国网特高压交、直流试验基地扫描

10月12日和11月20日，“国家电网公司特高压交流试验基地建设”、“国家电网公司特高压直流试验基地”两个科技项目分别在武汉和北京通过了第一阶段专家验收。由中国电机工程学会理事长陆延昌、中国工程院院士朱英浩、中国科学院院士卢强领衔的验收专家委员会认为，特高压交流试验基地的综合试验能力超过了国际上所有的交流试验场；特高压直流试验基地具备的直流电磁环境试验研究、冲击电压及直流外绝缘试验研究等综合试验能力处于世界领先水平。

　　这当然仅仅是一个开始。因为这两个试验基地建设的最终目标，都直指12项“世界之最”。

　　当我们今天站在湖北省武汉市江夏区凤凰山南大向村和北京中关村科技园区昌平园东区，看到有史以来最为宏大壮观的输配电塔架结构，惊喜之余，心中不免一丝疑惑：从2006年下半年开始，国家电网公司投资8亿多元在国网武汉高压研究院、中国电力科学研究院分别建设的特高压交、直流试验基地，究竟是做什么用的？

　　水到渠成———已完成关键技术研究课题88项

　　2004年11月，国家电网公司作出“建设以特高压为骨干网架，各级电网协调发展的国家电网”重大决策之时，在技术层面上有两项清醒认识，可视为其基本立足点：现阶段建设特高压电网，技术上不存在不可逾越的障碍；但特高压作为世界电网科技的制高点，尚有许多重大技术难题有待攻克。

　　特高压输电技术是世界能源领域的重大前沿技术。在世界范围内，新的电压等级应用之前一般都需作大量研究，尤其是特高压输电电压等级，会面临新的技术和环境问题，因此许多电力工业发达国家如前苏联、美国、日本、意大利等，从上世纪60—70年代开始都投入了大量人力、物力、财力对其进行了深入系统的研究。其中，特高压输电工程的外绝缘、电磁环境等重要特性，只有通过真型模型下试验研究得到的结果才能实际应用。

　　从2005年起到现在，针对特高压交、直流工程建设，国网公司组织旗下中国电力科学研究院、国网武汉高压研究院、国网电力建设研究院等，联合国内重点大专院校、设计单位、设备制造企业开展联合攻关，共下达特高压交、直流关键技术研究课题126项，目前已经完成88项，取得丰硕的科研成果。建设特高压试验基地由此应时顺势，水到渠成。

　　谋定后动———从前期调研到施工建设都慎重决策

　　特高压作为世界电网科技的制高点，决定了特高压试验基地建设目标的高起点。

　　特高压交流试验基地将达到的目标是：特高压试验线段几何尺寸可调，杆塔优化设计试验功能世界第一；单回试验线段和同塔双回试验线段同时进行电磁环境测量的试验条件世界第一；模拟海拔高达5500m环境进行外绝缘特性试验的试验条件世界第一；特高压交流绝缘子串全尺寸污秽试验能力世界第一；特高压长串绝缘子覆冰或融冰闪络试验能力世界第一；特高压GIS、HGIS、AIS设备全电压带电考核规模和能力世界第一；1000千伏标准电压互感器的电压等级和测量不确定度世界第一；工频谐振试验装置电压等级和容量世界第一；试验线段雷电、污秽、覆冰、振动等综合参数在线监测功能世界第一；全天候电磁环境监测系统世界第一；特高压运行、检修、带电作业综合培训功能及条件世界第一；7200kV长波头操作冲击电压发生装置容量、效率世界第一。

　　特高压直流试验基地将达到的目标是：同塔双回直流试验线段试验电压世界最高；同塔双回直流试验线段世界最长；结构和电气参数调节范围最广的超/特高压全电压等级直流试验线段；世界最大的两厢式特高压交直流电晕笼；7200kV冲击电压试验装置试验能力世界第一；外绝缘直流与冲击电压合成试验能力世界第一；特高压直流试验基地直流电磁环境试验研究功能世界第一；特高压直流试验基地交直流外绝缘试验研究能力世界第一；试验大厅冲击、工频、直流综合试验能力世界第一；同等规模试验大厅电磁屏蔽指标世界第一；整支避雷器雷电冲击残压试验能力世界第一；避雷器加速老化试验能力世界第一；绝缘子电气、机械和材料理化综合试验能力世界第一；世界最大的污秽—覆冰—淋雨—低气压多功能交直流污秽及环境试验室，特高压直流试验基地综合试验能力世界第一。

　　因为史无前例，特高压交、直流试验基地建设项目从前期调研、方案制定及论证、设备设计，到施工建设和设备监造，每一个环节都按照科学原则，反复比较，深入考虑，慎重决策，确保其功能和建设质量能够满足特高压示范工程试验需要。

　　牛刀小试———两个基地试验线段成功投运

　　2007年2月13日，特高压交流试验基地1000千伏单回试验线段带电正式启动，以此为标志，特高压交流试验基地投入运行。5月 30日，随着户外场上 800千伏特高压直流线路模拟塔头一道亮光闪过，操作波击穿了塔头8米多的空气间隙，特高压直流试验基地户外试验场也成功投运。

　　个中意义在于，两个特高压试验基地所采用的构架及杆塔结构尺寸和特高压交直流输变电工程采用的设计方案相近，特高压交流试验基地采用的电气设备也基本类似，因此，两个基地建设是特高压交直流工程的预演，两个基地试验线段的投运，验证了前期科研成果，表明了特高压工程建设是完全可行的。

　　一系列具有开创性意义的成果因为两个基地的诞生而出现，由此，两个基地所取得的科研成果与研究数据（报告）显得极其珍贵。

　　6月29日，特高压直流试验基地第一批试验研究数据（报告）汇总、整理完毕，并向国网公司正式提交一系列试验研究数据（报告）。

　　6月30日，“特高压交流试验基地变电站噪声水平及改善措施的研究”项目通过国网公司组织的专家评审，成果获得充分肯定。自今年2月13日特高压交流试验基地单回、6月15日同塔双回试验线段成功带电以来，国网武高院积极研究，取得一批科研成果。

　　经过对大量数据的分析研究，科研人员初步掌握了特高压输变电工程电磁环境的实际水平，确认了线路导线选型、变电母线选型及连接方式等重要设计方案，证实了工程总体设计方案的可行性；明确了各均压环或金具的表面场强及其噪声控制必须考虑不同设备位置及导线之间的相互影响，提出了变电金具是试验基地主要电晕噪声源。敏感部位金具设计得以改进后，电晕噪声情况有明显改善。参与评审的专家认为，这些成果对进一步优化特高压交流试验示范工程设计具有重要指导意义。

　　承载希望———成为综合性试验基地满足多方需求

　　正负800千伏，正负900千伏，正负950千伏，一切正常。“升压至正负1000千伏！”随着操作指令下达，2007年8月16日 15时26分，特高压直流试验基地试验线段成功升压至正负1000千伏，数据稳定，一切正常。新的世界纪录诞生了。4小时后，纪录被再次改写：试验线段成功升压至正负1100千伏，此后又稳定运行两小时。

　　在特高压直流试验基地建设之初，国网公司就将试验基地定位为：不仅满足即将建设的我国正负800千伏特高压直流输电工程的研究需求，同时应具备更高电压等级输电技术的前瞻性研究能力。

　　此前，正负1000千伏直流的实际运行经验在国内外均无先例。国网公司为此次试验做了升压预案论证及安全防范等前期工作。升压期间，技术人员现场进行了线下合成场强、无线电干扰、可听噪声等电磁环境测量。试验线段成功升压至正负1100千伏，表明特高压直流试验基地有能力进行正负 1000千伏及更高电压等级的电磁环境试验研究。

　　两个基地将成为特高压交、直流输变电技术领域集研发、试验、技术服务及培训为一体的综合性试验基地，可满足特高压交、直流输电工程建设的科研、设备检测、技术标准的研究制定以及其他行业的高电压试验等需要，并为特高压交、直流输电技术研究、设备运行及检修等方面培养专门人才。

　　在两个基地建设中，包括特高压交流变压器在内的所有主设备都是由国内生产，共有79个生产厂家的设备、金具在基地得到应用和考验。基地实际上已经成为特高压输变电设备国产化的试验田。

　　“特高压试验基地要事事先走一步，为工程建设和设备研制提供经验。”在国家电网人这样的理念支持下，通过试验基地的建设，中国电工设备制造企业的腰杆挺直了。