特高压输电线的运行特性与变电站的无功补偿初探论文_张嘉炜

特高压输电线的运行特性与变电站的无功补偿初探论文_张嘉炜

摘要:如今大电网的主要发展方向之一就是特高压输电,因此,为了使我国的大电网得到更好更快的发展,深入分析特高压输电线的运行特性以及变电站的无功补偿就成了一个尤为重要的课题。许多相关的研究都表明,受端功率因数的上升会使得输电线的传输能力得到相应的提升,然而其最大过电压标么值也会随之增加,过电压的功率区间也是一样。本文尝试根据相关的原理,分析特高压输电线的运行特性和变电站的无功补偿量。

关键词:特高压输电;变电站;运行特性;功角特性;无功补偿量

所谓的特高压电网,指的是由正负八百KV的直流电系统和一千KV的交流电系统所构成的电网。从二十世纪六十年代起到二十世纪八十年代,许多发达国家诸如美日和苏联以及意大利等国家都先后展开了有关于特高压输电技术的相关研究。

一、特高压输电线的运行特性与变电站的无功补偿重要性分析

特高压输电线路的性质会随着其有功情况的变化而发生改变,在其有功重载时,特高压输电线路就会成为一个很大的无功负荷,而当其在有功轻载的情况下时,它就会变成一个无功电源,因此,在实际的操作过程中,就需要根据特高压输电线路的有功状况对其进行无功补偿,以达到维持线路的电压水平的目的,同时提高特高压输电线路的传输能力。所以,能否正确计算特高压变电站所需的无功补偿量就显得尤为重要。当前我国科技和经济实力的不断提升,这方面的实力也在不断地增强,投入也随之而不断加大。当前我国在许多方面都明确了相关的规定,如在《330~500 kV 变电所无功补偿装置设计技术规定》中,我国就提出了根据不同地区的具体情况,区分电压基本平衡和低压并联电抗器组以及并联电容器组所适宜的补偿容量分别都应该不超过主变容量的百分之三十,而对于具体和明确的补偿容量的算法,却无明确的规定。因此,深入探讨和研究特高压变电站无功补偿在实际操作过程当中的具体计算方法和控制所应设定的目标,就成为了当前这一领域的一个重要课题。在特高压输电线路的实际运行过程当中,将会受到不同的控制方法的影响,特别是会与输电线两端的变电站的无功电压的控制有很大的关系,在变电站所采取的传统的控制方式当中,有两种控制方式是较为典型的,其中一种是恒电压控制,另一种是恒功率因数控制,我们必须深入分析和研究在这两种不同的控制方式下,特高压输电线路运行时的特性,并且详细地比较在这两种不同的控制方式下特高压输电线路的传输能力。同时因为特高压输电线路具有较长的长度,因此在对其进行分析时,还必须使用分布参数电路的方法来进行。

二、特高压输电线的功角特性方程

通常情况下,即使在同一根输电线上,处于不同点的位置,也会拥有不同的电压和电流状况以及不一样的相位与幅值。通常线路中都会有一个发送端S和一个接收端R,假设线路中具有任意一点X,从这一点到接收端R的距离是x,而l则是线路长度(即发送端到接收端的直接距离)。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆我们可以将特高压输电线的传播常数定为[17]

Zc=z1

y1

γ= z1 y1

上式中,Zc代表了输电线的波阻抗;γ代表了输电线的传播常数;z1 = R1 + jωL 1 , y1 = G1 + jωC1 ,这两个式子分别代表了单位长度的阻抗与导纳。

三、特高压输电线的运行特性分析

在实际的操作过程中,由于特高压输电线常常具备输送距离远而且跨度大的特点,且所经过的地形条件往往较为复杂,而且相应的气候条件和气象条件都比较难以预测,当经过许多事故高发的省份时,就会出现一系列相应的问题,因此要做好特高压输电线的维护工作,就要切实考虑其运行的特性。

而在特高压输电线的实际运行过程当中,极有可能会遇到如下的障碍:首先是雷击的问题,由于特高压输电线路往往具有较高的绝缘水平,因而如果遇到雷雨天气,发生雷击塔顶或者是雷击避雷线的状况,就容易在整体上对避雷线的屏蔽性能产生影响,虽然不至于发生大型的闪络事故,但是因其工作电压的幅值过大,因此也很容易出现问题。而同时又因为雷云容易绕过避雷线,因此雷击导线的概率就会大大增加。许多实践的经验都证明了如果发生雷电天气,特高压输电线路就容易出现跳闸的情况,而其产生的主要原因就是因为雷电直击导线之后避雷线对特高压输电线路的屏蔽作用失效而引起的。

其次,还会出现污闪故障的问题,往往是因为特高压输电线路本身的跨度和长度过大,所经过的地区又较为复杂,因而常常会面临着要经过大量污秽地区的情况。除此之外,由于近年来的污染导致的自然环境越来越差的问题,许多地区常常会出现雾霾天气,这就很容易引起特高压输电线路的污闪故障问题的出现,特别是在许多污染严重的区域和冰雪常年不化的地区,还有可能会出现冰闪的情况。因此,为了达到使特高压运行线路能够具有较高的运行效率的目的,就必须要做好绝缘层的防污闪性能的保障工作。

第三,还有可能会面临着覆冰的故障,由于特高压输电线路常常会经过常年冰雪不化的区域,因而很容易出现导线分裂、并且被重重覆冰所覆盖的情况,十分容易出现不同程度的脱冰事故以及不均匀覆冰的问题,更严重的,还会出现伏兵超载的情况。但凡以上情况出现,对特高压线路的运行和维护都会提出极大的挑战。

最后,风偏故障的出现,也会造成很大的影响。在经过许多大风区和风口时,就必须谨慎做好防风措施,以免遭遇大风袭击的问题。

四、结束语

因为特高压输电线路的特殊性,因此要做好其运行和维护工作,就必须更加深入地探索特高压运输线路的安全运行性能以及变电站的无功补偿的分析,这些方面都需要相关人员的共同努力和维护。

参考文献:

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论文作者:张嘉炜

论文发表刊物:《电力设备》2018年第3期

论文发表时间:2018/6/8

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