张帅
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摘要:交流特高压输电线路主要以1000kV特高压交流输电线路为主,交流特高压输电线路关键技术的应用能力对于我国电力分布均衡性有着极大的影响。交流特高压输电线路所具备的输电容量大、覆盖范围广、节省输电线路走廊、损耗低的传输特征,让交流特高压输电线路实现长距离大量电能传输目标得以实现。因此对于交流特高压输电线路的外绝缘特性、防雷以及过电压等关键技术的有效应用已成为电力行业亟待解决的主要问题。为了确保交流特高压输电线路的应用安全性,电力企业专业技术人员需要加强自身的交流特高压输电线路关键技术应用水平,严格把控交流特高压输电线路的应用操作要点,为交流特高压输电线路安全运行提供保障。
关键词:交流特高压;输电线路;关键技术
1 交流特高压输电线路
现如今我国的电力输变系统中,交流特高压输电线路的电压应用等级为1000kV,因此在整个电力传输系统中,交流特高压输电线路能够实现跨地区电能输送以及新能源二次配置的应用需求。
交流特高压输电线路的杆塔结构设置特征:交流特高压输电线路在运行期间需要合理设置间距以及间隙,因此设计人员需要根据实际情况设置杆塔,同时将绝缘子串的高度保持在1m以上,交流特高压输电线路对地的距离则保持在26m以上。由于交流特高压输电线路所设置的杆塔高度大多数设置在50m以上,杆塔长度设置在80m以上,在进行杆塔强度设计期间,设计人员需要以杆塔塔高以及杆塔应力为基础进行方案设计,由于特高压导线的重量较大、杆塔的设计高度在50m以上,因此杆塔的使用应力极高,设计的1000kV电压等级交流特高压输电线路杆塔强度是传统500kV线路杆塔设计强度的四倍以上。
2 交流特高压输电线路关键技术的应用
2.1 外绝缘特性技术
大多数交流特高压输电线路的设计的建设位置相对较高,因此一旦遭遇雷雨等恶劣的天气环境时,将会给电网系统的电力正常性运输造成影响,为了确保交流特高压输电线路运输的稳定性,避免恶劣环境下发生线路故障问题,设计人员需合理应用关键技术提升交流特高压输电线路的防雷电性能。而外绝缘特性技术的提出应用,便是为了强化交流特高压输电线路的防雷性特征,借助绝缘子串来削弱雷电对于交流特高压输电线路运行的影响,确保交流特高压输电线路不会由于雷电事故发生线路故障问题。外绝缘特性技术的应用原理为,在交流特高压输电线路遭受雷电干扰的情况下,可借助绝缘子串来对导线以及杆塔空隙发生的电压异常问题进行自动调节,降低雷电环境对于交流特高压输电线路的负面干扰。
2.2 过电压限制技术
国内设计并应用的交流特高压输电线路主要开展长距离的电能传输,由于交流特高压输电线路的电力运输距离较长,因此电力企业在电能传输维护方面投入的资金相对较多,为了实现电能传输资金投入成本的有效管控,最大化提升电能传输经济效益,减少非全相工频谐振导致交流特高压输电线路电压过高等问题的发生,电力企业技术人员需全面掌握并灵活应用过电压操控技术。在进行线路架设设计期间,需确保交流特高压输电线路的获得电压不会超过塔头间隙电压的50%,交流特高压输电线路的塔头尺寸设计数据可经由试验曲线以及试验数据计算获得。因此需要结合1:1真型试验的实际情况,经由试验曲线以及试验数据计算获得交流特高压输电线路的塔头尺寸设计数据。由于交流特高压输电线路的电力传输距离相对较长,因此在电压倍数的影响下线路空气间隙将会大幅度增加,致使电力企业为了维护交流特高压输电线路电压投入大量的资金,为此电力企业为了维护自身的经济利益,需以交流特高压输电线路的实际情况为基础适当降低线路电压,确保交流特高压输电线路上的过电压处于非饱和区域,维护线路电力运输安全。在进行杆构架空气间隙雷电冲击以及工频海拔校正因数设计期间,可利用公式进行计算,而塔构架空气间隙的操作冲击海拔校正因数可按照公式进行计算,其中“m”为操作冲击海拔校正因数的修正因子操作冲击电压“MV”。
可通过开展1:1的真型试验工作确保交流特高压输电线路应用塔头尺寸设计的规范性。设计人员可按照电网系统的具体运营其概况进行特高压输电线路杆塔设计,根据塔头所需空气间隙试验结果为基础,继而总结出交流特高压输电线路不同过电压所需要的标准空气间隙。
(1)500m海拔下,串型为边相的交流特高压输电线路过电压,所需求的空气间隙距离为5.9m;串型为中相的交流特高压输电线路过电压,所需求的空气间隙距离为6.7m。
(2)1000m海拔下,串型为边相的交流特高压输电线路过电压,所需求的空气间隙距离为6.2m;串型为中相的交流特高压输电线路过电压,所需求的空气间隙距离为7.2m。
(3)1500m海拔下,串型为边相的交流特高压输电线路过电压,所需求的空气间隙距离为6.4m;串型为中相的交流特高压输电线路过电压,所需求的空气间隙距离为7.7m。
2.3 综合防雷技术
综合防雷技术应用的最终目的为,确保交流特高压输电线路不会受到雷电等恶劣环境的干扰,因此综合防雷技术与外绝缘特性技术从某一角度来看存在一定的相似性。综合防雷技术的工作原理为,由技术人员减少线路保护角以及架设避雷针等手段提升交流特高压输电线路的防雷能力。减小交流特高压输电线路的保护角,可将最大化增加输电线路的屏蔽弧,有效缩减暴露弧的面积,继而降低雷电对于交流特高压输电线路的影响程度。
综合防雷技术的具体应用步骤为:
(1)由电力技术人员设置统一标准下的避雷线,借助绝缘子串数量增加的方法来提升交流特高压输电线路的设施高度,继而达到线路保护角缩小的目的,最大程度降低交流特高压输电线路被雷击的几率。
(2)由电力技术人员在确定避雷线路以及输电线路的固定高度后,实现避雷线路与输电线路之间水平距离的缩减,最大程度缩小交流特高压输电线路的保护角。
2.4 导地线技术
确保交流特高压输电线路能够安全稳定传输电能的关键技术之一就是导地线技术。虽然导地线技术的应用能够降低输电线路运输过程中的能量损耗,但由于交流特高压输电线路电池所涉及到的影响内容较多,因此对于导地线技术的应用成效有着一定的影响。针对导地线开裂问题,电力技术人员可选用截面面积大、电阻水平低的导低线,不仅能够满足导地线应用效果改善的目的,同时也能降低交流特高压输电线路的能量损耗。
导地线技术应用注意事项为:
(1)交流特高压输电线路架设的环境温度需在-9℃至43℃范围以内,且周边环境的年平均温度达到21℃。
(2)由于交流特高压输电线路极易受到电磁干扰,因此需要适当增加到导地线的机械强度,确保输电线路能够达到标准制度下的负载力,继而高效稳定完成电能传输工作。
2.5 无功平衡技术
由于交流特高压输电线路传输的电流大、运输线路长、线路电压高,因此在输电线路运行期间无功平衡问题常常发生,电力技术人员可借助高低压电抗器以及可控电抗器等设备的安装,实现对输电线路系统内部无功冲击抵消,实现输电线路系统内部无功平衡运行的发展需求。
3 结语
总而言之,交流特高线输电线路关键技术是确保输电运行安全的重要保障因素,为了满足社会不断增加的用电需求量,电力技术人员需掌握并灵活应用关键技术,确保电能供应的稳定性。
参考文献
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