本資料轉載自【南方電纜網】-----參考文獻﹕張國光編自《中國電力》﹑《河南電力》﹑《電器工業(yè)》﹑《電工技術》﹑《電線電纜》等
我國能源資源和生產力分布很不均衡的特點決定了能源大范圍優(yōu)化群組態(tài)的必然性﹐而特高壓電網具有的遠距離﹑低損耗輸送電力和節(jié)約土地資源等特點﹐使得特高壓電網在我國具有廣泛的應用前景。
1.特高壓輸電的優(yōu)勢
1000KV特高壓交流輸電線路輸送功率約為500KV線路的４至５倍﹔±800KV直流特高壓輸電能力是±500KV線路的兩倍多。同時﹐特高壓交流線路在輸送相同功率的情況下﹐可將最遠送電距離延長３倍﹐而損耗只有500KV線路的25％至40％。輸送同樣的功率﹐采用1000KV線路輸電與采用500KV的線路相比﹐可節(jié)�。叮埃サ耐恋刭Y源。一條特高壓輸電線路能夠輸送600萬千瓦電力﹐等于運輸了1800萬噸標煤。特高壓電網建設成為我國電網發(fā)展和輸電技術的一次革命性創(chuàng)舉﹐是我國電力工業(yè)發(fā)展史上具有里程碑意義的重大
事件﹐揭開了我國能源發(fā)展戰(zhàn)略的新篇章﹐具有深遠的歷史意義和重大的現實意義。
特高壓直流輸電的電壓等級概念與交流輸電不一樣。對于交流輸電來說﹐一般將220kV及以下的電壓等級稱為高壓﹐330～750kV的稱為超高壓,1000kV及以上的稱為特高壓。直流輸電則稍有不同﹐±100kV以上的統(tǒng)稱為高壓﹔±500kV和±600kV仍稱為高壓﹐一般不稱為超高壓﹔而超過±600kV的則稱為特高壓。
對于單項直流輸電工程而言﹐通常根據其送電容量﹑送電距離等因素進行技術﹑經濟方面的綜合比較﹐對工程進行個性化設計而確定相應的直流電壓等級。我國對特高壓直流輸電的電壓等級進行研究和論證時﹐考慮到我國對直流輸電技術的研發(fā)水準和直流設備的研制能力﹐認為確定一個特高壓直流電壓水準是必要的﹐并把±800kV確定為我國特高壓直流輸電的標稱電壓。這有利于我國特高壓直流輸電技術和設備制造的標準化﹑規(guī)范化﹑系列化開發(fā)﹐有利于進行我國特高壓直流輸電工程的規(guī)劃﹑設計﹑實施和管理。
2.我國特高壓發(fā)展的市場前景
隨著國民經濟的持續(xù)﹑高速增長﹐電力需求日益旺盛﹐電力工業(yè)的發(fā)展速度加快。2004年新增發(fā)電裝機容量505GW﹐全國發(fā)電總裝機容量達到440GW﹔2005年新增發(fā)電裝機容量約70GW﹐全國發(fā)電總裝機容量突破500GW﹔預計到2010年﹑2020年﹐全國發(fā)電總裝機容量將分別達到700GW和1200GW。
新增電力裝機有很大數量在西部大水電基地和北部的火電基地。這些集中的大電站群裝機容量大﹐距離負荷中心遠。如金沙江的溪洛渡﹑向家壩水電廠﹐總裝機容量達到18.6GW﹐計劃送電到距電廠1000～2000km的華中﹑華東地區(qū)﹔云南的水電有約20GW容量要送到1500km外的廣東﹔籌劃中的陜西﹑山西﹑寧夏﹑內蒙古的大火電基地將送電到華北﹑華中和華東的負荷中心﹐距離近的約1000km﹐遠的超過2000km。
在這種背景下﹐要求輸電工程具有更高的輸電能力和輸電效率﹐實現安全可靠﹑經濟合理的大容量﹑遠距離送電。特高壓直流輸電是滿足這種要求的關鍵技術之一。
2005年6月﹐國家發(fā)改委正式下發(fā)了《關于開展百萬伏級交流﹑正負800千伏直流輸電技術前期工作的通知》﹐標志著特高壓電網大規(guī)模自主研究工作的激活。
2006年1月﹐《國家電網"十一五"電網規(guī)劃及2020年展望》出爐﹐建設以"特高壓"電網為核心的堅強國家電網﹐作為我國未來電網換代建設的骨干網架的計劃被確定下來。
晉東南--南陽--荊門交流特高壓試驗范例工程于2006年9月19日在山西奠基﹐據了解﹐該輸電線路全長654公里﹐靜態(tài)投資約57億元﹐預計2008年建成。該工程可將山西煤炭轉化為火電﹐如果全年滿執(zhí)行﹐每年可送電150億千瓦時﹐相當于葛洲壩電廠一年的發(fā)電量。這是我國首條特高壓電網。由此我國電網發(fā)展方式翻開了新篇章﹐以特高壓為重點﹑各級電網協(xié)調發(fā)展的"大戲"拉開了序幕。
從國家電網公司獲悉﹐"十一五"期間﹐特高壓交流輸變電工程建設線路將達4200公里﹐變電容量3900萬千伏安﹔國家還將相繼開工建設向家壩和溪洛渡水電站到華東和華中的±800千伏特高壓直流工程。
到2020年前后﹐國家電網特高壓骨干網架基本形成﹐國家電網跨區(qū)輸送容量將超過２億千瓦﹐占全國總裝機容量的20％以上。
屆時﹐從外圍國家向中國遠距離﹑大容量跨國輸電將成為可能。
對于特高壓電網的經濟性﹐專家分析﹕到2020年﹐通過特高壓可以減少裝機容量約2000萬千瓦﹐節(jié)約電源建設投資約823億元﹔北電南送的火電容量可以達到5500萬千瓦﹐同各區(qū)域電網單獨執(zhí)行相比﹐年燃煤成本約降低240億元。
3.特高壓輸電用高端導線市場前景廣闊
我國電網建設已經進入了全面推進階段。輸變電設備的升級換代﹑大容量輸電線路的建設改造﹑城鄉(xiāng)電網進一步改造等將給輸變電企業(yè)特別是龍頭企業(yè)帶來巨大的商機。作為電網建設中最重要的配套產業(yè)﹐電線電纜行業(yè)中的眾多企業(yè)都希望能夠憑借"十一五"電網規(guī)劃和特高壓電網建設的商機﹐去贏得一定的市場份額。
我國交流1000kV和直流800kV輸電線路的建設﹐需要相應的電氣設備和器材﹐其中與電纜行業(yè)有關的是大截面耐熱導線﹑擴徑導線﹑低噪聲導線以及特高壓電力電纜。我國正在研制各種特殊的架空導線﹐有些已經投入實用化。
特高壓直流范例工程以建設"環(huán)境友好型"工程為目標﹐全面優(yōu)化工程的設計方案﹐采用多分裂﹑大截面導線﹐優(yōu)化桿塔的對地高度﹐嚴格保證電場﹑磁場﹑可聽噪聲與無線電干擾水準滿足標準要求。同時﹐積極研究采用全方位高低腿﹑擴徑導線﹑低噪聲導線﹑林區(qū)高塔跨越等新技術﹐以進一步提高特高壓輸電工程的環(huán)境適應性。
特高壓輸變電范例工程必須帶動相關電力輸送﹑設備國產化﹐應該成為以我為主﹑對外合作﹑促進相關制造業(yè)攀登國際先進水準的機遇。
在我國之前﹐只有前蘇聯和日本建成過1000KV的特高壓電網領域的龐大規(guī)劃和4000億元的商機﹐早已被ABB﹑西門子﹑日立﹑住友等在內的幾乎所有的國外主流線纜和設備制造巨頭關注。而且﹐他們與此相應推銷和公關計劃業(yè)已展開。面對國外電纜巨頭咄咄逼人的態(tài)勢﹐國內線纜如特變電工﹑中天科技﹑江蘇廣源等也在積極準備迎戰(zhàn)﹐加大特高壓輸電線纜的國產化研究﹐開始了與海外線纜巨頭撕殺異常的準備。
與500千伏線路情況相比﹐1000千伏特高壓輸電線路由于電壓高﹑輸送容量大等特點﹐其電磁環(huán)境指針限制問題會相對突出﹐尤其是電暈產生的可聽噪聲﹐必須通過科技創(chuàng)新加以控制。
目前500千伏及以下電網的設計和建設﹐已研究和采用了一系列的環(huán)保技術措施﹐如采用大截面導線﹑增加鐵塔高度﹑同塔雙回采用逆相序排列﹑采用緊湊型線路﹑新型耐熱和擴徑導線﹑桿塔基礎采用全方位高低腿設計﹑線路路徑選擇采用海拉瓦技術等等。同樣﹐1000千伏輸電也可采用這些技術﹐以降低輸電線路對環(huán)境的影響。
對1000千伏輸電電磁環(huán)境影響的研究表明﹐通過合理的設計和采取行之有效的技術措施﹐1000千伏輸電的電磁環(huán)境水準與500千伏線路相當﹐即工頻電場在輸電線路下方﹑跨越公路和鄰近民房處的水準與500千伏線路完全相同﹐工頻磁場遠低于現行環(huán)保標準要求﹐無線電干擾為55～58分貝﹐可聽噪聲滿足相應的國家標準要求。
與500千伏線路情況相比﹐1000千伏特高壓輸電線路由于電壓高﹑輸送容量大等特點﹐其電磁環(huán)境指針限制問題會相對突出﹐尤其是電暈產生的可聽噪聲﹐在今年6月上旬﹐1000KV晉東南--南陽--荊門交流特高壓試驗范例工程高端導線招標中﹐三種特種導線（全鋁包鋼層絞結構OPGW﹑鋁包鋼地線﹑大跨越用特高強度鋼芯高強度鋁合金導線）和一種普通鋼芯鋁絞線特別受到用戶青睞。
全鋁包鋼層絞結構OPGW﹐外層單絲直徑為Ф3.75 mm﹐導電率為20.3%IACS﹐可以大大提高OPGW耐雷特性。特高壓OPGW比超高壓OPGW有更高的耐雷指針�，F在有的線纜廠家采用"內小外大"的非等徑絞合結構設計理念﹐以增強防雷﹑防振﹑防覆冰﹑防舞﹑散熱特性﹐"壓縮型耐雷OPGW"新產品﹐通過材料的結構變化來提高OPGW耐雷水準﹐可以作為各級電網OPGW的更新換代產品。
作為特高壓傳輸的"神經中樞"﹐OPGW用光纖的性能穩(wěn)定性及其重要﹐考慮到1000KV特高壓輸電線路的特點和在電網中的極端重要性﹐并滿足100～1500米海拔范圍內電暈特性﹐必須保證特高壓導線﹑鋁包鋼地線﹑OPGW的防電暈性能和無線電干擾﹐作為系統(tǒng)應用的金具防電暈措施研究也是非常重要的。
特高壓用導地線﹐必須具備強度大﹑拉重比大﹑防振性能優(yōu)良的特點。制造要點如防振耐疲勞﹑表面粗糙度。這樣才能滿足大跨越產品防振﹑防電暈和無線電干擾的性能要求。
大長度﹑大跨越﹑大截面﹑高強度鋁合金導線﹑高導電率耐熱鋁合金導線將在特高壓輸電中被采用﹐而采用鋁包鋼系列產品﹐除了節(jié)省有色金屬資源外﹐也可以滿足大跨越﹑重復冰和大容量等特殊要求。