特高压输电线路运行维护技术的研究现状分析论文_庞涛1,张鑫昌2,张中锋3,左智伟4,胡新宇5

特高压输电线路运行维护技术的研究现状分析论文_庞涛1,张鑫昌2,张中锋3,左智伟4,胡新宇5

(山东网源电力工程有限公司 山东淄博 255000)

摘要:通常情况下,我们将传输直流电压超过±800kV或传输交流电压超过1000k V的输电线路称为特高压输电线路。这种输电线路的优势在于其能够降低电能在传输过程中的损耗,实现远距离、大容量、高效率输电,解决全国资源逆向分布问题。发展特高压电网已经上升成为国家战略,是促进大气污染防治和经济发展的重要动力。因此,特高压输电线路运行维护的重要性不言而喻。随着特高压输电线路数量的增加,运行维护工作的难度也逐渐增大,维护过程中也不断出现新的问题。为了有效的解决这些问题,我们必须积极总结维护经验,不断完善特高压输电线路管理,提高维护技术水平。

关键词:特高压;输电线路;运行维护;技术;分析

1导言

特高压输电线路指的是传输的交流电压在1000kV,以及直流电压在±800kV以上标准的线路种类。此类输电线路的功用一方面为了利用特高压输送方式降低输电进程中的能量消耗,另一方面也是为了相应减少输电电线塔的架设数量,在降低电线塔占地面积的同时有效节省输电企业的运行维护成本。目前特高压输电线路是我国电力工程中的重要建设项目之一,是今后维护、促进我国经济发展与企业建设的关键的能源保证手段。但随着特高压输电线路建设规模与路程的增加,相应的运行维护也受到巨大的问题挑战,需要维护人员针对当前特高压输电线路的运行维护特征,进行针对性的维护技术改进与应用。

2特高压输电线路结构特点

2.1杆塔结构特点

在特高压输电线路中,电气间隙要大于普通输电线路,并且杆塔的高度高于普通线路,线路离地面的距离在26m以上。线路中绝缘子串的长度一般在10m以上。与此同时,由于电缆下垂的原因,水平排列的杆塔高度通常超过50m,如果杆塔呈三角排列,则其高度要保证在60m以上,而同杆并架杆塔高度需要超过80m。此外,线路对于杆塔的支撑强度也有更高的要求。影响支撑强度的因素主要有使用应力与杆塔高度,为了满足支撑强度需求,特高压输电线路杆塔的使用应力至少为500kV线路杆塔的2倍,其支撑强度能够达到500kV线路杆塔的4倍。为了优化杆塔设计,节省材料成本,特高压线路的杆塔根开约为15m×15m。

2.2导线结构特点

在交流特高压输电线路中,使用的导线为八分裂结构,其边相导线的间距要超过40m,而地线的间距要超过30m。如果杆塔呈三角排列,则杆塔上中相导线与边相导线的间距要超过20m,为了提高导线的绝缘性,需要在子导线间使用间隔棒。在直流特高压输电线路中,使用的导线分为正极和负极两组,每极为六分裂式。对于±800千伏特高压直流工程,为了满足环境影响限值要求,应采用6×720平方毫米及以上的导线结构。

3特高压输电线路运行维护特征分析

3.1输电线路所处环境特征

由于特高压输电线路自身的特点与优势,其建设路程较长,并且线路通常所处地势复杂险峻,而气候条件也恶劣多变,特高压输电线路常跨越各类事故多发地段。比如在途经某些高原地区时,其区域地理、气候环境的复杂多变,都容易给特高压输电线路的运行带来安全隐患。

3.2输电线路运行故障特征

一是雷击故障。特高压输电线路虽然自身的绝缘性较好,不容易受到雷击灾害的影响。但由于其线路杆塔的建设高度相比传统输电线路杆塔更高,并且导线的电压也更大,因此容易让杆塔导线成为雷击的引导。尤其是特高压输电线路在途经高海拔地区时,往往输电线路就位于云层之中,杆塔导线就极易成为雷击的导电棒,进而引发雷击灾害与输电线路跳闸、故障等问题。二是污闪故障。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆近年来我国各地频发的雾霾与沙尘暴天气,也给特高压输电线路的运行带来污闪隐患与问题。同时在较为寒冷的气候条件下,此类污闪问题多发区还容易引发冰闪灾害,造成输电线路绝缘性大幅降低,放电现象严重等问题。

4特高压输电线路运行维护技术的现状研究

4.1直升机线路巡视技术

由于特高压输电线路的建设路程长、途径区域广与覆盖面积大等特征,加上途径区域地势气候条件复杂与杆塔高度较高等情况,使得特高压输电线路的巡视工作受到极大的挑战与考验。传统的人工线路巡视手段已难以满足特高压输电线路的日常运行维护需求,因此需要使用直升机等设备进行空中线路巡视。此类技术通过在直升机上安设红外线等巡视仪器,使直升机能在其飞行进程中完成红外测温、紫外探测等一系列巡视工作,以此判断识别输电线路以及杆塔的各导线与绝缘子是否存在问题隐患,并相应检查输电线路是否存在接头过热、线路损伤等故障缺陷。当前特高压输电线路的直升机巡视,还使用目测与仪器观测相结合的巡视手段,并使用计算机对仪器观测数据进行自动化处理,以此判断线路是否存在缺陷问题,并生成故障清单同时列出对应的处理解决措施。由于直升机线路巡视技术与传统的人工巡视方法相比,具备高效快捷的工作特点,同时其巡视工作并不会受线路所在区域的地势条件影响,因此巡视的安全性也能得到有效保障,进而成为当前特高压输电线路运行维护所应用的主要技术之一。

4.2在线智能化监测技术

在线智能化监测技术是特高压输电线路进行实时检修的前提技术条件之一,其技术的应用不但能快速获取输电线路及各设施的实时运行情况,为其安全、稳定运行提供实时数据支持,同时也能为输电线路的检修工作提供相应的线路、设备故障信息。当前研究、开发的特高压输电线路在线智能化监测技术以及应用系统较多,可对输电线路中的各类运行数据进行高效、精准的监测观察,比如温度、绝缘子、气象信息与杆塔倾斜度等数据的监测工作。此外由于目前我国各在线智能化监测系统与设备的生产厂家所使用的数据格式等并不一致,因此存在各系统之间难以应用兼容的问题,对此有关技术单位已研究了特高压输电线路在线智能化监测管理平台。此平台集合了各类输电线路运行数据的监测技术与系统,并对所有数据信息做集中化收集、整理与处理研究,以此实现特高压输电线路监测数据的统一化应用分析。我国目前在特高压输电线路上所应用的在线智能化监测系统,涵盖对其杆塔倾斜度、气候条件、绝缘子等多项数据的在线监测,以此实时掌握输电线路各设备的运行情况,并及时发现、排查线路中可能存在的故障隐患,从而进行高效、迅速的线路运行维护作业。

5结论

总而言之,目前我国在特高压线路运行维护技术的理论研究及实践方面已经取得了卓有成效的成果和实用技术,但由于特高压线路运行维护方面尚没有经验,加之检修作业尚未全面展开,要求输电线路运行单位在日常维护中通过积累大量现场资料进行分析整理,结合线路所处环境制定相应的运行维护规范,为保证特高压输电线路的安全可靠运行提供现场运行经验。

参考文献:

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论文作者:庞涛1,张鑫昌2,张中锋3,左智伟4,胡新宇5

论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期

论文发表时间:2018/8/20

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