基于500kV同塔雙回輸電線路架空地線能量損耗分析

于運(yùn)濤

摘 要 近幾年來(lái)，隨著國(guó)家電力發(fā)展壯大的步伐連續(xù)不斷加速，國(guó)家電網(wǎng)也獲得快速發(fā)展壯大，基本上建立了完整的遠(yuǎn)距離輸電電網(wǎng)網(wǎng)架。為了更好地確保電力的穩(wěn)定性，多搭建500kV同塔雙回輸電線路架空地線，這從一定程度上降低線路占地面積過(guò)多和造價(jià)工程過(guò)高的難題，也增強(qiáng)了能量利用率。本文旨在對(duì)架空地線進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，然后對(duì)能量損耗的原因進(jìn)行大概的分析，提供一些參考意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞 架空地線;能量損耗;改進(jìn)策略

現(xiàn)在的國(guó)家電網(wǎng)中，500kv的電力線路多選用架空地線。架空地線為電力線路的安全可靠平穩(wěn)運(yùn)行給予了保障，與此同時(shí)也導(dǎo)致了高損耗的問(wèn)題，許多的電力資源被浪費(fèi)。而因?yàn)樵谖覈?guó)目前首要的發(fā)電方式仍為火力發(fā)電，因而導(dǎo)致的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題也十分的明顯[1]。因而，科學(xué)合理的應(yīng)用架空地線和架空地線的接地方式十分的關(guān)鍵。

1架空地線概述

現(xiàn)代社會(huì)中，電是大家生產(chǎn)制造和日常生活不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，架空地線在電力網(wǎng)中的使用極大程度上滿(mǎn)足了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)提出的要求，給大家的日常生活提供了極大的方便和快捷。伴隨著電網(wǎng)的發(fā)展，電力線路鋪設(shè)時(shí)要應(yīng)對(duì)的條件更加復(fù)雜，不但要達(dá)到供電要求，還需要確保不會(huì)受到大自然天氣狀況的干擾正常運(yùn)作。

架空地線的使用具有很大的意義。首先，能夠避免雷擊直接對(duì)電力線路的擊打，另一方面，當(dāng)雷擊造成電流時(shí)，對(duì)雷擊電流開(kāi)展分流，減少流入桿塔的雷擊流進(jìn)而使塔頂電位減低;其次，能合理有效減低電力線路發(fā)生短路故障時(shí)的工頻電壓和潛供電流;最后，對(duì)導(dǎo)線開(kāi)展屏蔽進(jìn)而減低導(dǎo)線上的感應(yīng)電壓。架空地線在一定水平上確保了高壓和超高壓輸電線路的安全可靠和平穩(wěn)運(yùn)作。除此以外，OPGW光纖復(fù)合架空電線還能夠兼具通訊作用，既能夠是普通高壓輸電線路的避雷線，還可以是供電系統(tǒng)光纖通信線路?，F(xiàn)階段，由于具備很高的穩(wěn)定性，OPGW光纖復(fù)合電線在具體電網(wǎng)工程項(xiàng)目中被普遍使用[2]。

現(xiàn)階段，電力線路主要是鋪設(shè)兩條呈對(duì)稱(chēng)的架空地線，普通地線采用分段絕緣中間點(diǎn)接地，OPGW復(fù)合光纖采用逐基接地。電力線路的導(dǎo)線和OPGW光纖復(fù)合地線兩者之間產(chǎn)生電磁感應(yīng)和靜電耦合現(xiàn)象，造成OPGW光纖復(fù)合地線兩者之間產(chǎn)生感應(yīng)電壓，進(jìn)而產(chǎn)生感應(yīng)電流和電流耗損。

2能耗分析

2.1 排列

同塔雙回輸電線路導(dǎo)線垂直排序時(shí)，兩回線路相序普遍存在多種多樣排序形式，分別是同相序排序、逆相序排序、其他相序排序。

同相序排列的兩根地線感應(yīng)電流位置相同、大小幾乎也相同。兩根架空地線的感應(yīng)電流數(shù)據(jù)相同，中間地線上電流量分布十分的均勻，地線兩頭的地線電流較低。此外，地線兩頭的入地電流量明顯高于中間入地電流量，呈“U”形分布;逆相序排序的同塔雙回輸電線路兩根地線的感應(yīng)電流大小也幾乎相同，并且左右兩根架空地線的感應(yīng)電流數(shù)據(jù)不一，但差別并不大，且沿線的地線感應(yīng)電流分布點(diǎn)呈不均勻分布。不同的擋距感應(yīng)電流大小不同，地線感應(yīng)電流主要是根據(jù)不同擋距內(nèi)的兩條地線自身產(chǎn)生的回路，非常少的部分電流量通過(guò)桿塔與地面產(chǎn)生回路;選用其他相序排序形式時(shí)，排序的形式基本上有四種。逆相序排序?yàn)橥嘈蚺判驎r(shí)地線損耗的18.9%，而其他相序排序介于兩者之間。

2.2 電流

地線感應(yīng)電流與線路電流量多少息息相關(guān)，并且呈線性相關(guān)，線路電流量越大，地線電能耗損越大。除此以外，電流量平衡度也對(duì)耗能有影響，兩回線路電流量不平衡時(shí)，架空地線感應(yīng)電流在導(dǎo)線和地線的空間位置排序不平衡和線路電流量不平衡的累加作用影響下，地線感應(yīng)電流伴隨著電流量之間的不平衡變大而變大，地線電能耗損伴隨著電流量不平衡度變大而近似平方變大。當(dāng)中相間電流不平衡度的變大時(shí)，導(dǎo)致的感應(yīng)電流和地線耗損的變大是十分顯著的[3]。

2.3 線路長(zhǎng)度

地線感應(yīng)電流與線路長(zhǎng)度有著密切關(guān)系。在線路長(zhǎng)度小于9千米時(shí)，感應(yīng)電流隨著線路的變長(zhǎng)而增大，地線感應(yīng)電流呈現(xiàn)單調(diào)增加的現(xiàn)象，從地線的兩端到中間。當(dāng)線路的長(zhǎng)度大于9千米時(shí)，線路的長(zhǎng)度對(duì)地線的感應(yīng)電流的影響較小，感應(yīng)電流從兩端到中間，先大幅度的增加，然后增加的速度慢慢變小，直到不再變化。

2.4 擋距

地線感應(yīng)電流與擋距也有關(guān)系。隨著擋距變大而近似線性降低，線路擋距變大，地線感應(yīng)電流降低。電流耗損則與地線感應(yīng)電流之間存在平方關(guān)系，擋距的變大，平方關(guān)系就隨之降低。此外，隨著擋距變大，導(dǎo)線和地線之間的弧垂也會(huì)變大。然而相同工作環(huán)境溫度下，導(dǎo)線和地線的弧垂增長(zhǎng)幅度之間，前者大于后者。也就是說(shuō)，擋距變大的話導(dǎo)線和地線的平均高度差也會(huì)變大。這能夠解釋為什么電流感應(yīng)和電能損耗會(huì)隨著擋距的變大而降低。

2.5 導(dǎo)線和地線平均高度

下相導(dǎo)線對(duì)中相導(dǎo)線和上相導(dǎo)線的抵消作用隨著下相導(dǎo)線的平均高度增大而提高，使得感應(yīng)電流變少;感應(yīng)電流隨著中相導(dǎo)線平均高度的變大而先減少再增加;上相導(dǎo)線與架空地線相互之間的感應(yīng)效果隨著上相導(dǎo)線平均高度變大提高。三相導(dǎo)線空間的不平衡度變大則會(huì)使得地線感應(yīng)電流變大。

當(dāng)?shù)鼐€平均高度越大，地線和各相導(dǎo)線相互之間的感應(yīng)效果會(huì)被弱化，那么它的感應(yīng)電流就會(huì)減少。本質(zhì)是更改導(dǎo)地線空間的距離，從而使地線平均高度對(duì)地線感應(yīng)電流和電能耗損的產(chǎn)生干擾。

3結(jié)束語(yǔ)

電對(duì)人們的生活至關(guān)重要，500kV同塔雙回輸電線路架空地線為電力穩(wěn)定提高了保障，也降低了能耗。文中對(duì)架空地線進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，然后對(duì)造成能量損耗的排列方式、電流、線路長(zhǎng)度、擋距、導(dǎo)線和地線平均高度等因素進(jìn)行大概的分析，提供一些可參考的意見(jiàn)。在未來(lái)的電力輸送線路發(fā)展中，保證電力穩(wěn)定的同時(shí)繼續(xù)降低能耗依舊是創(chuàng)新的主要方向。既能完成輸電任務(wù)又能減少能耗從而保護(hù)環(huán)境，促進(jìn)電網(wǎng)和生活更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 周響凌.OPGW與輸電線路損耗之間的關(guān)系探討[J].電力系統(tǒng)通信，2001，22（6）：14-16.

[2] 李本良，袁兆祥，惠旭，等.降低高壓交流輸電線路地線損耗的運(yùn)行方式[J].電網(wǎng)技術(shù)，2011，35（3）：98-102.

[3] 韋鋼，陳廣，張子陽(yáng)，等.多回輸電線并架時(shí)避雷線損耗的研究[J].電力建設(shè)，2005，26（3）：39-41.