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推动输变电装备全面升级,特高压实现中国创造梦想

日期:2013-02-22  来源:中国机械网    点击:
    特等奖:特高压交流输电关键技术、成套设备及工程应用

   奖项描述

   特高压交流输电关键技术、成套设备及工程应用项目成果,已成功应用于1000kV晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程扩建工程,以及在建的安徽两淮煤电基地送上海特高压交流工程。截至今年1月10日,晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程累计输送电量414.5亿千瓦时。

    重大突破

   项目涉及180项关键课题攻关、 9大类40余种关键设备研制,通过产、学、研、用协同攻关,在电压控制、外绝缘配置、电磁环境控制、成套设备研制、系统集成、试验能力等六大方面实现了创新突破,掌握了特高压交流输电核心技术,研制成功全套关键设备。

    应用前景

   特高压交流输电具有输电容量大、距离远、损耗低、占地少等突出优势。我国发展特高压交流输电,既可实现大型能源基地远距离外送电力,又可构筑坚强电网的骨干网架,是实现全国范围内电力优化配置的重要途径。

    特高压交流输电代表了当今国际高压输电的最高水平。上世纪60~90年代,美国、日本、前苏联等发达国家曾开展过试验研究,但没有形成成熟适用的技术和设备。我国研发特高压交流输电技术,既面临高电压、强电流的电磁与绝缘技术世界级挑战,又面临重污秽、高海拔的严酷自然环境影响,创新难度极大。

   形成六大创新点

    特高压交流输电关键技术、成套设备及工程应用项目,荣获2012年国家科技进步奖特等奖,由国家电网公司主持实施,完成单位包括国家电网公司、中国西电电气股份有限公司、中国电力工程顾问集团公司、特变电工沈阳变压器集团有限公司等百余家单位,共开展180余项关键技术研究,形成六大创新点,主要内容包括:

    电压控制。项目研究确定了特高压交流输电标准电压。创新形成了稳态电压控制技术、瞬态过电压抑制和潜供电弧抑制技术。通过创新,在国际上首次实现了特高压系统电压优化控制。试验示范工程瞬态过电压抑制在1.5倍以下,稳态电压控制在合理范围。

    外绝缘配置。项目揭示了复杂环境下特高压系统外绝缘非线性放电特性,研发了空气间隙、绝缘子配置和雷电防护技术。通过创新,在世界上首次实现了复杂环境下特高压系统外绝缘优化配置。线路铁塔重量降低64%,造价降低60%。

   成套设备研制。项目创新形成了特高压输变电设备设计、制造和试验关键技术,建立了完整的技术产业体系。涉及变压器、开关,以及其他设备等。通过创新,自主研制成功代表国际最高水平的全套特高压交流输变电设备,改变了中国在电气设备制造领域长期从发达国家“引进技术、消化吸收”的发展模式,首次实现了中国创造。

    电磁环境控制。项目揭示了复杂多导体系统的电场分布规律,创新形成了特高压系统电磁环境控制技术。通过创新,实现了特高压工程环境友好目标,试验示范工程电磁环境实测值满足国家环保要求。

   系统集成。项目提出了特高压输变电工程整套设计和施工方法、设备现场试验方案,研制出线路带电作业工器具和试验装备等。形成了工程设计、施工、调试、运行全套技术规范,建成了特高压交流试验示范工程。工程连接华北、华中两大区域电网。建成后实际输送功率达到252万千瓦,扩建后超过500万千瓦,成为世界上电压等级最高、输电能力最强的交流输电工程。

   试验能力。项目提出了综合模拟高海拔、重覆冰、重污秽等环境条件的高压试验方法,断路器整极63千安试验方法和杆塔真型力学试验系统构建方案,研制出长波前冲击电压发生装置和量值溯源用精密电压互感器等,建成了特高压交流试验基地,杆塔力学试验基地等设施。形成了国际上可试参数最高的高电压、强电流试验检测能力,建立了完整的特高压试验研究体系。

   反哺超高压设备技术改进

  依托项目,我国电力科技和输变电装备制造水平大幅提升,创新能力显著增强,改变了我国输变电行业长期跟随西方发达国家发展的被动局面,确立了在高压输电领域的国际领先地位。

    与采用500千伏方案相比,应用项目技术成果建成的试验示范工程,节省走廊占地1/2至2/3,减少输电损耗2/3。更重要的是,项目带动我国输变电装备制造业实现全面升级,特高压设备设计研发、制造工艺和试验检测能力达到国际领先水平。

    据悉,研发成果已应用到超高压设备技术改进,特高压主设备制造企业核心竞争力大幅提升,已掌握国内市场主导权,并实现了高端产品出口零的突破。2009年以来,在国际金融危机的不利影响下,特高压主设备制造企业出口不降反升,500千伏以上产品的出口总额达100亿元,年增长率超过40%。

   项目的成功应用,大幅提升了我国在国际电工领域的影响力和话语权,实现了中国创造和中国引领。国际电工委员会(IEC)认为,中国的特高压工程是“电力工业发展史上的一个重要里程碑”。国际大电网委员会(CIGRE)、电气和电子工程师协会(IEEE)还成立了8个由我国专家主导的特高压工作组,编制相关国际标准。

   目前,应用这一项目技术成果的淮南至南京至上海、浙北至福州、雅安至武汉、锡盟至华东等特高压交流工程已取得路条,正在开展前期工作。


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