特高压半波长交流输电线路的过电压问题分析

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1、第一章绪论在同时，当需要输送的送电距离接近在3000km左右，也就是正好为半波长度(电力系统频率50Hz情况下)，可以考虑使用新型的输电技术比如半波长交流输电技术(Half-wavelengthACTransmission／HWACT)，因为对于半波长交流输电技术而言，它不像直流输电技术那样需要昂贵的输电设备，于是耗资不多，而且线路沿线不需开关站、无功补偿设备等，其运行时候的静态外特性，就像一条电气距离较短的常规短交流输电线路，就可以完全实现直流输电技术中的点对点的电力输送；而且，当输电线路超过或者不足半波长度的时候，我们可利用电力电子设备，使用一些辅助电气装置使线路的电气距离在一个半波长度

2、左右。一些专家在最近的国际大电网会议上明确指出，在未来的几十年，输电技术重点发展的对象依然是交流输电技术。有了这样的大背景，本文在我国已经竣工的现有1000kV特高压交流输电示范工程的基础上，研究了特高压半波长三相交流输电线路的相关特性，为其进一步的工程实施提供必要的理论支撑和实践基础。自1882年法国人德普勒首次成功实现利用直流输电，到1891年德国人使用第一条三相交流高压输电线路以来，人类就开始了将近几百年的努力和探索，就电力系统交直流输电技术的应用不断创新和发展，并且取得了巨大进步。对于输电技术而言，目前发展的方向是努力减少线损，提高线路的距离输送和容量输送能力。但是到目前为止，光凭提

3、高输电电压等级的发展已经没有多大的发展空间，在我国，已经成功运营世界上最高电压等级的输电线路。可以想象在未来，输电技术将会采用新的技术、新的输送方式，随着人们对环境保护认识的加深，为了在有限的资源情况下更多的输送电力，更好的为人类服务，人们将更加迫切需要充分利用线路走廊，进一步提高单位输电线路走廊的输电能力。到了今天，人们已经积极地研究和提出了多种新型输电方式。在20世纪70年代以来，多相交流输电技术与交流紧凑型输电技术被人们相继提出并成功运用到实践，80年代以来人们再次提出灵活交流输电技术，同时，一些相对新颖的输电技术例如分频输电技术的提出、激光输电技术的提出、微波输电技术的提出等使得人类

4、在电力系统发展趋势上更上一层楼。由于半波长交流输电线路长度超长，因此它是一种不同于常规交流输电技术的新型输电技术。与传统中等长度的或者短线路的交流输电线路相比，一些明显不同的特性和优点呈现在半波长交流输电线路之上，也得到了专家和研究学者的广泛认同；近年来，我国电力行业飞速发展，特高压输电技术也发展快速，加之我国国民经济的快速增长，对这样的超长距离、超大容量输电技术的需求也变得日益强烈。面对着半波长交流输电技术的一系列优点，特高压半波长交流输电的实现将成为一种不争的事实【3J。第一章绪论1．2国内和国外的研究现状1．2．1国外的研究现状在交流输电技术中，如果输电线路的长度足够长，关于线路的传输

5、功率极限和其沿线分布的电气量会出现一些固有的特征，与许多常规的短线路明显不同，根据这一性质，当线路长度匹配半波长(50Hz时3000kin)，建立的三相交流输电就是一种非常实用的新型输电方式。半波长三相交流输电的首次提出是在19世纪40年代由前苏联专家发起的，他们开展了初期的理论研究和探索。Wolf和Shcherbachev两位首次报道了使用半波原理进行交流电输电是可以的，他们以100Hz频率下的半波长输电线路的一些运行特性为例分析了输电线路的相关特点，但就在实际运用中如何产生该频率下的交流电没有作相关说明。关于半波长交流输电技术的理论分析，Sokoiow对一些问题进行了简要说明【4J。美国

6、的Hubert和Gent在1965年首次论述了在电气补偿的调谐线的一些情况，即将接近半波长线路改造成半波长线路，提供了不同的设计方法【5]。1969年印度的Prhabhakara也做了大量工作，进行了仿真研究，并就自然半波长和调谐半波长线路的操作问题进行了讨论睁71。F．M．gatta等对半波长输电线路的电磁暂态问题例如工频过电压、操作过电压等问题也做了论述和说明【8圳。直到80年代末90年代初，意大利的几位科学家对半波长交流输电技术进行了进一步的研究仿真，给出了一系列珍贵的研究结果，到90年代，巴西的科学家对此又进一步阐释了半波长交流输电技术的具体运营，例如如何调配等等[10-13】。所有

7、的相关研究表明，由于超长的线路带来一系列新问题，半波长三相交流输电技术出现了不同于常规短线路特有的属性，但是其独到的魅力，也使得它是一把双刃剑。其在工程运用上的难题一直难以解决，在这其中，半波长交流输电技术的过电压问题、潜供电流问题等电磁暂态问题一直是人们头疼的问题，使得工程技术和工程施工人员被困扰了几十年，这也是半波长交流输电技术一直没有工程实践的原因之一。1．2．2国内的研究进展近年以来，在我国，电力行业