500kV紧凑型输电线路技术应用

500kV紧凑型输电线路技术应用

杨杜英

（云南送变电工程有限公司云南昆明650000）

摘要：随着我国国民经济的持续增长和电力系统整体水平的不断提升，在我国输电领域中500kV紧凑型输电线路的应用和技术研究都有了持续的发展和进步。我国电力系统工作人员在对这一输电技术进行研究和应用时应当对其特性有着更加清晰的了解，从而在此基础上对其进行更加有效的应用并且促进我国电力系统和国民经济的持续进步。

关键词：紧凑型输电技术；研究；推广应用

一、500kV紧凑型输电技术的特点与优势

1.1500kV紧凑型输电技术的特点囊括以下4点。

（1）更加有效地改变了我国传统输电线路较为落后且效率较为低下结构形式，同时能够更好地将三相导线置于相应的塔窗内。

（2）相比我国传统输电线路更好地压缩了电路的相间距离，并且三相导线之间采取了等边倒三角的排列方式，在这一排列方式下相导线之间的几何距离通常为6.7m-7.1m。

（3）更加有效地增加了输电线路的相导线分裂根数，并且能够以更加精致的方式对输电线路的相导线进行排列与布置，确保输电线路的相导线的外接圆直径精确约为680mm，并且确保其边长约为375mm，从而有效地减少了相应的误差，便于输电线路进行安装与接下来的布置。

（4）在直线塔的夹角选择上通常将其夹角固定在90度左右，并且在此基础上更好地确保了其垂直挡的间距。

1.2500kV紧凑型输电技术的优势

（1）自然输送功率高

相同电压等级的紧凑型线路比普通线路波阻抗低，因此其自然输送能力强，通常能达到普通线路的1.3～1.4倍，即同样的输送功率，在普通线路属于重载、满载的情况下，紧凑型线路仍属于正常负载，需要建设两条普通线路才能满足输送能力的，可能仅需建设一条紧凑型线路就可满足要求。

（2）线路的走廊宽度小

紧凑型线路三相导线在同一塔窗内等距离排列，最大限度的压缩了相间距离，同样其几何均距也得到压缩，三相导线宽度较少，线路的走廊随之减少，从而节省线路的总体占地面积，减少砍伐树木和拆迁房屋的数量，在土地资源日益匮乏，输电线路与沿线民众矛盾日益突出的背景下，将大大节省建设投资。

（3）紧凑型线路无需换位

由于三相参数不对称，普通线路长度超过100km后，必须通过换位塔对导线进行换位，而紧凑型线路从理论上来说三相对称，其参数是完全解耦的，无需进行换位。这也节省施工的费用、降低了施工的难度。

二、关于紧凑化技术的研究

研究的目的是：使线路导线所占走廊的空间及宽度最小，使铁塔的体积及质量最小，从而节省线路的总体占地面积。

首先，三相导线置于同一塔窗内，相间只有空气间隙而没有接地构件，从而在根本上压缩了相间距离。三相导线在空间上按等边倒三角形布置，使任意两相之间的距离都压缩到同一长度，从而使得三相导线的几何均距（GMD）就等于相间距离。这是三相导线最紧凑的布置形式。

其次，三相导线全部采用V形绝缘子串悬挂，使导线在塔窗中的位置固定，不因风力或电动力而摆动。考虑到安全，3个V形串各自独立，2个上相V型串夹角均约90o，下相V形串夹角约140o。但对于某些垂直档距较大的铁塔，下相导线垂直荷载较大，夹角为140o的V形绝缘子即使采用300kN大吨位的绝缘子，其张力仍然不能满足要求。采取再增加一个垂直绝缘子串，专门用来承担导线的垂直荷载。此时夹角140o的V形串只起到防止导线摆动的作用。这种新型的绝缘子申组装悬挂方式国内外都未有过。由于垂直串中间的连接金具处于三相导线间，金具上产生的悬浮电位对塔窗内电场分布的影响，尤其是对相间操作冲击绝缘强度的影响问题是超高压线路中从未遇到过的。

第三，在大档距中间位置的水平两相之间加装相间绝缘间隔棒。这是我国特有的一项紧凑化技术。昌房紧凑型线路的相间距离为6.7m，远小于常规线路，比设计规程的要求也小得多，在塔窗处V形绝缘子串固定了位置，而在档距中间情形会如何?这里有2个问题要考虑：①发生短路故障时，在短路电流电动力的作用下，水平两相导线不得发生碰线而造成导线的损伤；②水平两相导线在大风的作用下，产生不同步摇摆而互相接近时，不得发生相间闪络事故。在进行三相导线短路电动力计算时，将导线作为悬链线，然后逐段积分求得合力。研究结果是：在50kA，0.1S，0.1。三相短路电流作用下，档距小于700m时，水平两相导线间不会发生碰线，700m及以上时需安装一只相间绝缘间隔棒。以此类推，45kA对应850m档距，40kA对应1000m档距，35kA对应1300m档距。进一步分析可知，50kA只是变电站母线的短路水平，变电站附近的数档范围内，档距一般都小于700m，随着短路点远离变电站，短路电流也逐渐降低，电动力的作用也随之减小。经计算，昌房线全线无需因短路电动力而装设相间间隔棒。

关于风力作用下导线发生不同步摇摆问题，运用非线性有限元动力方法计算，结果为：设计风速为30m/s和32m/s两种气象区，档距分别超过830m和800m时，则需要在档距中央安装水平方向的相间间隔棒，在任何非水平方向上的上下两相导线间均无需装设间隔棒。根据昌房线的实际情况，全线共安装了11只水平方向相间绝缘间隔棒。有效地防止了因风力而发生的相间闪络事故。

三、500kV紧凑型输电线路的经济效益和社会效益

500kV紧凑型输电线路在其20余年的发展过程中给国家带来的很大的经济效益和社会效益，这首先体现在其较高的经济性能和建设性价比上，即500kV紧凑型输电线路的建设与应用能够给国家能源系统和输电系统带来更多的便利和更多的经济效益，仅仅在1990-2000的十年间，500kV紧凑型输电线路的的应用就给我国整个电力系统带来了超过10%的整体进步。与此同时，在社会效益上，由于500kV紧凑型输电线路得到了不断的推广与应用，我国更多的城市和乡村得到了更好的供电和更加优质的电力服务，这对于我国社会的整体发展和持续进步都有着不可估量的重要意义。

四、500kV紧凑型输电技术的推广及应用

500kV紧凑型输电技术的推广及应用是多方面的，这首先体现在其长距离输电的应用上。根据相关统计资料显示，500kV紧凑型输电技术的应用可以提升我国长距离输电整体功率的20%，这对于长距离输电的整体发展有着重要的促进作用。并且500kV紧凑型输电技术的推广及应用可以更加有效地解决我国传统输电线路一直面临的走廊困难问题。通常来说，随着我国国民经济的快速增长，传统输电线路的走廊问题已经变得越来越大，这一问题在我国东部和中部的经济发达地区有着非常明显的体现，因此500kV紧凑型输电技术的推广及应用可以有效解决长期困扰我国电力系统的走廊困难问题，最终促进我国电力系统更加协调地发展，使电力系统的整体水平稳步提升。

五、结束语

采用紧凑型输电线路，压缩了架空输电线路走廊占地宽度，提高了线路的输电能力，减少了线路对环境的电磁污染，满足了超高压、远距离输电的电网建设与当前国家可持续发展战略方针、建设和谐社会相协调。

参考文献：

[1]陈建业．电力电子电路的计算机仿真［M］．北京：清华大学出版社，2013．

[2]陆延信．供电系统中的谐波分析测量与抑制［M］．北京：机械工业出版社，2009，8．

作者简介：

杨杜英（1992.05-），性别：男，籍贯：云南富源，民族：汉，学历：大学本科，职称：助理工程师，职务：技术专责，研究方向：超高压输电线路技术，单位：云南送变电工程有限公司