特高压输电线路对电力系统运行的影响论文_王佳男,董明,苏震,李美云

特高压输电线路对电力系统运行的影响论文_王佳男,董明,苏震,李美云

(辽宁省送变电工程公司 辽宁沈阳 110021)

摘要:随着电力需求的增加,使特高压输电线路建设不断增多,其运行的安全性与质量也备受人们的关注。特高压输电线路作为电力系统的主要构成部分,直接影响着电力系统运行的安全性以及稳定性。目前我国全面落实电力改革,电力系统逐渐朝向大容量与高等级方向发展,因此对输电线路的安全运行要求更高。本文主要对特高压输电线路对电力系统运行的影响进行了简要的分析。

关键词:特高压;输电线路;电力系统

1特高压输电线路总体特点

1.1 杆塔结构。

特高压输电的电气间隙和间距要比普通输电线路大,杆塔要更高,一般电线离地至少26m。绝缘子串的长度要超过10m,另外考虑到电线的下垂,水平排列的杆塔呼称高度要大于50m,三角排列的杆塔呼称高度要大于60m,同杆并架杆塔要大于80m。杆塔支撑强度大,杆塔的强度要求主要是由塔高和使用应力决定的。特高压输电线路的使用应力是500kV杆塔的两倍,故其杆塔强度是500kV线路杆塔的四倍。杆塔根开很大,特高压线路的杆塔根开大约是15m×15m,这样的设计是为了优化杆塔设计,节省材料。

1.2 导线结构。

交流的特高压线路使用八分裂结构的导线,边相导线之间的距离在40m之上,地线之间的距离在30m之上,三角排列的杆塔上中相导线和边相导线的距离在20m之上,子导线之间则采用高阻尼的间隔棒来保持绝缘性。

1.3 杆塔基础。

特高压输电线路一般应用在长距离和超长距离输电网,线路所经地区地势起伏,山河相间,地貌条件恶劣,线路时而穿山越岭,时而横越峡谷,在山崖上建塔。因此,塔基也多种多样,这给施工带来了很大的不便,给运行维护带来很大的困难。

1.4 绝缘子类型和组串形式。

目前特高压线路主流使用的绝缘子有瓷质、盘形钢化玻璃以及棒形复合这三种类型。其中瓷质和钢化玻璃使用在耐张串场合;复合绝缘子则使用在直线串场合。另外线路使用的金具也较普通线路结构复杂、机械强度高、尺寸大,也是为了承受足够大的荷载压力。

2 特高压线路的运行特点

2.1 环境特点

由于特高压线路输送距离大,线路长,大多贯穿南北或东西。沿线经过地区的地形、地貌复杂(途经中低山、低山、丘陵、山前平原、山间凹地、垅岗、河流漫滩等),气候多变,气象条件恶劣,许多地区为事故多发区(如山西、河南、湖北、湖南、江西、贵州等地均属于我国输电线路冰害和舞动的易发区,华北为污闪事故区等)。加之途经的高海拔山区具有明显的立体气候特征,微地形、微气象条件复杂,在一个小范围内,由于地形的变化,气候会有很大的差异。

2.2故障特点

①雷击故障特点。特高压线路的结构特点导致其遭雷击的概率也会增加,因此防雷也是特高压线路故障防治的重点之一。由于特高压线路的本身绝缘水平很高,雷击避雷线或塔顶而发生反击闪络的可能性较低,但特高压线路杆塔高度大,相导线电压高,具有一定的迎雷特性,使得雷云绕过避雷线,直击导线的概率将显著增加。

②污闪特点。特高压线路绝缘子串长达十几米,且线路路径长,途经不同污区,使得特高压线路的防污问题更加突出,对线路绝缘子的防污闪特性提出了更高的可靠性要求。

③覆冰特点。我国目前投运的特高压线路大多经过重冰区,由于其结构特点,导线截面较大,导线分裂数较多,覆冰重量也会较大,因此,覆冰超载事故、不均匀覆冰及不同期脱冰事故容易发生。特别是脱冰引起较大幅度的跳跃,对特高压线路的影响更为严重。

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④振动特点。特高压输电线路在运行过程中同样会面临微风振动和舞动问题,由于特高压线路具有电压等级高、档距大、挂点高、分裂数多、导线截面大等特点,给线路的防振、防舞带来了新的问题。由于特高压线路多采用分裂导线,且安装有具有良好耗能减振作用阻尼间隔棒,使得子导线微风振动水平较相同条件下的单导线小得多,因此,对多分裂导线微风振动的防治是有利的。但从高可靠性要求出发,对特高压线路仍需进行防风振设计。特高压线路舞动发生的条件与其它电压等级输电线路基本相同,当线路通过风速为6~25m/s,覆冰厚度在3~25mm,气温-6~0℃,地形为平坦开阔地、江河湖面等雨凇地区时需进行防舞设计。

⑤风偏故障。特高压线路杆塔的大高度和超长的绝缘子串,使得线路发生风偏事故的可能性增加,特别是重污区的“I”型合成绝缘子因串长、重量轻,在微气象区的影响下,发生风偏故障的可能性较大。因此,在线路途经局地强风带地区时,应进行防风偏设计并采取防风偏措施。

3 特高压输电线路安全运行与维护策略

3.1 做好防雷击措施

特高压输电线路运行的环境较为复杂,其运行的安全性和气候环境与自然环境等有着直接的影响。特高压输电线路故障中,雷击故障较为常见,而且对特高压输电线路造成的损伤较大。特高压输电线路的防雷设置,主要布设在雷电高发区域,按照特高压输电线路防雷需求,合理的布置防雷区域,以减少线路遭受雷击的概率,确保特高压输电线路运行的安全性以及稳定性,防止电网运行发生短路故障。特高压输电线路维护人员,要控制线网接地部分电阻,提高特高压输电线路导地速率。

3.2 完善特高压输电线路监控系统

基于特高压输电线路建设的实际,线路布设的区域较为广泛,若想全面落实线路巡检工作,存在着较大的难度,对此构建特高压输电线路监控系统,借助RS技术与数字地球等的优势,构建监控系统网络,实现特高压输电线路运行实时监控,以及时发现特高压输电线路运行故障问题,利用监控系统能够极大程度降低线路运维工作强度,还能够提高工作效率,与现场巡检工作相互配合,则能够提升特高压输电线路运维的效率。

3.3 使用有机型绝缘材料

特高压输电线路的运行性能和其材料有着直接的关系,为了能够提高特高压输电线路的防污染能力以及防潮能力,要积极的使用有机型绝缘材料,此种材料的粒子结构相对完整而且排布较为密集,能够有效的将污染物给隔离,进而防止特高压输电线路发生受潮问题,引发短路问题。如果特高压输电线路建设在较为潮湿区域,或者建设污染严重区域,则需要使用陶瓷绝缘设备,做好线路防护,避免水分浸入,影响线路的运行性能。除此之外还需要做好防风措施,因为特高压输电线路所使用的绝缘子串,当受到风力作用时,极易发生风偏问题,对此在设计的过程中则需要重点考虑气候因素影响,增加空气空气间隙合理裕度,尤其是事故多发区。若建设区域位于强风地区,则选择V型串,并且在绝缘子下方,还需要设置重锤。

4 结语

特高压输电线路对电力系统的安全性与稳定性影响较大,若特高压输电线路发生运行故障,则会引发电力系统运行故障,对此需要做好特高压输电线路运维管理工作,做好防雷措施与防风措施等,并且做好巡检工作,以此确保特高压输电线路能够安全运行,减少故障的发生,确保电力系统安全运行。

参考文献:

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[3]郭莉.特高压输电线路对电力系统运行的影响[J].科技风,2015,15:69.

[4]张波.特高压输电线路继电保护原理与技术研究[D].浙江大学,2013.

[5]陈文滨.特高压直流输电系统故障恢复特性的研究[D].华南理工大学,2010.

论文作者:王佳男,董明,苏震,李美云

论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期

论文发表时间:2017/12/1

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