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  特等獎(jiǎng)：特高壓交流輸電關(guān)鍵技術(shù)、成套設(shè)備及工程應(yīng)用

  獎(jiǎng)項(xiàng)描述

  特高壓交流輸電關(guān)鍵技術(shù)、成套設(shè)備及工程應(yīng)用項(xiàng)目成果，已成功應(yīng)用于1000kV晉東南－南陽(yáng)－荊門(mén)特高壓交流試驗(yàn)示范工程擴(kuò)建工程，以及在建的安徽兩淮煤電基地送上海特高壓交流工程。截至今年1月10日，晉東南－南陽(yáng)－荊門(mén)特高壓交流試驗(yàn)示范工程累計(jì)輸送電量414.5億千瓦時(shí)。

   重大突破

   項(xiàng)目涉及180項(xiàng)關(guān)鍵課題攻關(guān)、 9大類(lèi)40余種關(guān)鍵設(shè)備研制，通過(guò)產(chǎn)、學(xué)、研、用協(xié)同攻關(guān)，在電壓控制、外絕緣配置、電磁環(huán)境控制、成套設(shè)備研制、系統(tǒng)集成、試驗(yàn)?zāi)芰Φ攘蠓矫鎸?shí)現(xiàn)了創(chuàng)新突破，掌握了特高壓交流輸電核心技術(shù)，研制成功全套關(guān)鍵設(shè)備。

  應(yīng)用前景
  
  特高壓交流輸電具有輸電容量大、距離遠(yuǎn)、損耗低、占地少等突出優(yōu)勢(shì)。我國(guó)發(fā)展特高壓交流輸電，既可實(shí)現(xiàn)大型能源基地遠(yuǎn)距離外送電力，又可構(gòu)筑堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)的骨干網(wǎng)架，是實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍內(nèi)電力優(yōu)化配置的重要途徑。

   特高壓交流輸電代表了當(dāng)今國(guó)際高壓輸電的最高水平。上世紀(jì)60~90年代，美國(guó)、日本、前蘇聯(lián)等發(fā)達(dá)國(guó)家曾開(kāi)展過(guò)試驗(yàn)研究，但沒(méi)有形成成熟適用的技術(shù)和設(shè)備。我國(guó)研發(fā)特高壓交流輸電技術(shù)，既面臨高電壓、強(qiáng)電流的電磁與絕緣技術(shù)世界級(jí)挑戰(zhàn)，又面臨重污穢、高海拔的嚴(yán)酷自然環(huán)境影響，創(chuàng)新難度極大。

   形成六大創(chuàng)新點(diǎn)

  特高壓交流輸電關(guān)鍵技術(shù)、成套設(shè)備及工程應(yīng)用項(xiàng)目，榮獲2012年國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)，由國(guó)家電網(wǎng)公司主持實(shí)施，完成單位包括國(guó)家電網(wǎng)公司、中國(guó)西電電氣股份有限公司、中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)公司、特變電工沈陽(yáng)變壓器集團(tuán)有限公司等百余家單位，共開(kāi)展180余項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)研究，形成六大創(chuàng)新點(diǎn)，主要內(nèi)容包括：

   電壓控制。項(xiàng)目研究確定了特高壓交流輸電標(biāo)準(zhǔn)電壓。創(chuàng)新形成了穩(wěn)態(tài)電壓控制技術(shù)、瞬態(tài)過(guò)電壓抑制和潛供電弧抑制技術(shù)。通過(guò)創(chuàng)新，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了特高壓系統(tǒng)電壓優(yōu)化控制。試驗(yàn)示范工程瞬態(tài)過(guò)電壓抑制在1.5倍以下，穩(wěn)態(tài)電壓控制在合理范圍。

  外絕緣配置。項(xiàng)目揭示了復(fù)雜環(huán)境下特高壓系統(tǒng)外絕緣非線性放電特性，研發(fā)了空氣間隙、絕緣子配置和雷電防護(hù)技術(shù)。通過(guò)創(chuàng)新，在世界上首次實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜環(huán)境下特高壓系統(tǒng)外絕緣優(yōu)化配置。線路鐵塔重量降低64%，造價(jià)降低60%。

  成套設(shè)備研制。項(xiàng)目創(chuàng)新形成了特高壓輸變電設(shè)備設(shè)計(jì)、制造和試驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù)，建立了完整的技術(shù)產(chǎn)業(yè)體系。涉及變壓器、開(kāi)關(guān)，以及其他設(shè)備等。通過(guò)創(chuàng)新，自主研制成功代表國(guó)際最高水平的全套特高壓交流輸變電設(shè)備，改變了中國(guó)在電氣設(shè)備制造領(lǐng)域長(zhǎng)期從發(fā)達(dá)國(guó)家“引進(jìn)技術(shù)、消化吸收”的發(fā)展模式，首次實(shí)現(xiàn)了中國(guó)創(chuàng)造。

  電磁環(huán)境控制。項(xiàng)目揭示了復(fù)雜多導(dǎo)體系統(tǒng)的電場(chǎng)分布規(guī)律，創(chuàng)新形成了特高壓系統(tǒng)電磁環(huán)境控制技術(shù)。通過(guò)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了特高壓工程環(huán)境友好目標(biāo)，試驗(yàn)示范工程電磁環(huán)境實(shí)測(cè)值滿(mǎn)足國(guó)家環(huán)保要求。

   系統(tǒng)集成。項(xiàng)目提出了特高壓輸變電工程整套設(shè)計(jì)和施工方法、設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方案，研制出線路帶電作業(yè)工器具和試驗(yàn)裝備等。形成了工程設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試、運(yùn)行全套技術(shù)規(guī)范，建成了特高壓交流試驗(yàn)示范工程。工程連接華北、華中兩大區(qū)域電網(wǎng)。建成后實(shí)際輸送功率達(dá)到252萬(wàn)千瓦，擴(kuò)建后超過(guò)500萬(wàn)千瓦，成為世界上電壓等級(jí)最高、輸電能力最強(qiáng)的交流輸電工程。

   試驗(yàn)?zāi)芰Αｍ?xiàng)目提出了綜合模擬高海拔、重覆冰、重污穢等環(huán)境條件的高壓試驗(yàn)方法，斷路器整極63千安試驗(yàn)方法和桿塔真型力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)建方案，研制出長(zhǎng)波前沖擊電壓發(fā)生裝置和量值溯源用精密電壓互感器等，建成了特高壓交流試驗(yàn)基地，桿塔力學(xué)試驗(yàn)基地等設(shè)施。形成了國(guó)際上可試參數(shù)最高的高電壓、強(qiáng)電流試驗(yàn)檢測(cè)能力，建立了完整的特高壓試驗(yàn)研究體系。

   反哺超高壓設(shè)備技術(shù)改進(jìn)
 
   依托項(xiàng)目，我國(guó)電力科技和輸變電裝備制造水平大幅提升，創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng)，改變了我國(guó)輸變電行業(yè)長(zhǎng)期跟隨西方發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展的被動(dòng)局面，確立了在高壓輸電領(lǐng)域的國(guó)際領(lǐng)先地位。

   與采用500千伏方案相比，應(yīng)用項(xiàng)目技術(shù)成果建成的試驗(yàn)示范工程，節(jié)省走廊占地1/2至2/3，減少輸電損耗2/3。更重要的是，項(xiàng)目帶動(dòng)我國(guó)輸變電裝備制造業(yè)實(shí)現(xiàn)全面升級(jí)，特高壓設(shè)備設(shè)計(jì)研發(fā)、制造工藝和試驗(yàn)檢測(cè)能力達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

   據(jù)悉，研發(fā)成果已應(yīng)用到超高壓設(shè)備技術(shù)改進(jìn)，特高壓主設(shè)備制造企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力大幅提升，已掌握國(guó)內(nèi)市場(chǎng)主導(dǎo)權(quán)，并實(shí)現(xiàn)了高端產(chǎn)品出口零的突破。2009年以來(lái)，在國(guó)際金融危機(jī)的不利影響下，特高壓主設(shè)備制造企業(yè)出口不降反升，500千伏以上產(chǎn)品的出口總額達(dá)100億元，年增長(zhǎng)率超過(guò)40%。

   項(xiàng)目的成功應(yīng)用，大幅提升了我國(guó)在國(guó)際電工領(lǐng)域的影響力和話語(yǔ)權(quán)，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)創(chuàng)造和中國(guó)引領(lǐng)。國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）認(rèn)為，中國(guó)的特高壓工程是“電力工業(yè)發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑”。國(guó)際大電網(wǎng)委員會(huì)（CIGRE）、電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）還成立了8個(gè)由我國(guó)專(zhuān)家主導(dǎo)的特高壓工作組，編制相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

   目前，應(yīng)用這一項(xiàng)目技術(shù)成果的淮南至南京至上海、浙北至福州、雅安至武漢、錫盟至華東等特高壓交流工程已取得路條，正在開(kāi)展前期工作。