[科普中国]-超高压输电

超高压输电是指使用500千伏——1000千伏电压等级输送电能。若以220千伏输电指标为100%，超高压输电每公里的相对投资、每千瓦时电输送百公里的相对成本以及金属材料消耗量等，均有大幅度降低，线路走廊利用率则有明显提高。

简介使用超高电压等级输送电能。超高电压是指 330千伏至765千伏的电压等级,即330(345)千伏、400(380)千伏、500(550)千伏、765(750)千伏等各种电压等级。超高压输电是发电容量和用电负荷增长、输电距离延长的必然要求。超高压输电是电力工业发展水平的重要标志之一。随着电能利用的广泛发展，许多国家都在兴建大容量水电站、火电厂、核电站以及电站群，而动力资源又往往远离负荷中心，只有采用超高压输电才能有效而经济地实现输电任务。超高压输电可以增大输送容量和传输距离，降低单位功率电力传输的工程造价，减少线路损耗，节省线路走廊占地面积，具有显著的综合经济效益和社会效益。另外，大电力系统之间的互联也需要超高压输电来完成。若以220千伏输电指标为100%，超高压输电每公里的相对投资、每千瓦时电输送百公里的相对成本以及金属材料消耗量等,均有大幅度降低,线路走廊利用率则有明显提高。

历史1952年瑞典首先建成了380千伏超高压输电线路,由哈什普龙厄到哈尔斯贝里，全长620公里,输送功率45万千瓦。1956年,苏联从古比雪夫到莫斯科的400千伏线路投入运行，全长1000公里，并于1959年升压至 500千伏，首次使用500千伏输电。1965年加拿大首先建成735千伏的输电线路。1969年美国又实现 765千伏的超高压输电。在直流输电方面,苏联于1965年建成±400千伏的超高压直流输电线路,此后美国、加拿大等国又建成±500千伏直流输电线路。中国第一条±500千伏直流输电线路──葛上线──于 1989年投入运行。1985年苏联建成±750千伏线路，从埃基巴斯图兹到坦波夫，输送距离2400公里，输送功率600万千瓦,是世界上规模最大的超高压直流输电。
实现超高压输电需要解决以下许多技术课题：①超高压运行条件下空气及其他介质的绝缘强度特性研究。②输电线路及输电设备绝缘配合与绝缘水平的合理设计。③过电压（包括内部过电压和外部过电压）预测及防护。④解决保持同步发电机并列运行的稳定性问题。⑤各种运行方式下的调压和无功功率补偿。⑥超高压输电线路引起的电磁环境干扰，如电晕放电造成的无线电干扰、电视干扰、可听噪声干扰，以及地面电场强度对人体影响等。目前超高压输电技术已经成熟，并为许多国家普遍采用。
中国于1972年首先应用了330千伏输电,1981年又首次建成500千伏输电线路。截至1987年,已建成超高压输电线路5000多公里,并逐步形成以500千伏输电为骨干的超高压电力系统。

继电保护重要性超高压输电线路是电网系统重要组成部分，随着电压等级的提升，影响超高压输电线路继电保护的因素也会增加，这也是超高压输电线路继电保护中需要重视的内容。做好继电保护，如果发生故障，继电保护装置可以自行切断与故障区的联系，并将问题反映给控制中心。若故障未在区内发生，通过不动作就可以完成设计。总的来说，在超高压输电线路继电保护实现以后，无论电力系统处于哪种运行状态或在运行中发生了哪种故障，继电保护装置都可以做出正确判断，将损失降到最低，确保电力系统安全稳定运行。

方法电力信号处理

对于电网保护来说，它与相关暂态信号间存在一定联系，而这些信号又具有非线性、不稳定特征，在继电保护实现以前，电网保护需要在傅里叶的作用下处理就好暂态信号，但在利用傅里叶的过程中却发现这种变换方式带有一定缺陷与不足，所以，就需要在高分辨率的作用下完成信号处理。为进一步做好继电保护工作，HHl被应用进来，有效强化了暂态信号处理能力。通过实践得知，随着HHT法的运用，不仅可以有效提升超高压输电线路故障信号的判断能力，还能及时消除噪音，相关工作人员也可以及时了解到故障所在。

电流差动保护

通过研究发现，电力系统在运行中会发现各种各样的故障，在电力系统故障发生以后，势必会出现故障信息。之所以利用电流差动完成超高压输电线路继电保护，主要是由于它可以保护更为复杂的拓扑结构，同时也可以消除电流分量，并从中获得有用故障信息。利用电流差动实现超高压输电线路继电保护，就是在线路两端设置合适的电流感应装置，且完成连接嘲。通常情况下，处于保护状态的电路在发生故障以后，正常部分的电流与故障电流是相同的。通过应用电流差动保护可以发现，该装置不仅具有丰富经验，还能够在零序状态下保护电流。一般在故障发生以后，负荷电流会带来一定的负面作用，如短路出现以后，会出现线路故障，保护拒动也会随之发生。

要发挥电流差动保护应有作用，应做好保护方案设计，由于故 障分量具有较高灵敏性，因此就要重视保护方案设计，为实现长期 获得分量信号，可以将零序电流等作为后备保护方式，并将其与全 电流综合在一起，实现两者互补，只有这样才能有效减少各种保护 所存在的不足。此外，为事实了解故障实际情况，还要将全电流保护 作为重点，只有这样才能真正做好超高压输电线路继电保护工作， 减少电力企业损失。

自适应电流保护

要做好超高压输电线路继电保护，不仅要了解故障类型，还要 掌握电力运行方式，只有这样才能确保电流保护目标得以实现。对 于电网运行来说，输电线路和用电设施是相互关联的，等效阻抗相 对较小，如果电动势处于恒定状态时，线路同点负荷电流值就会随 之增大。所以，只有掌握了运行方式类型以后，才能对检测线路电 流，也只有这样才能做好电流保护工作。 在自适应电流保护中，还需要明确故障类型，对比前后基波，以 便确定好电流副值。如果发生单相短路，某些相电流值可能增加，而 余下相的电流值则不会出现变化、在两相短路发生以后，那么它们 的电流值也会上升，增加范围也会相同，此外其他部分则不会变化。 一般来讲，在明确了故障类型以后，系统所发生的故障就会呈现正 反，也就是说在故障电流经过继电保护装置所在之处时，方向会出 现反差，所以，应控制好方向，才可以做好继电保护工作1。

本词条内容贡献者为:

李勇 - 副教授 - 西南大学