浅谈紧凑型输电技术的发展及应用

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1、浅谈紧凑型输电技术的发展及应用【摘要】为提高输电容量，解决输电线路走廊占地问题，实现电磁环境友好的输电模式，我国自1989年开始研究紧凑型输电技术，建成并投运220RV华北电网安定一廊坊单回紧凑型线路等多条紧凑型线路。实践研究表明，紧凑型输电线路能提高自然输送功率约30%。在此输电模式上,为进一步提高输送能力，研究提出了将紧凑型架空输电线路技术和柔性交流输电技术冇机结合的柔性紧凑型输电模式。本文介绍输电线路从常规型，紧凑型，高自然功率紧凑型到柔性紧凑型的发展趋势，介绍高自然功率紧凑型的基本原理和串联电容补偿，介绍柔性紧凑型技术的特点，及其在西电东送发展背景下的意义。【

2、关键词】输送容量；柔性紧凑型；自然功率；串联电容补偿；线路走廊1.引言我国电网已进入了以超高压、远距离、大容量为标志的“西电东送、南北互供、全国联网”的新阶段。伴随城镇化的发展，输电线路的不断建设，我国输电线路的走廊越來越紧张。怎样节约线路走廊，也就是怎样提高单位线路走廊宽度下的输电容量，最人限度地提高输电的经济效益，已经成为目前我国电网建设中急需解决的问题。到目前为止，提高输电容量的措施主要有串联电容器或采用调相机、静止补偿器补偿，但方法并不明显。很多国家采用多回线路来提高送电容量。随着城镇化的进程空间的密集，线路造价的口益昂贵，线路架设也出现很多障碍，难以满足需要

3、。80年代开始，各国开始研究结构紧凑化的输电线路。70年代，美国相间绝缘间隔棒，138KV输电线路相间距只有1.5米［1］。该线路是一种将常规线路尺寸缩小而又使线路的输送容量提高的一种新型结构的输电线路。之后，紧凑化输电线路在高压和超高压得到了更多的应用。伴随经济发展，紧凑化输电技术又得到进一步的发展，成为真正意义上的紧凑型输电线路，即高自然功率紧凑型输电技术，该技术在俄罗斯、美国、巴西等国家得到广泛的应用，并取得了明显的经济效益和社会效益。我国也做了相应研究和应用。1994年9月，我国第一条紧凑型输电线路220KV安定一廊坊线投产运行，全长24Km,该线路自然功率为

4、279.4MW,比常规线路节约走廊9叽然而高自然紧凑型输电技术在输送容量方面受到相间绝缘和绝缘了结构影响，及电磁环境，三相换位等方面问题的存在，使得输送容量受到很多限制。如仅仅依靠紧凑型输电技术就难以使500—1000km的距离提高输送容量至常规线路的1.5倍［2］。因此，紧凑型输电技术结合串联补偿技术，可以实现远距离大容量输电，即柔性紧凑型输电技术。1.紧凑型输电技术原理高电压技术中分析输电线路用的是分布参数分析。如果波阻抗为Z1的输电线路连接集中参数为Z2的终端负荷，若Z2=Z1则输电线路终端电压波和电流波反射系数均为0,则由入射波所携带的能量将全部被终端负荷吸收

5、。这时的线路工作状态称为自然工作状态，此时线路传输的功率为自然功率。对于任何长度和任何电压等级的线路，传输自然功率是技术上最完善，经济上最有利的运行方式。如果能提高输电线路自然功率也就可以提高线路的输电能力。线路的自然功率为：其中P为自然功率MW,U为线路相电压KV,Z为线路波阻抗。而线路波阻抗为：英中L为每千米导线的正序电感，，C为每T米每相导线对地电容，o由上面两个式子可以得知，降低线路波阻抗可以增大线路自然功率。而减小电感，增人电容可以降低线路波阻抗。紧凑型输电技术正是通过改变导线布置方式达到该效果。线路电容：英中D为相间距离，为导线半径。由上式可知，减小相间距

6、离，增大导线半径可以增大电容。该方法在常规的线路中提高线路自然功率并不明显。为增大电容，一般采用分裂导线。而紧凑型输电技术常采用增加分裂导线数目。依据的是：n为分裂导线数H,U为相电压有效值，利用系数，Ep为分裂导线表面平均场强，Eper为表面允许的最大场强。然而增加导线数目的同时，必须使导线表面电场强度在允许范围内，即尽可能不发生电晕放电现象。而要不发生电晕放电，则要尽可能消除强场区域，故应使导线表面电场尽可能均匀。这就需要优化导线排列方式。综上所述，紧凑型输电线路通过采用减小相间距离，增加每相分裂导线数目，优化导线排列方式等方式增大线路电容，减小线路波阻抗來提高输

7、电线路自然功率。这些措施改变了传统导线布置的方式。传统输电线路相导线有接地构件，紧凑型输电线路将导线置于同一塔窗内，无接地构件,且相间距大大缩小，这些改变线路的儿何结构，也大大节约了占地走廊。在目前输电线路扩容改造中，该方法有极大的优势,在不增加线路回数和不提高电压的等级的同时增加了线路的输电能量。表1是各电压等级下常规线路与紧凑型输电线路比较。750kv输电线路可以采用等边倒三角，相间距10m,自然功率可以达到2944MWO1000kv输电线路，以晋东南-南阳-荆门线为例，控制V型绝缘子串结构时，最小相间距离可以达到14m[2]o紧凑型输电线路可以