超高压输电技术论文2017
超高压输电技术论文2017超高压输电线路关键技术分析
摘要:本文主要研究UHV输电线路中的三个关键点，即电晕效应、过电压和电磁场。UHV输电线路在满足电网运行需求的基础上，需要考虑诸多生态、安全和影响问题。本文通过对这些问题的研究，借鉴先进经验，分析如何在UHV输电线路的设计和建设中解决这些问题。
关键词:UHV；传输线路；电晕；过电压
中国图书馆分类号:TM714.2文献识别码:一篇文号:
0引言由于电能不能大规模储存，电能的生产、传输和使用必须同时完成，这就决定了电能传输的重要性。根据欧姆定律，为了减少传输过程中的损耗，一方面降低电阻，另一方面提高电压。由于我国资源分布和经济发展的不平衡，我国电网的发展不得不采用大规模远距离输电，因此UHV输电成为我国电网发展的必然选择[1]。本文以UHV输电线路为研究对象，介绍了UHV输电的关键技术。
1 UHV传输问题
在中国，UHV输电是指AC 1000kV和DC？800千伏输电工程与技术。超高压输电是为满足长距离、大容量输电的需要而产生的，其技术基础是超高压输电技术的成熟应用。根据超高压输电的运行和设计经验，在目前已应用的超高压工程技术的应用和发展中，必须深入研究和解决电晕效应、绝缘要求、电磁场及其影响三个关键问题[2-4]。
1)电晕问题。在天气恶劣的情况下，当UHV导体表面的电场强度超过临界值时，周围的空气分子会电离形成正负带电粒子，离子碰撞复合过程会产生光子和电晕放电。电晕放电的危害包括功率损耗、噪声和信号干扰。由于电压等级较高，UHV线路的电晕现象比超高压线路更加严重，需要合理选择导线的数量和结构，将电晕放电的影响降到最低。
2)电磁场问题。输电线路会在周围和地面上产生工频电场和磁场。由于高电压、大电流，UHV输电线路的电磁场影响已成为公众关注的重点问题，尤其是对周围建筑物、人们的生产和生活的影响。
3)过压问题。过电压问题是指雷击引起的感应过电压、直击雷过电压和各种操作引起的过电压。UHV电网的各种过电压与UHV电网在现象上相似，但在特征上有很大差异。UHV电网的过电压将决定绝缘水平和绝缘系统的设计，直接影响建设成本和运行可靠性。
2 UHV电网研究的主要结论
在对三个关键问题进行深入研究的基础上，得出了大量的结论，主要有以下几个方面。
在提高传输容量、降低线路阻抗的基础上，如何降低可听噪声并满足环保要求，成为UHV线路设计需要考虑的关键因素。线路设计应按可听噪声标准进行，对信号(广播和电视信号)的干扰水平应达到满意的结果，并尽可能减少电晕功率损失。
2)工频过电压和操作过电压成为绝缘系统选择和设计的关键。因此，如何限制工频过电压已成为UHV输电中的一个重要问题。通过并联电抗器、避雷器、开关电阻器和线路分段，可以限制操作过电压水平。
3)超高压输电线路下方和线路走廊边缘的地面工频电场强度可设计为与超高压输电线路处于同一水平，按可听噪声标准设计的输电线路将形成与超高压输电线路相似的电场强度，其环境影响也与超高压输电线路处于同一水平。因此，电磁场问题不再是线路设计的关键，而是要考虑不利的生态影响和公众接受度。
UHV输电线路的3项关键技术
为了解决UHV电网存在的重要问题，在大量研究和试验的基础上，UHV电网建成并投入运行。在运行中，一些问题得到了进一步解决，成为UHV电网运行的关键。现在，对输电线路中的关键问题进行分析。
3.1电晕及其解决电晕问题，如可听噪声、无线电信号干扰、电晕损失等，都与线路表面的电场强度密切相关。UHV输电线路的电压高，导线上的电荷量大，所以表面场强也大。为了控制导线的表面场强，UHV输电线路的导线分裂数较多，子导线直径比UHV输电线路大得多。在一定的运行条件下，影响导线表面场强的关键因素是线路结构和气候条件。线路结构包括导线结构、分裂数、子线径、距离和极面场强。但气候对地面场强的影响非常复杂，一般需要通过实验来研究。对于可听噪声，根据国家噪声标准，UHV输电线路的可听噪声不得超过55dB(A)。相当于GB3096-1993《城市区域环境噪声标准》中1类标准昼间和2、3类标准夜的噪声限值。对于无线电干扰，通过适当选择导线分裂数和子导线直径，超高压输电线路的干扰水平可以等效于超高压输电线路的干扰水平。UHV输电线路的电晕损失与许多因素有关，其中最重要的是气象条件。由于电晕损失主要来源于恶劣天气，所以电场强度对导体表面的影响也通过恶劣天气的损失表现出来。考虑到人们最关心的是年平均电晕损失和最大电晕损失，而恶劣天气下的电晕损失可能是好天气下的几百倍，长距离输电线路不同区段的天气原因可能不同且复杂，所以电晕损失的计算极其分散，所以电晕损失研究了很多年，至今没有国际公认的估算方法。
3.2工频电场和磁场工频电场受输电线路布局、对地距离、相间距离、分裂元件数量、相序变换等影响。其中，地线对电场的影响与地线与相导体的距离和相导体与地面的高度有关。导体离地面越远，地面上的电场强度越低。当导体与地面的距离增大到一定程度时，可以降低的电场强度是有限的，经济投入会很大。相比之下，减少分裂导线的数量可以明显降低地面场强，但同时会增加导线的表面场强，增加无线电信号干扰和可听噪声。2.3过电压及其极限操作过电压是确定UHV输电线路绝缘水平的重要依据，主要考虑三种类型的操作过电压，即合闸、分断和接地短路过电压。其中，解决对地短路引起的正相过电压的唯一方法是在线路两端附近使用金属氧化物避雷器(MOA)。因此，限制操作过电压的核心是如何限制分合闸过程中的过电压，其目标是限制在1.6~1.7pu的水平以下，主要方法有使用MOA、断路器合闸电阻、控制断路器合闸相角等。近年来，MOA的制造水平不断提高，限制过电压的能力也不断增强，已成为目前限制操作过电压的主要手段。断路器的闭合电阻如图1所示。合闸时，应先接通辅助触头，一段时间(合闸电阻接入时间)后再闭合主触头，以限制合闸过电压。合闸相位控制技术是将电压关在过零点附近，以减少合闸引起的操作过电压。图1断路器分合闸电阻示意图
4结论
本文主要研究UHV输电线路中的三个关键点，即电晕效应、过电压、电磁场及其影响和解决方法。应该看到，UHV输电线路的问题远不止这些方面。比如为了架空线的安全，需要考虑振动、张力等原因，又比如输电线路的结构，以及经济的电流密度和加热条件。在我国UHV电网的建设中，既借鉴了国外的先进经验，又结合了我国国情和电力系统发展的特点，具有相当的特殊性。只有在长期运行实践和进一步深入研究的基础上，才能充分发挥UHV电网的优势。
辛忠国1961 19年9月出生，本科生产管理工程师，现任公主岭农电有限公司经理。
刘振亚。UHV电网[M]。北京，中国经济出版社，2005。
2杜雨晴。日本1000kV UHV输电线路设计介绍[J].华北电力科技，1993.73陈勇，万启发，顾莉莉等。我国UHV导线与铁塔结构的探讨[J].高电压技术，2004，30(6)，38-465438。意大利正在考虑的人体暴露于磁场的新限制的可能影响评估，CIGRE，2002 seseion，369-106
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