3 第29卷 第5期 黑龙江电力 2007年10月 :2007 - 0- 1 :19 4 -19 7 12 县,湖北省的枣阳市、 宣城市、 钟祥市、 沙洋县,共 计19个行政区。 2 特高压工程前期工作 1 000 kv晋东南至荆门特高压交流试验示范 工程是我国第一条特高压交流输电工程。该工程 于2005年1月启动可研, 2005年5月20日通过 系统论证报告, 2005年6月9日工程选线选站通 过评审, 2005年6月18日接入系统设计通过评 审。2005月9月完成了地灾、 压矿、 地震、 文物、 等专题报告并取得了批复文件,环评报告和水保 方案于9月底通过审查, 2005年11月25日取得 了水利部批复文件, 2006年2月28日取得国家 环保总局批复文件, 2006年6月30日取得工程 所在的三个省国土部门用地意见。2006年8月9 日经国家发展改革委正式核准,这标志着特高压 建设的必要条件已经具备。 2. 1 电压等级 交流1 000 k v。 2. 2 基础 采用7种基础型式:岩石嵌固式基础、 全陶挖 式基础、 现浇阶梯型基础、 柔性大板基础、 斜柱插 入式基础、 灌注桩基础、 联合基础。总砼量201 644 m 3。 2. 3 铁塔 适用山 区的 酒杯型 直线 塔: z bs1、z bs2、 zbs3、z bs4、z bs5、z bsj;适用平地及丘陵的猫头 型直线塔: z m(q)1、z m(q)2、z m(q)3、z m(q) 4、z mp (q)j;适用平地及山区的耐张塔: jtp( s) 1、jtp(s)2、jtp(s)3、jtp(s)4、jdt1;适用特殊 地区的杆塔: z mx1、jtx1、jtf1、z bb2、z bb4;换位 塔jt h1。共有铁塔1 320基,塔材总质量89 198 t。 2. 4 导线 一般线路:采用8lgj - 500 /35钢芯铝绞线 (其中1. 5 k m太行山猕猴自然保护区采用8 acsr - 630 /45)。 黄河大跨越、 汉江大跨越:采用8aacsr / est- 500 /230型特高强钢芯铝合金绞线。 2. 5 地线 一般线路: 一根为jlb20a - 170全 铝包钢绞线, 638 ; 另一根o g w5光缆,638。 大跨越: 一根为jlb20 - 240铝包钢绞线,6. 7 km; 另一根为不锈钢管层绞式opg w - 24b1 - 240光缆,6. 7 km。 3 特高压输电工程特点 特高压电网具备长距离、 大容量和低损耗的 送电能力,代表着当今输电技术的最高水平,是符 合我国国情的输电方式和电网未来发展方向。 3. 1 输送容量大 一回1 000 kv特高压输电线路的送电能力 接近50010 4 kw,约为500 kv输电线路送电能 力的4倍。 3. 2 送电距离长 在输送相同功率的情况下, 1 000 kv特高压 输电线路的最远送电距离为500 kv的4倍。 3. 3 线路损耗低 在导线总截面输送容量相同情况下,电阻损 耗是500 kv的1 /4。 3. 4 节约土地资源 特高压同塔双回和猫头塔单回线路的走廊宽 度分别为81 m和75 m,单位走廊输送能力分别 为13. 310 4 k w /m和6. 210 4 k w /m,均为500 k v同类型铁塔的3倍。 3. 5 工程投资省 应用特高压输电技术,可以节省大量导线和 铁塔材料,从而降低建设成本,经计算特高压的单 位输送容量综合造价约为500 kv的73%,节省 工程投资效益显著。同时,采用特高压输电可减 少回路数及设备数量,降低运行费用。 3. 6 联网能力强 通过交流特高压同步联网,大幅度缩短电网 的电气距离,加强电气联系,提高稳定水平,充分 发挥大电网互联水火互济、 错峰、 跨流域互补、 减 少系统装机备用容量等各种联网效益。 利用特高压联网,增强网间功率交换能力,可 以在更大范围内优化能源配置方式,有力改善电 网结构,分层分区布局,从根本上解决短路电流超 标问题。 4 我国建设特高压输电工程意义 建设以特高压电网为核心的坚强国家电网, 对于实现更大范围的资源优化配置、 推动我国能 源的高效开发利用,提高系统稳定性,提高资源效 率具有重要意义。 3 vol . 29,no. 5 heilongjiang electric power oct . 2007 km p- 17km 22 4. 1 满足我国未来持续增长的电力需求的根本 保证 按照比较保守的电力弹性系数0. 8预测,在 未来15年内,我国电网的装机容量也将在现有 5. 1亿k w的基础上翻一番,达10亿kw左右,我 国的电网规模也将增加一倍,进入一个快速发展 的战略机遇期。 4. 2 提高我国能源开发利用效率的基本途径 我国能源资源和生产力发展呈逆向分布,水 电资源集中在西南部, 75%以上分布在四川、 云南 和西藏,煤炭资源集中在西北部,西北的煤碳储量 占全国总储量的60%,而负荷中心集中在东部地 区,能源和电力跨区域大规模流动是必然趋势,输 送距离在5002 000 km,这是考虑中国电网发展 方向的基本前提。 4. 3 提高电力工业整体效益的必然选择 发展大电网是电力工业发展的客观规律,大 电网不仅在资源优化配置中具有重要作用,而且 在安全性、 可靠性、 灵活性和经济性等方面有诸多 优势,我国地域辽阔,时差、 季差十分明显,加之地 区发展不平衡,不同地区的电力负荷具有很强的 互补性,特高压电网在合理利用能源,节约建设资 源、 降低运行成本,减少事故和检修费用,获得错 峰、 调峰和水火、 跨流域补偿效益方面潜力巨大, 具有显著的经济效益和社会效益。 4. 4 促进电力工业技术创新的重大举措 从电网的角度看,要在15年内翻一番,目前 以500 kv交(直)流组成的电网主要面临以下问 题: a .站址和输电走廊紧张; b .负荷密集地区短路电流超标; c .煤炭运输紧张; d .电网安全基础薄弱; e .环保压力大。 建设特高压电网恰能解决上述难题,因此建 设特高压电网十分必要。 5 工程建设的历程与展望 从1986年起特高压输电研究先后被列入我 国“ 七五 ” 、 “ 八五 ” 和“ 十五 ” 科技攻关计划, 1990 1995年国务院重大办组织“ 远距离输电方式和 电压等级论证 ”; 19901999年国家科委组织“ 特 高压输电前期论证 ” 和“ 采用交流百万千伏特高 压输电可行性 ” 等专题研究; 2004年以来国家电 网公司就特高压输电工程关键技术组织了全面系 统的研究。中国电力科学研究院、 武汉高压研究 所、 电力建设研究所有关高等院校开展了特高压 基础研究,利用各自特高压试验设备进行了特高 压外缘放电特性、 特高压对环境影响研究、 架空线 下地面电场的测试研究、 工频过电压、 操作过电压 的试验研究等。 经过近两年三个阶段的科研及对外咨询,目 前所有课题的研究均通过专家论证,大部分课题 通过了试验,适应我国国情的1 000 kv线路施工 验收规范、1 000 kv线路施工工艺导则和1 000 k v线路组塔施工工艺导则等工程建设支持性文 件已经完成了报审稿;同时, 1 000 kv项目管理规 划大纲、 监理规划、 施工项目管理规划示范文本正 在征求意见稿正在研讨中,黑龙江电力建设监理 公司参加了该稿的研讨,现以提交报审稿, 1 000 k v特高输电工程建设技术条件已经具备。 在工程建设过程中,国家电网公司还将有针 对性组织开展z m - 26直升机吊装1 000 k v铁 塔、 无跨越架空中连续跨越500 kv线路、 “ 一牵 八 ” 放线、“ 八牵八 ” 放线等多项世界前沿性课题 的研究与应用。 2006年5月10日,我国第一条1 000 kv特 高压输电线路工程破土动