输电线路塔上设备供电方式分析.pdf

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1、学术探讨·基金面目输电线路塔上设备供电方式分析辛鹏1李垠涛2安慧蓉1贾小铁3袁卫国2雷学义3f1．中国电力科学研究院，北京102401；2．国网冀北电力有限公司信息通信分公司，北京100053；3．国家电网公司信息通信分公司，北京100761)[摘要]输电线路及杆塔上安装的用于监测、运维、通信等功能的设备需要稳定、持久、可靠的电能供应。文章通过分析本地供电及远供电方式的优缺点及适用性，提出了适用于安装在输电线路及杆塔土的设备的几种供电方式：光伏供电，风机供电，蓄电池供电，抽能取电，并创新地提出采用新型馈

2、电OPGW进行随线馈电的供电方式。输电线路感应抽能及随线馈电技术作为新型的在线取电的方式，与传统的供电方式相比可输出功率较大，但是其存在稳定性、对输电线路安全性的影响及经济性等问题，建议进行更深入的研究。[关键词]输电线路；抽能取电；随线馈电；供电方式中图分类号：TM75；TN86文献标识码：A文章编号：1008-6609(2017)05—0004—031引言随着“坚强智能电网”及特高压线路的快速建设，大量用于监测、运维、通信等功能的固定和移动设备需要安装在输电线路及杆塔上用于保障高压架空输电线路的安全

3、可靠性。‘这些高空安装的设备工作环境恶劣且无人值守，因此设备供电就成为影响其安全稳定持久工作的关键技术之一。供电方式多种多样，从供电地点可以分为本地供电和远程供电两大类。结合架空高压输电线路高空悬挂、高电压、大电流、强磁场等特点，本文主要分析适宜于野外、安装在塔／线上的设备的几种本地供电方式：光伏供电，风机供电，蓄电池，抽能取电。同时首次提出了一种基于OPGW光缆的新型供电方式——随线馈电。2光伏供电技术太阳能是地球上最为广泛、可自由获得的可再生清洁能源，但是它功率密度低(约lkW／m2)，并且受季节、

4、昼夜、气候变化而变化㈣。自从美国贝尔电话实验室在1954年生产了第一片实用型半导体光电池至今，光伏技术已经取得了长足的发展，光伏供电技术重点解决了太阳能的转化、储存、跟踪等技术问题，使得充分有效地利用太阳能成为可能。光伏供电系统通常由太阳能硅电池组件、蓄电池、充放电路、控制单元四大部分组成。在日照充足时，硅电池向负载供电，同时进行蓄电池充电；在日照不足时则由蓄电池提供电能，因此理论上蓄电池每天有一次充放电过程。光伏供电的优点是运行维护成本低、安装便捷、安全可靠、适用于各种恶劣环境条件、耐用且无污染。制约

5、光伏供电广泛应用的缺点是：供电不稳定，太阳能电池转换效率低，受自然条件限制，受蓄电池寿命限制，易在太阳能板上累积灰尘使其缺乏长期免维护能力。3风机供电风能是一种永不枯竭的清洁无污染的可再生能源。从广义上讲，风能也属于太阳能，它从地表太阳辐射中获得能量，大约2％传送到地表的太阳辐射会转换成风能。风能的分布与地理及气候条件相关n一。表1我国风能资源分布有效风能全年风速≥全年风速地区密度3米／秒时数／>6米／秒(W／m2)(h)时数(h)作者简介：辛鹏(1972一)，女，江西人，硕士，高级工程师，研究方向为电

6、力系统通信及电力特种光缆。基金项目：国网科技项目：《基于塔内光中继技术的超长距骨干光通信系统应用研究》，项目编号：XXBl7201500152。一4一学术探讨·基金页目东南沿海地区及其岛屿≥2007000～8000—4000内蒙及甘肃北部≥200—5000—2000黑龙江及吉林东部、辽东沿海≥2005000～7000—3000青藏高原北部、西北、华北东北北部及华北东部150～2004000～5000—3000沿海本文所述的风机供电是指风机与蓄电池组合供电方式。供电系统主要包括小型风力发电机、蓄电池组和充

7、放电路三大部分。当风力较大时，发电机同时向负载供电和向蓄电池充电，在无风或风较小时则由蓄电池提供电能。风机供电的优点是适用于风能资源丰富的地区，运行维护成本低、安装便捷、安全可靠、耐用且无污染。风机供电的缺点是风能能量密度低、风力分布不均匀、风力受地域和季节的影响较大、供电稳定性较差。风能的随机性使其很难作为一个独立的电源来使用。4输电系统感应抽能感应抽能是从高压输电线上通过电磁感应获得电能的方式。一种是直接在架空地线上抽能，一种是沿导线下方架设一条绝缘电线进行抽能。4．1绝缘地线感应抽能架空地线(含O

8、PGW)是为输电线路防雷而架设的避雷线。架空地线有全线绝缘、分段绝缘单点接地和逐基接地三种接地方式”，。输电线路正常运行时，绝缘地线上存在较高的感应电压，包括静电感应和电磁感应。静电感应是由送电线路上的运行电压通过导、地线耦合产生。电磁感应是由送电线路上负荷电流通过导、地线问的磁耦合产生的。这两部分都是线损的组成部分。地线绝缘后，地线上主要为均匀分布的经典感应电压。通过抽能装置抽取绝缘地线上的能量即为感应抽能M。绝缘地线电压越高，可抽取的电