DQZHAN技術訊：漲知識｜輸電線路常用“新”技術

由發(fā)電廠向電力負荷中心輸送電能的線路以及電力系統(tǒng)之間的聯(lián)絡線一般我們稱為輸電線路。今天我們說的輸電線路新技術其實不新，只能相對我們常規(guī)線路來對比應用晚些，這些“新”技術大部分在我們電網(wǎng)成熟應用較多。今天將我們國內(nèi)的所謂“新”技術的常用輸電線路形式歸納如下：

大電網(wǎng)技術

“大電網(wǎng)”是由多個地方電網(wǎng)或大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)而成的互聯(lián)電力系統(tǒng)、聯(lián)合電力系統(tǒng)或統(tǒng)一電力系統(tǒng)。互聯(lián)電力系統(tǒng)是將大區(qū)電網(wǎng)之間、國家電網(wǎng)之間以少量聯(lián)結點同步互聯(lián);聯(lián)合電力系統(tǒng)具有協(xié)調(diào)規(guī)劃，并按合同或協(xié)議調(diào)度的特點。兩個或兩個以上的小型電力系統(tǒng)用電網(wǎng)連接起來并聯(lián)運行，即可組成地區(qū)性電力系統(tǒng)。若干個地區(qū)性電力系統(tǒng)用電網(wǎng)連接起來，即組成聯(lián)合電力系統(tǒng)。統(tǒng)一電力系統(tǒng)就是統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設、統(tǒng)一調(diào)度和運行的電力系統(tǒng)。

大電網(wǎng)具有超高壓、特高壓輸電網(wǎng)架，超大輸送容量和遠距離輸電的基本特征，網(wǎng)內(nèi)由高壓交流輸電網(wǎng)、超高壓交流輸電網(wǎng)和特高壓交流輸電網(wǎng)，以及特高壓直流輸電網(wǎng)、高壓直流輸電構成分層、分區(qū)、結構清晰的現(xiàn)代化電力系統(tǒng)。

超大輸送容量和遠距離輸電的界限與其相應電壓等級線路的自然輸送功率和波阻抗有關，線路電壓等級越高，其輸送的自然功率越大，波阻抗越小，輸送距離越遠，覆蓋范圍越大，各電網(wǎng)或大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)關系越強，聯(lián)網(wǎng)后整個大電網(wǎng)的穩(wěn)定性與各電網(wǎng)間故障時互相支援的能力有關，即各電網(wǎng)或大區(qū)電網(wǎng)間聯(lián)絡線交換功率愈大，聯(lián)系越緊密，電網(wǎng)運行越穩(wěn)定。

電網(wǎng)是由變電站、配電站、電力線路和其他供電設施所組成的輸電網(wǎng)絡，其中，數(shù)量較多的*高電壓等級輸電線路及相應的變電站構成該網(wǎng)的骨干輸電網(wǎng)架。大區(qū)電網(wǎng)是指網(wǎng)中具有調(diào)峰能力較強的大型發(fā)電廠的電網(wǎng)，如中國的跨省區(qū)的6大區(qū)域電網(wǎng)，每個區(qū)域電網(wǎng)均有網(wǎng)局直調(diào)的大型火力發(fā)電廠和水力發(fā)電廠。

緊湊輸電技術

緊湊輸電技術的基本原理是通過優(yōu)化輸電線路導線布置、縮小相間距離、加大分裂導線(子導線)間距和增加分裂導線(子導線)數(shù)目，使電荷在各導線表面分布均勻、表面場強均勻，以提高導線有效截面，同時使線路電容上升，電感下降，減少線路波阻抗，在相同輸電線路額定電壓等級條件下，可明顯提高自然輸送功率，在無線電干擾和電暈損失等方面也能控制在一個可以接受的水平，從而可減少輸電回路數(shù)，壓縮線路走廊寬度、減少用地等，以提高輸電能力的經(jīng)濟輸電技術。

緊湊超高壓交流輸電線路與常規(guī)輸電線路相比的基本特點是：

①相導線采用多分裂結構，并加大了導線間距;

②縮小相間距離，為避免風吹導線振動造成相間短路，相間采用間隔棒固定相間距離;

③采用相間無構架的桿塔結構形式。

已采用緊湊型輸電技術的500kV羅百Ⅰ回交流輸電線路，為500kV天廣Ⅳ回輸變電工程的羅平—百色段，是我國**次在高海拔地區(qū)、長距離線路中采用這項技術。該輸變電工程于2005年6月投運，目前運行穩(wěn)定。

緊湊型輸電技術不僅能明顯提高自然輸送功率，而且每千米少占送電走廊27.4畝，可有效減少林木砍伐、青苗賠償及房屋拆遷量，經(jīng)濟和社會效益顯著。

目前，南方電網(wǎng)正在500kV貴州施秉至廣東賢令山、云南500kV德宏等輸變電工程中推廣應用緊湊型輸電技術。

高壓直流輸電

高壓直流輸電易于實現(xiàn)異步聯(lián)網(wǎng);在輸電臨界距離以上比交流輸電更經(jīng)濟;用相同的線路走廊可比交流輸送更多的電力，因此，廣泛應用于遠距離大容量輸電、電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、遠距離海底電纜或大城市地下電纜送電、配電網(wǎng)輕型直流輸電等。

現(xiàn)代電力傳輸系統(tǒng)通常由特高壓、超高壓直流輸電與交流輸電相互配合構成的。超高壓、特高壓直流輸電技術具有送電距離遠、送電容量大、控制靈活和調(diào)度方便等特點。

對于送電1000km左右，送電容量不超過300萬kW的直流輸電工程，一般采用±500kV電壓等級;當送電容量超過300萬kW，送電距離超過1500km時，一般采用±600kV或以上電壓等級;當輸電距離達到2000km左右時，就需要考慮更高的電壓等級，以充分利用線路走廊資源，減少輸電回路數(shù)，降低輸電損耗。

高壓直流輸電技術是利用大功率電力電子元件，如，高電壓大功率晶閘管、可關斷可控硅GTO、絕緣柵雙極晶體管IGBT等組成整流與逆變設備，以實現(xiàn)高電壓、遠距離電力傳輸。相關技術包括電力電子技術、微電子技術、計算機控制技術、絕緣新材料、光纖、超導、仿真及電力系統(tǒng)運行、控制和規(guī)劃等。

高壓直流輸電系統(tǒng)是由換流閥組、換流變壓器、直流濾波器、平波電抗器、直流輸電線路、交流側和直流側的電力濾波器、無功補償裝置、直流開關設備、保護和控制裝置以及輔助設備等元件(系統(tǒng))所組成的復雜系統(tǒng)。主要由兩個換流站和直流輸電線組成，兩個換流站與兩端的交流系統(tǒng)相連接。

直流輸電*核心的技術集中于換流站設備，換流站實現(xiàn)了直流與交流的相互轉換，換流站包括整流站和逆變站兩部分，整流站把三相交流電變換成直流電的換流站，逆變站把直流線路送來的直流電變換成交流電的換流站。換流閥是換流站中實現(xiàn)直流與交流相互轉換的核心設備。在運行中，換流器在交流側和直流都會產(chǎn)生高次諧波，引起諧波干擾、使換流設備控制不穩(wěn)定、引起發(fā)電機和電容器過熱、干擾通信系統(tǒng)，因此，需要采取抑制措施，在直流輸電系統(tǒng)的換流站中設置濾波器吸收高次諧波，交流側濾波器除吸收諧波外，還提供部分基波無功功率，直流側濾波器用平波電抗器限制諧波。

特高壓輸電

特高壓輸電具有送電容量大、送電距離遠、覆蓋范圍廣、節(jié)約線路走廊、輸電損耗小、可實現(xiàn)更大范圍的資源優(yōu)化配置等特點，可以根據(jù)電源分布、負載布局、輸送容量、電力交換等需要構成特高壓電網(wǎng)骨干網(wǎng)架。

特高壓交流和特高壓直流輸電各有優(yōu)點，一般地，特高壓交流輸電適合于更高**電壓等級的網(wǎng)架建設和跨大區(qū)聯(lián)絡線，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性;而特高壓直流輸電則適合于大型水力發(fā)電基地和大型燃煤發(fā)電基地的大容量遠距離輸送，以提高輸電線路建設的經(jīng)濟性。

特高壓交流輸電線路屬于均勻長線路，它的特點是沿線的電阻、電感、電容、電導連續(xù)均勻分布在整個輸電線路上，在討論問題時，常用單位長度的電阻r1、電感L1、電容C1、電導g1來描述其電氣特性。均勻長線路的特性阻抗和傳播系數(shù)常被用以估計超高壓線路的運行待性。

柔**流輸電系統(tǒng)

柔**流輸電系統(tǒng)(FACTS)是綜合利用現(xiàn)代電力電子技術、微電子技術、通信技術和現(xiàn)代控制技術對電力系統(tǒng)的潮流和參數(shù)進行靈活快速調(diào)節(jié)控制，增加系統(tǒng)可控度與提高輸電容量的交流輸電系統(tǒng)。FACTS技術是一種交流輸電新技術，也稱為靈活(或柔性)輸電控制技術。應用FACTS技術，既可在較大范圍內(nèi)控制潮流，得到比較理想的潮流分布，又可增強電力系統(tǒng)的穩(wěn)定度，進而提高輸電線路的輸送能力。

將FACTS技術應用于配電系統(tǒng)，以改善電能質量，稱為配電系統(tǒng)柔**流輸電系統(tǒng)DFACTS或稱為用戶電力技術CPT，有的文獻中稱為定質電力技術或定制電力技術。

同步斷路器又稱選相真空斷路器，它可在電壓或電流的指定相位完成電路的斷開或閉合，具有選相合、分閘功能，智能化功能，快速合、分閘功能等。