交流特高压输电线路关键技术论文_张建新

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摘要:基于我国资源分布和经济发展呈现不平衡的现状,从而造成我国电网的输电距离和规模不得不进行更深度的扩大,电力输送过程中的不可控因素比较多,为了能够降低输送过程中的损耗,就必须要提高交流特高压输电线路的安全可靠性,强化其关键技术的开发与研究力度,从而使我国的电力能源实现优化配置,并且为特高压输电线路的可靠运行提供更为强有力的技术支持。

关键词:交流特高压;输电线路;关键技术

一、我国特高压输电线路概况

现阶段,我国特高压输电线路有交流1000kV和直流±800kV的输电工程及技术两种形式。1000kV交流特高压线路本身就具备长距离输电、建设成本低、线路损耗小以及电流输送容量大的优势特征。利用此特高压输电线路从一定程度上能够与我国能源资源以及负荷中心存在分布不平衡的特征相融合,能够更大程度实现电力资源的优化配置。

1000kV的交流特高压较之于超高压输电线路而言,对绝缘配合与过电压、耐污以及防雷特性、设备研制以及运行维护是展开线路设计和建设的关键核心技术。由于我国500kV的高压输电线路已经不能满足电力输送的需求,开始出现输电走廊紧缺以及输送能力不强的现象,因此发展特高压输电线路对保障电力的正常运作具有极为重要的意义。因此,我国大力发展交流特高压输电线路,不仅能够推动电网的发展,还能够有效的实现经济的可持续发展以及能源供应的问题。

二、交流特高压线路特点分析

1、杆塔结构

交流特高压线路的运行需要的间距与间隙,必须要设置较高的杆塔,绝缘子串长度需要保持在10m以上,线路对地距离需要保持在26m以上,特高压线路杆塔高度保持在50m以上,同杆并架线路杆塔长度需要控制在80m以上。在设置塔的强度时,需要根据塔高以及应力进行设计,考虑到特高压导线重量大,高度高,塔的使用应力更大,因此,1000kV交流特高压线路杆塔强度需要比传统500kV线路杆塔大4倍以上。

2、导线结构

一般情况下,交流特高压线路导线都采用八分裂结构式,导线间距需要控制在40m以上,地线间距需要控制在30m以上,子导线使用阻尼间隔棒,导线边相与中相距离需要控制在20m以上。

3、特高压金具

特高压线路导线横截面大、分裂数多,金具需要承受较大的荷载,因此,该种线路金具有着尺寸大、机械强度高、工艺质量高、结构复杂的特征。此外,1000kV交流特高压线路输送功率是常规500kV线路的5倍左右,如果线路发生故障,将会严重影响国民经济的稳定发展。

4、杆塔基础

特高压线路杆塔基础作用力较高,经过的地区地貌环境与地质条件也十分的复杂,有丘陵、河网、泥沼、山区等,其基础形式很多,常见的有挖孔桩原状土基础、复合式微型桩基础、灌桩式基础、岩石锚桩类基础,因此,特高压线路杆塔的运行工作是非常困难的。

三、交流特高压输电线路的关键技术研究

1、输电线路无功平衡技术

由于交流特高压输电线路电流大、线路长、电压高,因此无功平衡问题比较突出。为了解决无功平衡问题,减小系统无功冲击,在线路中应安装高压电抗器、低压电抗器、可控电抗器、低压电容器,实现系统的无功平衡。

2、过电压操作限制技术

由于我国目前交流特高压输电线路均为远距离输电,输电线路较长,交流特高压输电线路运行中过电压的增大无疑会增加运行成本,为了保障经济效益,避免非全相工频谐振过电压的增大,在线路中融入了过电压操作限制技术,过电压操作限制通过安装高压并联电抗器来实现。在实际应用中,操作过电压对塔头绝缘设计具有重要作用,但是必须根据试验,得出塔头间隙50%以上的电压,再根据试验曲线、计算结果得到相应的塔头尺寸。当间距距离在7~8m以上时,放电电压随着操作距离以饱和趋势呈现。由于特高电压具有很高的线路运输,一旦电压倍数增大,就会导致空气间隙大幅度增加。为了保障应用效益,必须最大限度的降低电压水平,让过电压始终处于非饱和地带。

3、输电线路外绝缘技术

通过1:1的试验,对交流特高压输电线路提出所需的塔头尺寸,并且依照电网的实际运行状况来设计所需的特高压输电线路杆塔,依照对铁塔塔头所需的空气间隙的实验结果,可以总结出交流输电线路在不同的海拔高度下过电压所需的标准空气间隙,如表1所示。图1为真型塔实验示意图。

特高压架空输电线路中对于雷电反击的水平最关键的核心要素是绝缘子串。与此同时,针对雷电过电压下导线选择杆塔的空气间隙距离时,需要将所选择的绝缘子串与空气间隙的雷电放电电压保持相适应的状态作为基础前提保障条件,从而保证不会因空气间隙过小而使杆塔对雷电反击的水平有所下降。基于此原则,针对杆塔空气间隙中雷电放电电压的一半比例可通过绝缘子串一半比例的雷电冲击放电电压的80%作为参照标准。通过计算可以得出在雷电冲击下的空气间隙对杆塔塔头的尺寸比例没有控制功效。

4、导线选型以及线路设备

在应用整个线路的时候,磁场、无线电干扰、工频电场和可听噪声是交流特高压线路电磁锁包括的主要内容。在对导线分裂进行改善的基础上,对截面大的到县级进行应用,将导线的改善措施不断地增强。随着研究力度和科学技术的不断强化,我们也开始全面、综合的研究了交流特高压输电线路,利用给不同的分

裂形式和导线截面探讨了地高度,进而能够明确工频电厂和噪声是如何控制整个设计环节的。

五、结束语

经过大量的运行试验和计算结果证明,设计、设备研究和建设交流特高压输电线路,能够将科学、经济的依据为交流特高压输电线路提供出来。为了促进此种线路能够更加稳定、安全,对于核心技术的研究力度必须要进行强化,在对国内外先进技术不断整合的基础上,以有效地推动自我发展。那么,通过文章上述内容的相关分析与探究,从而为有关单位及工作人员在实际工作中提供一定的理论支撑。

参考文献:

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[4]高嵩,刘洋,路永玲,崔艳东.交流特高压输电线路运行维护现状综述[J].江苏电机工程,2014,02:81-84.

论文作者:张建新

论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期

论文发表时间:2018/4/13

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