特高壓輸電線路對電力系統的影響
【摘要】針對特高壓輸電線路對電力系統運行的影響問題,從穩定性與經濟性角度分析,做了簡單的論述。并且針對特高壓輸電線路運行安全維護問題,提出了應對策略,意在確保特高壓輸電線路能夠安全平穩的運行,進而確保電力系統能夠安全而且穩定的運行,提高電力生產的效益最大化。
【關鍵詞】特高壓輸電線路;電力系統;運用安全;穩定性
隨著電力需求的增加,使得特高壓輸電線路建設不斷增多,其運行的安全性與質量也備受人們的關注。特高壓輸電線路作為電力系統的主要構成部分,直接影響著電力系統運行的安全性以及穩定性。目前我國全面落實電力改革,電力系統逐漸朝向大容量與高等級方向發展,因此對輸電線路的安全運行要求更高。
1特高壓輸電線路概述
特高壓輸電線路的傳輸功率較大,而且分布電容較大、波阻抗相對較小,目前應用較多的為±800kV高壓輸電線路與500kV高壓輸電線路,例如圖1所示。特高壓輸電線路屬于電力系統的主要部分,若發生運行故障,則會造成電力系統運行故障,甚至系統癱瘓問題,對此做好特高壓輸電線路運維管理,有著現實的意義。
2特高壓輸電線路對電力系統運行的影響
2.1對電力系統的影響
特高壓輸電線路對電力系統運行的影響主要分為安全性與穩定性,基于電力系統角度進行如下分析:①對電力系統的穩定性與安全性影響。特高壓輸電線路的建設與應用,極大程度上提高了電力系統輸電能力,因為特高壓輸電線路具有較強的輸電能力,能夠將發電廠或者發電基地的大容量功率電能,利用輸電線路,實現遠距離輸送,將其輸送到負荷中心,具有較強的穩定性,使得電力系統的運行穩定性得以提升。有利自然有弊,若特高壓輸電線路發生中斷事故,則會影響下一級電網運行的穩定性以及安全性。②經濟性影響。特高壓輸電線路建設的成本較高,在前期建設的過程中占據著電力系統建設成本的比例較高,增加了電力系統的建設成本。但是從特高壓輸電線路使用壽命周期效益來看,其經濟性影響較大,提高了電力系統運行的經濟效益,舉例而言:1條1100kV超高壓輸電線路和500kV特高輸電線路相比,其輸電雖然能夠高出常規線路的4倍,但是在運維成本方面的成本也比較高,就此而言特高壓輸電線路具有應用優勢[1]。
2.2影響特高壓輸電線路的因素
影響特高壓輸電線路的因素:①阻抗。在實際建設中,工程兩端電網的線路阻抗是影響特高壓輸電線路的重要因素,因為特高壓輸電線路,無論是500kV線路,還是1000kV線路,其輸送的功率多源自自變電站的電源,經過長距離運輸后,輸入特高壓變電站。基于此,使用開關站,進行線路劃分,將長線路分為短線路,并且優化系統參數,以提升特高壓輸電線路的功率輸送能力。②輸電方式。基于經濟性角度來說,輸送自然功率,是最為經濟的輸電方式,因為當輸電線路輸送自然功率時,線路的單位長度電抗消耗的無功,其與單位長度線路所發出的無功是相等的。③參數模型。為了能夠提高輸電線路的輸電能力,降低電力系統運行的成本,則需要進行參數模型優化。1000kV交流輸電系統的輸電能力與輸電系統兩端的電勢(電壓)的乘積成正比,與輸電系統的全部阻抗之和成反比。系統全部阻抗包括發電機、兩級升壓變壓器,降壓變壓器和輸電線路等元件阻抗及受端電網等效阻抗。1000kV交流輸電系統的輸電能力與特高壓變電站相關聯的電網結構和開機方式密切相關,在進行參數模型優化時,則可以將阻抗降低到11~12.5%,以提升線路的輸電能力,提高電力系統建設的經濟性。將現有的變壓器低壓無功補償,采取靜止無功補償來替代,以確保線路運行具有電壓支撐,提高輸送功率的能力。除此之外,采取并聯無功補償與高抗共同作用的方式,來限制功頻過電壓,降低功率損耗,提高線路的輸電能力。
3特高壓輸電線路安全運行與維護策略
3.1做好防雷擊措施
特高壓輸電線路運行的環境較為復雜,其運行的安全性和氣候環境與自然環境等有著直接的影響。特高壓輸電線路故障中,雷擊故障較為常見,而且對特高壓輸電線路造成的損傷較大。特高壓輸電線路的防雷設置,主要布設在雷電高發區域,按照特高壓輸電線路防雷需求,合理的布置防雷區域,以減少線路遭受雷擊的概率,確保特高壓輸電線路運行的安全性以及穩定性,防止電網運行發生短路故障。特高壓輸電線路維護人員,要控制線網接地部分電阻,提高特高壓輸電線路導地速率。
3.2完善特高壓輸電線路監控系統
基于特高壓輸電線路建設的實際,線路布設的區域較為廣泛,若想全面落實線路巡檢工作,存在著較大的難度,對此構建特高壓輸電線路監控系統,借助RS技術與數字地球等的優勢,構建監控系統網絡,實現特高壓輸電線路運行實時監控,以及時發現特高壓輸電線路運行故障問題,利用監控系統能夠極大程度降低線路運維工作強度,還能夠提高工作效率,與現場巡檢工作相互配合,則能夠提升特高壓輸電線路運維的效率[2]。
3.3使用有機型絕緣材料
特高壓輸電線路的運行性能和其材料有著直接的關系,為了能夠提高特高壓輸電線路的防污染能力以及防潮能力,要積極的使用有機型絕緣材料,此種材料的粒子結構相對完整而且排布較為密集,能夠有效的將污染物給隔離,進而防止特高壓輸電線路發生受潮問題,引發短路問題。如果特高壓輸電線路建設在較為潮濕區域,或者建設在污染嚴重區域,則需要使用陶瓷絕緣設備,做好線路防護,避免水分浸入,影響線路的運行性能。除此之外還需要做好防風措施,因為特高壓輸電線路所使用的絕緣子串,當受到風力作用時,極易發生風偏問題,對此在設計的過程中則需要重點考慮氣候因素影響,增加空氣空氣間隙合理裕度,尤其是事故多發區。若建設區域位于強風地區,則選擇V型串,并且在絕緣子下方,還需要設置重錘[3]。
4結束語
特高壓輸電線路對電力系統的安全性與穩定性影響較大,若特高壓輸電線路發生運行故障,則會引發電力系統運行故障,對此需要做好特高壓輸電線路運維管理工作,做好防雷措施與防風措施等,并且做好巡檢工作,以此確保特高壓輸電線路能夠安全運行,減少故障的發生,確保電力系統安全運行。
參考文獻
[1]尹暉,張曉鳴,王艷濤,干喆淵.特高壓輸電線路電磁干擾3維可視化研究[J].高電壓技術,2014(12):3874~3881.
[2]熊成鑫.高壓輸電線路故障診斷及預防措施[J].科技創新與應用,2015(26):199.
作者:張靖 單位:國網湖南省電力公司湘潭供電分公司
責任編輯:電力交易小郭
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