特高压输电线路电气和电晕特性分析论文_董明,苏震,李美云,林阳

特高压输电线路电气和电晕特性分析论文_董明,苏震,李美云,林阳

(辽宁省送变电工程有限公司 辽宁沈阳 110021)

摘要:在科学技术不断进步的背景下,世界各国增加了特高压输电技术研究,希望通过研究促使线路结构得以优化,并促使可靠性和自然功率在线路输送中得以提升,并减少工程施工成本以及大容量单位输电过程中的成本消耗,促使特高压输电线路在应用过程中能够为我国社会经济的运行提供更高的社会效益。

关键词:特高压;输电线路;电气;电晕

1我国发展特高压输电的必要性

我国地域辽远广阔,资源丰富,但是国内的能源资源与负荷中心反向分布的。据悉我国的西北部和西南部拥有着80%以上的煤炭、水能、风能且该地区的经济发展对能源需求不大,我国沿海中东发达地区占据70%的电力能源消费需求,能源开发与负荷中心相距1000~4000千米,因此,迫切需要远距离、大容量、能耗低的特高压输电技术来实现超远距离电力能源输送,进而改善能源资源分配以及优化配置。习总书记在峰会上提出了构建全球能源互联网以及以清洁和绿色方式来满足电力需求。在能源互联网构建上,特高压输电技术才是核心和关键,近年,我国特高压输电技术取得较快的发展和重大的突破,已掌握核心技术和制造设备的关键能力,积累了丰富的建设和运行经验。目前,我国已建成五交六直特高压交直流输电工程,并开辟了南电北送,西电东送的道路,加快特高压电网的发展,也是十三五期间的重要目标和任务。构建能源互联和国际其他周边国际实现能源的互联和输出也是正是响应了一带一路重要发展战略。国家电网规划在未来的几年内要建造成五纵五横特高压交流骨干网,另外还有建设27项特高压直流输电工程,未来将拥有4.5千亿瓦的远距离传输能力。特高压输电工程中采用直流输电方式还是交流输电方式在国内还是在国外其争议从为停止过,两种方式各有各的特点,但在相同的输送容量,如果输电距离越远,那么直流比交流在经济性能上要越好。直流输电比交流输电技术方面的优越性主要体现在一下几点:

(1)输送距离远、容量大以及电压等级高;输电损耗小,能够实现点对点,直接输送电力,这样提高了输电能力,节约经济成本。

(2)具有输电控制灵活性、快速性以及稳定性和可靠性,并且具有较强的防护能力,提升了输送电网的整体质量。

(3)输电工程费用低、可节约投资成本,这样提升了输送电力的经济性。

(4)节约线路走廊,提高土地使用率。

(5)能源中心和负荷中心实现跨区域电力输送,提升能源利用率,优化资源配置。

(6)对电力技术创新和产业的优化配置是非常有利的。

2特高压直流输电线路电磁环境问题

2.1直流电晕

当特高压输电线路在运行模式下,不管直流线路还是交流线路,都会存在一定的电晕发生,其主要原因是:输电线路在实际当中是不平滑的,当线路运行电压增高时,线路不平滑处电场会很大,如果超过一定的限值时,会对周围生放电现象,这就是电晕现象,电晕发生后,会对周围空气发生电离。导线发生电晕后,其周围的空气会被电场的作用下产生对带电离子,分别是带正电荷的正离子和带负电荷的负离子。由于交流输电线路运行电压是正负周期性交替变化的,带电离子没有充足的时间远离导线,而直流输电的电压是恒定的,带电离子产生后,在电场力的作用下有充足的时间向周边定向移动。

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2.2电场效应

通过上一小节的直流电晕介绍后,我们知道直流输电线路在运行过程中发生电晕后,导线周围布满了大量的带电离子。这些带电离子在电场的作用下做定向移动,会形成离子电流,简称离子流,当离子流穿过单位面积时称为离子流密度。输电线路上的电荷产生的电场称为标称电场,空间中带电离子产生的电场称为离子流场。标称电场和离子流场共同作用下产生的电场称为合成电场。离子流场对合成电场的影响是非常明显的,最大合成电场有可能为标称电场的2~3倍左右。

3特高压输电线路分裂导线在实践中的实际电晕特性

3.1特高压输电线路分裂导线的电晕特性概述

无线电干扰生成函数的时候就可以在即可听噪声功率等相关损耗在电晕以及特高压分裂导线当中的实际体现,同时其超高压线路在实践中具有一定的相似之处,实际数值的提升主要就是因为电厂强度在导线表面中的增大。如果导线表面中的电场强度为最高值,那么其因素数值就会逐渐转变为饱和状况。在实践中无线电干扰、可听噪音以及电晕功率的损耗等相关因素在实践中的应用中都要具有一定的限制性,对此在进行设计的过程中就要提升对分裂导线几何参数的应用选择的重视。在此种状况之下,可以有效地保障特高压输电线路在应用过程中的电晕具有一定适应性,如果在设计过程中相关人员忽略了存在的实际电晕问题,对其进行设计的时候并没有对其进行系统的设计与处理,就会导致在实际的施工过程中无论应用何种方式都无法处理存在的电晕的实际障碍问题进,主要就是因为其问题与电网的实际运行并没有直接的关系。

3.2天气因素对电晕性产生的相关影响

特高压电晕在日常的实际工作中,其中较为重要的因素就是天气因素。在实践中通过实验证明了通过皮克公式对于电场强度进行计算,其就会远远高于实际起晕的表面电场强度,其中的数据为半径导线。出现这种状况的实际问题就是因为在不同的天气状况影响导致的。在实践中在保障表面电场强度表面不变的状况之下,在不同的天气状况影响之下,测量电晕强度就会了解其存在的差别问题。在对于电晕进行研究过程中,可以将天气条件划分为3种状况,其主要就是清洁性特征较为显著的晴朗天气、在大雨过后的湿导线天气以及大雪天气。如果EM作为实际的分裂导线,因为其值相对较小,那么在实践中可听噪声功率在湿导线的相关作用影响之下产生的效果与雨雪天气之下的可听噪声功率有着一定的区别。函数在实践中主要就是产生在无线电干扰状况之下,在这个时候的可听噪声公路在湿导线自身的作用影响之下在导线的表层之中就会产生相对较大的电厂强度变化。EM作为分裂导线在其不断地增大直至最大值的时候,其电晕强度在湿导线中就会与大雨以及大雪天气中具有一致性;在这个过程中要是把导线表面的电厂强度提升,电晕强度在实际的湿雪以及大雨状况之下的波动相对较小,此种几于饱和的状况在实践中会导致电晕强度在湿导线中的提升。

4结语

特高压输电线路电气在实践中有着较为重要的作用与价值,对于整个特高压手电技术的稳定性以及可靠性有着直接的影响,对此在实践中要想提升其整体的稳定性,就要加强对特高压输电路电气的相关内容的重视。

参考文献:

[1]曾庆禹.特高压输电线路电气和电晕特性研究[J].电网技术,2007,(19):1-8.

[2]郑天茹.特高压输电线路上尖端电晕放电的研究[D].山东大学,2010.

[3]周恺.特高压直流输电线路电磁环境的计算研究[D].华中科技大学,2007.

[4]伍飞飞.直流输电线路电晕放电的微观物理过程及离子流场分析[D].重庆大学,2014.

[5]柴贤东.特高压直流输电线下电场和电晕损耗分析[D].重庆大学,2012.

论文作者:董明,苏震,李美云,林阳

论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期

论文发表时间:2018/5/14

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