500kV紧凑型输电线路技术应用研究郑楠

500kV紧凑型输电线路技术应用研究郑楠

郑楠范胜杨武

（国网山西省电力公司检修分公司山西省太原市030031）

摘要：近年来随着我国经济水平的持续提升和国民经济的持续增加，在我国输电领域500kV紧凑型输电线路技术得到了越来越广泛的应用。紧凑型输电技术打破导线水平或垂直排列的常规，将导线优化排列为等边三角形，将其置于同一塔窗内，同时增加导线相分裂根数，从而达到减少波阻抗、增加电容、大幅度提高自然输送功率的目的，输电走廊的宽度也得到了很大的压缩。本文首先分析了500kV紧凑型输电技术的特点，进而对其与常规输电线路技术性能进行比较，最后探讨了500kV紧凑型输电线路技术应用。

关键词：500kV；紧凑型输电线路；技术；应用

1500kV紧凑型输电技术的特点

500kV紧凑型输电技术在我国二十多年的发展过程中，之所以能够在相关领域取得较大的进展，与其技术自身的特点有着较为紧密的联系，这一特点首先体现在500kV紧凑型输电技术的技术定义上，即500kV紧凑型输电技术是通过对电路导线进行相应的优化排列，并且在此基础上进一步将三相导线置于同一塔窗内，从而能够更好地使三相导线间无接地构件，因此能够在这一前提下达到提高自然输送功率的输电目的并且能够减少线路走廊宽度，最终做到更加有效的提高单位走廊输电容量。在这一技术定义的前提下，可以将我国的500kV紧凑型输电技术的特点概括为：

（1）独特结构形式。通过在同一塔窗内将三相导线以距离更近、分列数量更多的形式进行倒三角排列，形成紧凑型输电线路的独特结构形式。

（2）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。

（3）走廊宽度小。以500kV线路为例，传统输电线路走廊宽度为24米，紧凑型输电线路走廊宽度为6．5米，走廊宽度得到明显缩短。

（4）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。

（5）更加有效的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，从而能够确保输电线路的相导线的外接圆直径精确在680mm左右，并且确保其边长大约为375mm，从而有效的减少了相应的误差并且便于输电线路进行安装与接下来的布置。

（6）环境影响小。由于紧凑型输电线路在走廊宽度方面有明显缩短，相应的线路规模减小，工程所需的空间减小，避免了过渡的拆迁与砍伐现象，对环境保护具有积极意义。

2与常规输电线路技术性能比较

就技术性能比较来说，500kV紧凑型输电线路与我国传统的常规500kV线路相比，其性能有着较强的优越性，这主要体现在绝缘强度与常规线路相当、导线表面电场强度与常规线路相当、具备带电作业的条件、具有良好的系统运行特性等环节，以下从几个方面出发，对500kV紧凑型输电线路与我国传统的常规500kV线路进行了性能比较。

（1）具备带电作业的条件。具备带电作业的条件是指500kV紧凑型输电线路与我国泛用的常规线路相同都能够有效进行相应的带电作业。

（2）具有良好的系统运行特性。500kV紧凑型输电线路良好的系统运行特性能够体现在许多方面。由于500kV紧凑型输电线路的ABC三相参数的不平衡度往往较小，因此在这一前提下其电路输电的稳定性能够得到极为有效的保障，并且其输电的常规误差也会被控制在一个令人满意的范围内，从而使得500kV紧凑型输电线路能够具有良好的系统运行特性。

（3）导线表面电场强度与常规线路相当。在导线表面电场强度方面，在相关统计资料中，500kV紧凑型输电线路的通导线表面最大电场强度为18.2kV/cm。这一数值不仅仅优于相应的无线干扰水平并且能够有效的满足我国相关国家规定。

（4）绝缘强度与常规线路相当。在绝缘强度方面，由于500kV紧凑型输电线路由于具有较好的绝缘子串长，并且其安全距离也能够得到较好的保持，因此在这一前提下其绝缘强度能够得到较好的保障与保证。例如，在绝缘理论计算中，通过进行1：1的输电模拟塔试验。我们可对试验结果进行分析就可以有效发现其输电线路遭到闪络冲击的概率往往是小于0.5%的，这一数据充分说明了500kV紧凑型线输电线路的绝缘强度与常规线路相当。

3500kV紧凑型输电线路技术应用

以紧凑型输电线路技术为基础，以近年来成功投入运行的紧凑型输电线路为案例，从适用条件、应用的意义、应用情况三个方面对500kV紧凑型输电线路的技术应用问题进行探究。

3.1适用条件

紧凑型输电线路在结构上具有明显特点，基于近年来对投运线路的监测与研究，紧凑型输电线路主要适用于以下两大条件：（1）输电走廊狭窄、困难线路。线路走廊问题随着我国经济建设的发展不断加剧，压缩走廊配置、使用原有线路改造等情况逐渐增多，因此线路走廊必然向着输送能力更强、线路更紧凑的方向进行优化，而紧凑型输电线路己在一定程度上满足了这一要求。数据显示单回500kV紧凑型输电线路可实现走廊宽度压缩17米，超过每米4kV宽度的可比常规线路压缩32米。（2）输电距离长的线路。一方面长距离紧凑型输电线路输电可实现输送功率提高三分之一的效果，另一方面应用紧凑型输电线路进行长距离输电更有利于电网运行的稳定性，这一点是基于紧凑型输电线路各项参数的良好对称性。

3.2应用意义

500kV紧凑型输电线路具有更好的适应性与先进性，其应用与推广具有现实意义，主要体现在以下两个方面：一是经济效益和社会效益。500kV紧凑型输电线路在其二十多年的发展过程中给我国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我国能源系统和输电系统带来更多的便利和更多的经济效益，一方面由于建设规模小，工程前期用地资金与拆迁费用较低，另一方面在单位输电功率造价方面也较常规输电线路更低。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。二是性能优势。针对目前电力建设地段拥挤的现状，紧凑型输电线路的特征在利用优质路径方面具有明显优势，在提高抗雷水平等性能的基础上，电网的可靠性也明显提高，尤其在长距离大功率输电过程中优势明显。

3.3应用情况

第一，常规线路。将紧凑型输电线路技术应用于常规同塔多回线路中也可取得良好效果，在提高线路性能与稳定性的基础上，对需要降低高度的塔具有明显效果。以50OkV同塔四回线路为例，预设条件规定V=30m／s、C=10mm，高度为96米的同塔四回常规鼓型直线塔单基消耗的钢材指标为95520千克，相同条件的高度为62．5米的同塔四回紧凑型塔单基消耗的钢材指标为67603千克，在基础建设投资与耗钢指标方面均体现出明显优势，且线路走廊宽度未有明显增大。

第二，500kV单回输电线路。昌房500kV单回输电线路是我国第一条投入使用并成功运行的紧凑型输电线路，而随后各地区先后在单回输电线路建设中尝试融入紧凑型输电线路技术，目前单回输电线路中应用紧凑型输电线路技术的仍占较小比重，但其在经验积累与技术改良方面的应用不容忽视。此外，根据以上成功经验，部分地区逐渐开始尝试将紧凑型输电线路技术渗透在330kV或更低电压的输电线路当中。

第三，500kV同塔双回输电线路。随着研究的不断进展，我国在紧凑型输电线路方面的技术逐渐进入国际领先水平，而各地区单回输电线路的投运也均收获满意的效果，以此为基础，自2001年起紧凑型输电线路技术逐渐应用于50OkV同塔双回输电线路中，并取得良好效果。在提高自然输送功率、压缩线路走廊、提高防雷性能、降低工程投资等方面均成功实现预期效果。此外，为了进一步保障和提高线路的稳定性，在塔高方面，进行了重点的优化和调整，从而实现了其与相邻常规单回线路在塔高方面的一致性。

4结语

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较大的发展和进步。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，以促进我国电力系统和国民经济的持续发展。

参考文献：

[1]500kV紧凑型线路潜供电流分析研究[D].池磊.重庆大学2013

[2]500kV紧凑型输电线路施工特点及技术措施探讨[J].黄洪，陈瑚.江西电力职业技术学院学报.2013（04）

[3]浅谈紧凑型输电线路架线施工技术[J].常朝阳.科技创新与应用.2014（32）