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  • 行業動態 ? 特高壓電網上馬:技術裝備準備好了嗎
        規劃
        國家電網公司于2004年開始啟動特高壓交直流輸電工程的前期研究工作,并形成初步框架。其構想的目標是,以晉、陜蒙、寧煤電基地和西南水電基地開發為前提,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,這樣一個特高壓骨干電網,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、陜北、蒙西這樣四個水火電的基地。“六縱”是指形成北起寧夏、陜北、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、華東和陜西負荷中心地帶形成堅強的環網結構。

          特高壓電網本月啟動
        “本月,我們將正式啟動1000千伏晉東南—南陽—荊門交流特高壓試驗示范工程。”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準開工建設,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為主走向以自主創新為主的新階段,搶占世界電力科技和設備制造技術的制高點。”
          醞釀已久的特高壓電網在飽受爭議之后,終于要“浮出水面”了。工程線路全長為654公里,預計將于2008年建成投產,工程建成后,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。
          特高壓電網的優勢
          輸電 一回特高壓交流線路可輸電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。
          費用 當我們需要輸送容量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。
          環保 工頻磁場遠、無線電干擾和可聽噪聲符合相應的國家標準。
          用地 輸送同樣的功率,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。
          資源 特高壓輸電有利于實現能源資源的優化配置。
          前景 具有關機構估算,2020年前后國家電網特高壓網架建成后,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
          特高壓電網設備國產能力不容質疑
          時至今日,圍繞特高壓電網的爭議實際上仍未完全平息,特別是對“特高壓電網技術上是否成熟”持懷疑態度著仍大有人在;而其中,特高壓技術及設備的國產能力一直都是受關注的中心。本報記者就此對國家電網公司副總經理舒印彪作了專訪,他分門別類,對特高壓主設備和控制保護系統已基本具備國產化能力作了令人信服的說明——
          變壓器:特變電工、西安、保定三大變壓器廠按雙百萬(電壓百萬伏、容量百萬千伏安)的標準新建或擴建了生產車間和試驗室,硬件條件優于國外。在波過程計算、電場計算、端部出線設計、漏磁場計算、機械力計算等主要方面已有了特高壓變壓器的設計和制造能力。
          可控電抗器:結合變壓器的研發并考慮電抗器磁路設計等特殊性,三大變壓器廠制造1000千伏級固定式并聯電抗器不存在障礙。特變電工和西變、中國電科院合作,已分別啟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。
          開關設備:高壓斷路器可分為空氣絕緣敞開式(AIS)和氣體絕緣全封閉組合電器(GIS)兩種。國內沈高以750千伏示范工程為依托,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:套管是高壓設備的重要部件,僅瓷套長達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產設備。撫瓷、西瓷等在對主要生產設備進行改造后,具備研制特高壓套管瓷套的能力。但國產高壓套管在產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。
          輸電線路:特高壓導地線、鐵塔、金具、絕緣子等全部設備具備國產化能力,國內潛在供貨廠商眾多。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,桿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涂料的大規模采用,能夠解決特高壓絕緣子的電氣和機械問題。
          晶閘管:晶閘管決定了直流的容量和規模。目前,國內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。
          具體操作:一年多來,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,并開始絕緣模型試驗,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等產品已造出樣機,1000千伏隔離開關、支柱絕緣子、合成絕緣子已完成型式試驗并通過鑒定。
         名詞
         什么是特高壓電網
         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500千伏直流系統為主要的電網相比較,前者如同高速公路,后者如同普通快速路,兩者在流量、流速、經濟性等方面均不可同日而語。
          現狀
          現狀
          輸電能力受多種因素制約
          目前,我國超高輸電線路以220千伏、330千伏、500千伏交流輸電和500千伏直流輸電線路為骨干網架。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公里,南北800至2000公里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,為規劃中的國家特高壓電網打下堅實基礎。
          他國
          特高壓電網經受了運行考驗
          據舒印彪介紹,蘇聯、日本、意大利和美國等曾先后建成交流特高壓輸電工程及試驗工程。前蘇聯從上世紀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,先后建成特高壓線路2462公里,其中兩段共900公里長的輸電線路及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公里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,并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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