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编辑推荐

　　从2005年开始，国家电网公司开始大规模开展特高压输电技术的研究。经过八年多的努力，我国的特高压电网建设取得了巨大的成就，为总结梳理中国特高压电网建设的科技成就和创新实践，作者决定编写《特高压交直流电网》。编写本书的目的在于：①普及特高压输电知识，宣传特高压输电的优越性，解决各界对特高压电网的疑惑；②总结和宣传公司近年来在特高压电网建设方面的创新成果，积淀和传承特高压输电技术，为后续工程建设提供保障；③提出我国“三华”特高压同步电网的构建设想和论证分析，以获得国家及各级政府对特高压电网建设的理解与支持。

内容简介

　　《特高压交直流电网》从电网发展的历程、现状和趋势入手，指出电网在现代能源供应体系中发挥着不可替代的作用，建设以特高压电网为骨干网架的坚强智能电网是解决能源和电力发展深层次矛盾的治本之策，是满足各类大型能源基地和新能源大规模发展的迫切需要。本书首先详细分析了特高压电网发展的历程，论述了交直流输电的技术特点及特高压交直流输电系统的优势；然后在此基础上提出了中国特高压交直流电网构建设想及其论证分析，分专业阐述了中国特高压输电技术的科技创新和工程实践成果；最后总结了特高压工程技术应用经验和技术标准。

作者简介

　　刘振亚，国家电网公司董事长、党组书记，中国电力企业联合会理事长，教授级高级工程师。作者长期从事电力与能源工作，亲自组织和参与了中国特高压和智能电网的创新与建设，已出版有《中国电力与能源》、《特高压电网》、《智能电网技术》、《特高压交流输电技术丛书》、《特高压直流输电技术丛书》等。

精彩书评

　　开启特高压建设新纪元
　　——中国电力科学研究院院长郭剑波

　　特高压推动电力装备制造业实现跨越式发展
　　——中国西电集团公司副总工程师宓传龙

目录

第一章　电网发展和电压提升

第一节　电网发展与互联
一、电网基本概念
二、电网发展历程
三、电网互联现状
四、电网发展趋势

第二节　特高压输电发展动因及研发历程
一、特高压输电发展动因
二、国际特高压输电研发历程
三、中国特高压输电创新与实践

第三节　特高压交直流混合电网
一、交直流输电技术的特点
二、特高压交直流混合电网特征
三、特高压电压等级选择的原则
参考文献

第二章　特高压交流输电系统特性

第一节　特高压交流输电线路参数
一、单位长度的线路参数
二、导线分裂结构对线路感抗和容抗的影响
三、超/特高压交流输电线路参数的比较
四、特高压交流输电线路的等值电路

第二节　特高压交流输电线路输电特性
一、自然功率
二、有功功率与无功功率的输送
三、功率损耗与电压降落
四、功率-电压特性

第三节　特高压交流系统稳定性及输电能力计算方法
一、电力系统稳定性的基本概念
二、电力系统安全稳定标准及稳定性判据
三、特高压交流系统输电能力的计算方法

第四节　系统参数对特高压交流系统输电能力的影响
一、变压器电抗与特高压输电线路电抗的比率
二、发电机电抗与特高压输电线路电抗的比率
三、发电机（厂、站）接入方式对特高压输电能力的影响
四、系统参数对特高压输电能力的影响
参考文献

第三章　特高压直流输电系统特性

第一节　高压直流输电的基本原理
一、高压直流输电换流技术基础
二、6脉动换流器
三、12脉动换流器

第二节　特高压直流输电系统特点
一、系统构成
二、直流输电系统运行方式
三、特高压直流输电的特点及应用

第三节　特高压直流输电系统安全稳定运行
一、交流系统对特高压直流系统运行的支撑作用
二、特高压直流系统接入交流系统的方式
三、特高压直流系统接入交流系统的稳定评价方法
四、特高压直流系统与交流系统的相互影响
参考文献

第四章　中国特高压电网构建

第一节　中国未来电力需求预测
一、国民经济发展趋势
二、电力需求水平及负荷分布
三、电源结构与布局
四、电力流格局

第二节　大型电源基地的电力输送方式选择
一、大型电源基地概述
二、大型电源基地电力输送方式
三、特高压交直流电网与大型电源基地的关系

第三节　中国电网发展模式
一、中国电网发展的特点
二、电网发展方案筛选
三、电网发展方案安全性分析
四、“三华”特高压同步方案经济性评价
五、“三华”特高压同步电网的社会效益
参考文献

第五章　特高压电网内部过电压及其限制措施

第一节　内部过电压分类及特高压系统过电压水平

第二节　暂时过电压及其限制措施
一、工频过电压及其限制措施
二、谐振过电压及其限制措施

第三节　潜供电流及其限制措施
一、潜供电流及其恢复电压
二、潜供电流限制措施
三、潜供电弧自灭特性
四、固定高抗中性点电抗选择
五、可控高抗中性点电抗选择
六、快速接地开关选择
七、串联补偿电容对潜供电流暂态过程的影响
八、相序排列对同塔双回线路潜供电流的影响

第四节　操作过电压及其限制措施
一、合闸操作过电压及其限制措施
二、分闸操作过电压及其限制措施

第五节　特快速瞬态过电压及其限制措施
一、特快速瞬态过电压的产生及影响
二、特快速瞬态过电压的特性
三、特快速瞬态过电压的限制措施

第六节　直流输电系统内过电压及其限制措施
一、直流输电系统内过电压起因
二、直流输电系统内过电压的限制措施
三、直流输电系统内过电压限制效果
参考文献

第六章　特高压电网的雷电过电压与保护

第一节　雷电及其主要参数
一、雷电机理
二、雷电参数
三、雷电过电压

第二节　特高压架空输电线路防雷保护
一、特高压架空输电线路防雷保护的特点
二、特高压架空输电线路雷电跳闸率的计算方法
三、特高压架空输电线路防雷保护工程应用

第三节　特高压变电站和换流站防雷保护
一、特高压变电站和换流站防雷保护仿真方法
二、特高压变电站防雷保护
三、特高压换流站防雷保护
参考文献

第七章　特高压输电外绝缘特性与绝缘配合

第一节　特高压输电外绝缘放电特性
一、特高压输电外绝缘分类
二、特高压架空输电线路空气间隙的放电特性
三、特高压变电站和换流站空气间隙的放电特性
四、海拔修正
五、特高压电网绝缘子的沿面闪络特性

第二节　特高压架空输电线路空气间隙
一、工作电压要求的导线对杆塔空气间隙
二、操作过电压要求的导线对杆塔空气间隙
三、雷电过电压要求的导线对杆塔空气间隙
四、特高压架空输电线路导线对杆塔的空气间隙推荐值

第三节　特高压变电站和换流站空气间隙
一、工作电压要求的空气间隙
二、操作过电压要求的空气间隙
三、雷电过电压要求的空气间隙
四、特高压变电站空气间隙的推荐值
五、特高压换流站直流场空气间隙的推荐值

第四节　特高压绝缘子的选择
一、架空输电线路绝缘子型式与片数的选择
二、变电站和换流站用绝缘子的选择

第五节　特高压电气设备的绝缘水平
一、避雷器参数
二、特高压交流电气设备的绝缘水平
三、特高压直流电气设备的绝缘水平
参考文献

第八章　特高压输变电工程的电磁环境

第一节　输变电工程电磁环境简述

第二节　特高压输变电工程的电场和磁场
一、特高压交流输变电工程的电场和磁场
二、特高压交流输电线路工频电场和磁场的限值
三、特高压直流输电工程的合成电场和直流磁场
四、特高压直流输电线路合成电场和直流磁场的限值
五、工频电场和磁场的环境影响

第三节　特高压输变电工程的噪声
一、可听噪声的物理量度和A声级
二、架空输电线路可听噪声特性及影响因素
三、特高压输变电工程可听噪声计算
四、特高压架空输电线路可听噪声限值
五、特高压变电站和换流站噪声限值
六、特高压输变电工程降低可听噪声的措施

第四节　特高压架空输电线路的无线电和电视干扰
一、架空输电线路的无线电和电视干扰特性及影响
二、架空输电线路无线电干扰计算
三、特高压架空输电线路无线电干扰限值
四、特高压架空输电线路降低无线电干扰的措施

第五节　特高压架空输电线路的电晕损失
一、架空输电线路的电晕现象
二、特高压架空输电线路电晕试验
三、交流输电线路电晕损失计算
四、直流输电线路电晕损失计算
参考文献

第九章　特高压架空输电线路设备

第一节　特高压架空输电线路杆塔
一、特高压杆塔塔型及特点
二、特高压杆塔结构的设计与优化
三、杆塔基础

第二节　特高压架空输电线路导、地线
一、特高压架空输电线路导、地线的结构型式
二、特高压架空输电线路振动

第三节　特高压架空输电线路绝缘子
一、特高压交流架空输电线路绝缘子
二、特高压直流架空输电线路绝缘子

第四节　特高压架空输电线路金具
一、间隔棒
二、悬垂金具
三、耐张金具
四、屏蔽环与均压环
五、跳线金具
参考文献

第十章　特高压变电站与特高压交流电气设备

第一节　特高压变电站
一、特高压变电站电气主接线
二、特高压变电站电气设备
三、特高压变电站布置

第二节　特高压变压器与并联电抗器
一、特高压变压器
二、特高压并联电抗器

第三节　特高压开关设备
一、特高压气体绝缘金属封闭开关设备
二、特高压断路器
三、特高压隔离开关

第四节　特高压串联补偿装置
一、特高压串联补偿装置的结构
二、特高压串联补偿装置的关键技术条件

第五节　特高压避雷器
一、特高压避雷器的主要作用
二、特高压避雷器的主要性能参数
三、特高压避雷器的结构设计

第六节　特高压支柱绝缘子及套管
一、特高压支柱绝缘子
二、特高压套管

第七节　特高压电压互感器与电流互感器
一、特高压电压互感器
二、特高压电流互感器

第八节　特高压变电站重要电气设备的抗震
一、特高压电气设备的结构特点
二、特高压电气设备抗震能力的研究现状
三、特高压电气设备的抗震设计
参考文献

第十一章　特高压换流站与特高压直流电气设备

第一节　特高压换流站
一、特高压换流站直流电气主接线
二、特高压换流站交流电气主接线
三、特高压换流站电气总平面布置

第二节　特高压换流阀及阀控系统
一、特高压换流阀
二、特高压换流阀控制系统

第三节　特高压换流变压器与平波电抗器
一、特高压换流变压器
二、特高压平波电抗器

第四节　特高压换流站滤波器
一、特高压直流滤波器
二、特高压交流滤波器

第五节　特高压换流站避雷器
一、特高压换流站避雷器的种类及特点
二、特高压直流避雷器的结构

第六节　特高压直流支柱绝缘子与套管
一、直流绝缘子污秽特性
二、特高压直流支柱绝缘子
三、特高压直流穿墙套管

第七节　直流开关设备
一、直流转换开关
二、直流隔离开关
三、旁路断路器

第八节　特高压直流测量装置
一、直流电流测量装置
二、直流电压测量装置

第九节　特高压直流控制和保护设备
一、特高压直流控制和保护的特点
二、特高压直流控制和保护分层结构
参考文献

第十二章　中国特高压输电工程实践

第一节　特高压交流输电工程
一、1000kV晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程
二、1000kV晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程扩建工程
三、1000kV淮南-上海特高压交流输电示范工程

第二节　特高压直流输电工程
一、向家坝-上海±800kV特高压直流输电示范工程
二、锦屏-苏南±800kV特高压直流输电工程
三、哈密南-郑州±800kV特高压直流输电工程

第三节　特高压试验设施
一、特高压交流试验基地
二、特高压直流试验基地
三、特高压杆塔试验基地
四、西藏高海拔试验基地
五、大容量试验室
六、国家电网仿真中心
七、特高压直流工程成套设计研发中心

第四节　特高压输电技术标准化
一、特高压交流输电技术标准体系
二、特高压直流输电技术标准体系

第五节　特高压工程技术创新
一、特高压交流工程技术创新
二、特高压直流工程技术创新

第六节　中国特高压设备国产化及大件运输
一、特高压交流电气设备制造能力
二、特高压直流电气设备制造能力
三、大型设备的运输
参考文献
附录A 特高压交流电气设备的主要技术参数
附录B 特高压交流输电线路的主要技术参数
附录C 特高压直流电气设备的主要技术参数
附录D 特高压直流输电线路的主要技术参数
附录E　中国特高压主要设备制造厂家名称及简称对照表
附录F 中国交流特高压和直流输电工程名称一览表
附录G 特高压交直流输电技术标准
索引
后记

前言/序言

　　纵观世界电网百余年的发展历程，一直按电压等级由低到高、联网规模由小到大、资源配置能力由弱到强的客观规律发展。从本世纪初开始，建设具有跨国和跨洲电力配置能力、灵活适应新能源发展和多样化需求服务的现代电网体系——坚强智能电网，成为世界电网发展的方向和战略选择。建设坚强智能电网对于促进能源、经济、环境全面协调发展具有重要意义。
　　一、安全、高效、清洁是能源发展的战略方向
　　能源是经济社会发展的基本保障。随着全球资源紧张、气候变化问题日益加剧，资源和环境对能源发展的约束越来越强。如何以新一轮能源革命为契机，加快能源战略转型，保障能源安全、高效、清洁供应，是世界各国面临的共同挑战。
　　能源问题涉及能源政策、能源科技、能源市场、能源环境等诸多方面。要解决好能源问题，应当树立“大能源观”，以全球化视野、可持续理念、战略性举措、创新性技术着力转变能源发展方式，统筹能源与经济社会环境协调发展，推动能源结构由高碳转向低碳、能源利用由粗放转向集约、能源配置由局部地区转向全球范围、能源服务由单向供给转向智能互动，构建以安全发展、高效发展、清洁发展为目标的现代能源保障体系。
　　新世纪以来，世界能源开发利用规模不断增大，新能源开发利用持续快速发展，能源结构多元化趋势明显。电能是安全、优质、高效、清洁的二次能源。用电能替代化石能源在能源终端消费中的份额已成为能源发展的重要趋势。电网是电能传输、资源配置、市场交易、客户服务的基本载体，要实现安全、高效、清洁的能源发展目标，就要充分发挥电网的能源转换和资源配置作用，推动以电为中心的能源发展思路，促进一次能源多元化，这是能源可持续发展的必由之路。《第三次工业革命》一书的作者杰里米·里夫金提出，以互联网技术和新能源为特征的第三次工业革命正在蓬勃兴起，并将深刻影响着全球发展格局。建设坚强智能电网是推动第三次工业革命的重要基础。近年来世界各国纷纷将电网发展作为新能源发展的战略重点。
　　二、建设特高压电网是实现能源安全、高效、清洁供应的客观要求
　　新形势下，作为能源领域的重要骨干企业，国家电网公司面临着如何保障电能供应、如何保证电网科学发展的战略选择和严峻挑战。
　　国家电网公司认真研判经济社会发展对电能的需求，深入研究我国能源资源与能源需求呈逆向分布的特点，树立“大能源观”和全球化视野，推动技术创新，着力转变能源和电力发展方式，制定实施“一特四大”战略，即加快特高压电网建设，促进大煤电、大水电、大核电、大型可再生能源基地集约开发，着力于“以电代煤、以电代油、电从远方来”，实现电能替代，促进经济社会可持续发展。
　　建设以特高压电网为骨干网架的坚强智能电网是解决能源和电力发展深层次矛盾的治本之策，是满足各类大型能源基地
　　和新能源大规模发展的迫切需要。特高压电网承担着将西北、东北、蒙西、川西、西藏及境外电力输送至我国东中部地区负荷中心的重要职能。我国76%的煤炭资源分布在北部和西北部地区，80%的水能资源在西南部地区，陆地风能主要集中在西北、东北和华北北部，而70%以上的能源需求来自东中部地区。随着煤炭开发的重点逐步西移和北移，西部水电大规模集约化开发利用，电力发展方式正在加快转变，由就地平衡发展模式转变为大电网联网供电模式。东部地区由于环境压力大、运输成本高、土地资源紧张，已不适宜再大规模建设燃煤电厂，客观上决定了我国能源和电力发展必须走远距离、大规模输电和全国范围优化资源配置的道路。大型能源基地与东中部地区负荷中心之间的输电距离为1000～3000km，超出传统超高压输电线路的经济输送距离，这就要求电力能够经济高效地大规模、远距离输送和大范围消纳。通过以特高压为特征的大电网接入水电、风电、太阳能发电等电源，构建多能互补的配置平台，推动绿色、清洁能源大发展，减少碳排放，是建设美丽中国切实可行的措施和必然选择。
　　三、特高压电网的创新实践和前景展望
　　发展特高压输电被纳入中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个和第十二个五年规划纲要，以及《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006～2020年）》，是国家能源发展战略的重要组成部分。
　　2009年1月，我国自主研发、设计和建设的1000kV晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程建成并正式投入商业运行。这是迄今为止世界上电压等级最高、输送能力最大、技术水平最先进的特高压交流输变电工程。2010年7月，向家坝—
　　上海±800kV特高压直流输电示范工程建成并正式投入商业运行。特高压交直流输电示范工程的建成投运和稳定运行，全面验证了发展特高压输电的可行性、安全性、经济性和优越性。随后的三年中，国家电网公司又建成了两个特高压交流输电工程和两个特高压直流输电工程，工程投运后一直安全稳定运行。
　　2011年4月，特高压交流试验示范工程获中国工业大奖，这项工程被国际大电网组织誉为“一个伟大的技术成就”。2013年2月，“特高压交流输电技术、成套设备及工程应用”荣获国家科学技术进步奖特等奖，中国拥有完整的自主知识产权，同时也是世界上唯一掌握这项技术的国家。国际电工委员会评价认为，中国建成世界

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电磁学/普通高等教育“十一五”国家级规划

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