浅谈特高压直流输电存在的问题

陈国治 杨海如

摘 要：中国电力装机有很大数量在西部大水电基地和北部的火电基地。这些大电站群装机容量大，距离负荷中心远，近的距离1000～2000km、远的2000km以上。在这种国情之下，必须要进行高压远距离输电，高压输电存在一些问题。

关键词：特高压直流输电；环境影响；谐波影响

高压远距离输电分为：高压交流远距离输电和高压直流远距离输电。高压直流远距离输电存在局限性。

⑴从运行维护来说，直流线路积污速度快、污闪电压低，污秽问题较交流线路更为严重，与西方发达国家相比，目前我国大气环境相对较差，这使直流线路的清扫及防污闪更为困难。⑵产生谐波影响、换流器在交流和直流侧都产生谐波电压和谐波电流，使电容器和发电机过流、换流器的控制不稳定，对通信系统产生干扰。

1 高压直流远距离输电对环境的影响

1.1 强电场对人的生理影响

高压输电线路跨越城市或居民区时，人类活动会不可避免与高压输电线路产生交集。美国Dallas试验中心进行过高压直流线路下人的感受试验，结果表明：人在直流输电线路下，电场水平在30kV/m左右时，体表刺激感，头皮产生轻微刺痛感；当电场强度高于30kV/m时人体会产生强烈的刺激感，脸和腿都会有感觉。人体处在直流输电线下时，站立处部分离子电流将被人截获，该部分离子电流以人体为媒介流入大地。国内也做过大量的试验，研究表明：高压电场对人体有较明显的刺激作用，对机体存在不良影响。在强电场环境下，工作人员感觉到头发竖立，头部皮肤紧缩。

1.2 电晕放电的影响

输电线路的环境问题与导线电晕密切相关，导线电晕除了产生电晕损耗外，还会对线路附近区域的环境产生电场效应、无线电干扰和可听噪声等影响。当线路表面场强超过空气的游离电场强度（一般为20～30kV/cm），可听到兹兹的放电声，在夜间甚至可以看到导线周围的蓝紫色荧光，这就是电晕放电。随着电压的逐渐升高，起始电晕先出现，然后出现可见电晕，最后形成全面电晕。电晕损耗能量，电晕会使导线表面腐蚀，电晕放电产生的脉冲电磁波对无线电和高频通信都会产生干扰。

1.3 对无线电的电磁干扰

高压直流输电会对通信系统产生电磁干扰和电磁危害，换流站和直流输电线路是主要干扰源。在交直流转换过程中，由整流逆变设备组成的换流站会产生高频振荡及谐波，频率范围从音频直到几百兆赫，谐波通过直流线路、交流线路、换流站向外传播和辐射，可能会对邻近的载波电路、音频电路、XDSL数字用户线路、中长波广播信号及通信局（站）产生干扰。

直流输电线路在正常运行情况下存在音频范围内的谐波电压和谐波电流，这些谐波电压和电流通过耦合对邻近电信回路产生干扰，降低通话质量。

1.4 可听噪声对环境的影响

可听噪声将使得产生噪声线路附近的居民以及在邻近线路工作的人们感觉到烦躁不安，严重时可使人难以忍受。可听噪声和无线电干扰一样，随着导线表面电场强度的增加而增大，但是隨着距离的增加，可听噪声比无线电干扰衰减慢得多。在我国已建成的高压直流换流站工程中，各种设备产生的噪声导致站址内及其附近的噪声水平增高，有的工程已对周围居民的生活造成了不利影响，高压直流换流站内设备可听噪声引起周边噪声污染的问题突出。为了更好地服务资源节约型、环境友好型社会建设，保护生态环境，必须在工程建设伊始，就开展相应的可听噪声治理研究、设计工作，做到降噪设施与工程主体同时设计、同时施工和同时投运。这样可以避免工程投产后重新处理所带来的诸多不利因素，实现噪声治理与工程同步的目标，使噪声控制从被动转为主动，为换流站的正常运行创造和谐的站内和周边环境。

2 谐波的影响及消除

2.1 谐波及谐波的危害

谐波的危害有很多，大体概括为：⑴旋转电动机（换流变压器过负荷）等的附加谐波损耗与发热，缩短使用寿命。⑵谐波谐振过电压，造成电气元件及设备的故障与损坏。⑶电能计量错误。⑷对通信系统产生电磁干扰，使电信质量下降。⑸使重要的和敏感的自动控制、保护装置误动作。⑹危害到功率处理器自身的正常运行。

2.2 消除谐波的方法

增加换流装置的脉动数可以减少特征谐波的组成成分，并提高最低次特征谐波的次数，从而达到抑制谐波的目的。采用滤波装置是对高压直流输电所产生的谐波进行抑制的有效方法。在换流站的交流侧，滤波装置大都并联在换流变压器交流侧的母线上，只有少数直流输电工程将滤波装置连接到换流变压器的第三绕组。谐波抑制设备有：滤波器；平波电抗器；中性点冲击电容器；平波电抗器。

3 结束语

特高压直流输电是满足我国的“西电东送”战略要求，具有更大的输电能力和更高的输电效率，实现安全可靠、经济合理的大容量这种要求的关键技术之一。由于有高压直流工程的长期运行经验和技术积累和技术进步，特高压直流输电工程建设在技术上的难题是完全可克服的。

[参考文献]

[1]袁清云.特高压直流输电技术现状及在我国的应用前景[J].电网技术.2005，29（14）：1-3.

[2]刘泽洪，高里迎，余军，±800kV特高压直流输电技术研究.北京：国家电网公司.2007.

[3]英大网.特高压直流输电在我国应用前景如何.2009年7月.