220kV輸電線路功率不平衡現(xiàn)象的研究與優(yōu)化措施分析

黃廷

摘要：隨著社會的不斷進(jìn)步，電力行業(yè)的應(yīng)用在發(fā)展創(chuàng)新上也有了新的需求。我國的城鎮(zhèn)化發(fā)展速度加快，人口眾多的城市對于用電的需求是巨大的，高壓線路在城市中的運(yùn)行安全問題被廣泛的關(guān)注，輸電線路在運(yùn)行過程中的功率不平衡現(xiàn)象需要被解決。本文首先對輸電線路的應(yīng)用簡要概述;其次，對220kV輸電線路功率不平衡現(xiàn)象進(jìn)行綜合的分析;最后，針對220kV輸電線路功率不平衡現(xiàn)象的優(yōu)化提出合理性建議。

關(guān)鍵詞：220kV輸電線路;功率不平衡;應(yīng)用創(chuàng)新

220kV輸電線路在城市用電的應(yīng)用范圍是巨大的，需要進(jìn)行安全性的保障與輸電質(zhì)量的提升，城市用電在創(chuàng)新發(fā)展的過程中需要進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展的考量，在如今的城市發(fā)展中，離開電力的供應(yīng)，將嚴(yán)重影響各行各業(yè)的正常運(yùn)作，輸電線路的功率不平衡問題對于城市生活造成的影響是不可預(yù)估的，本文針對220kV輸電線路功率不平衡現(xiàn)象進(jìn)行深入的探究與分析，并提出可行性的解決措施。

1.輸電線路應(yīng)用概述

輸電線路是指用變壓器將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能進(jìn)行電壓的提升及降低，在經(jīng)過斷路器等其他的控制設(shè)備進(jìn)行輸電線路的連接，輸電線路一般分為高空線路和電纜線路。架空輸電線路是電力系統(tǒng)中主要的骨干線路，電纜線路是指埋地電纜，兩種輸電線路與供電設(shè)備進(jìn)行變化連接，組成了城市智能電網(wǎng)，進(jìn)行電力的輸送。輸電線路有電壓等級的區(qū)分，一般來說，將35～220kV的輸電線路稱之為高壓輸電線路，對于330kV～750kV的輸電線路稱之為超高壓輸電線路，以及750kV以上的輸電線路被稱為特高壓線路。超高壓線路的擴(kuò)展使用可以在一定程度上減少施工用地，并減少輸電線路工程的建設(shè)費(fèi)用。

除此之外，在我國的電力行業(yè)發(fā)展過程中，還有±500kV高壓直流輸電線路的示范工程，應(yīng)用的范圍主要在葛洲壩到上海線、天生橋到廣州線、貴州到廣東線與三峽到廣東線;我國還有±800kV高壓直流輸電的示范工程，由向家壩到上海的輸電線路示范工程。目前來說我國是世界上第一個擁有高壓直流輸電示范工程輸電線路的國家，代表著世界先進(jìn)的直流輸電水平，證明我國的科技創(chuàng)新發(fā)展早已趕上世界的發(fā)展步伐，可以為我國的人民生活以及社會生產(chǎn)提供越來越多的便利。盡管如此，我國在電力行業(yè)的發(fā)展過程中還存在著很多的不足與缺陷，需要進(jìn)一步的分析與探究才能尋找到合適的解決辦法[1]。

2.220kV輸電線路功率不平衡現(xiàn)象原因

2.1對220kV輸電線路公路現(xiàn)場異常狀況進(jìn)行實(shí)地檢測

在某一地區(qū)的實(shí)地輸電線路功率產(chǎn)生問題的現(xiàn)場異常檢測數(shù)據(jù)中，進(jìn)行時間的不平衡現(xiàn)象分析，檢測數(shù)據(jù)如圖1所示，在這組數(shù)據(jù)中，功率的輸送為正數(shù)，功率的輸出為負(fù)數(shù)，L1與L2為兩組不同的輸電線路，都是220kV輸電線路，在測試的過程中通過對同一時間的輸送功率與輸出功率進(jìn)行統(tǒng)計，并且經(jīng)過多次統(tǒng)計形成較為可靠的數(shù)據(jù)。通過對數(shù)據(jù)的對比可以得出結(jié)論：在220kV輸電線路的兩端輸電功率之間的差距很大，當(dāng)輸出功率為正時，流入功率為負(fù)，反之亦然，對于220kV輸電線路的控制裝置存在異常的現(xiàn)象導(dǎo)致輸電功率的輸送功率與輸出功率差距較大。控制裝置在220kV輸電線路的功率運(yùn)送過程中有很重要的作用，控制裝置對于輸電線路不能完善的進(jìn)行輸電，將會直接影響輸電的功率與電壓的工作狀態(tài)，可能導(dǎo)致該路段進(jìn)行斷電、漏電的現(xiàn)象，影響周邊的用電安全，也影響周邊的居民人身安全[2]。

2.2 220kV輸電線路的電纜承受能力不足

在多次對220kV輸電線路功率不平衡現(xiàn)象的分析過程中，不難得出的一個原因就是老化線路將會直接的影響輸電的功率平衡。在線路的檢修與維護(hù)過程中，沒有對老化的線路進(jìn)行處理，在線路的承受力上，沒有科技上的創(chuàng)新應(yīng)用，這將嚴(yán)重的影響著電纜的使用年限與使用狀態(tài)。電力工程的建設(shè)是一項(xiàng)相當(dāng)復(fù)雜且具有一定風(fēng)險的工程，在建設(shè)過程中需要耗費(fèi)大量的人力、物力以及財力。在輸電線路的電纜材料創(chuàng)新上沒有更加具有承受能力的材料進(jìn)行投入使用，以及對投入使用的電纜，沒有進(jìn)行及時的檢修維護(hù)，當(dāng)220kV輸電線路出現(xiàn)功率不平衡的現(xiàn)象時，才會導(dǎo)致措手不及，釀成事故。

2.3 220kV輸電線路缺少定期的檢修

隨著高壓輸電線輸送電壓逐漸提升，距離越遠(yuǎn)，其中的消耗將會越明顯，那么對于輸電線路的損耗就會更多，將直接影響輸電線路的功率平衡問題。與此同時，由于220kV輸電線路應(yīng)用范圍較大，檢修工作的進(jìn)行較為困難，在220kV輸電線路的運(yùn)行過程中，缺少定期的檢修，缺少具有專業(yè)知識技能的工作人員進(jìn)行輸電線路功率的檢測，如今的輸電線路檢修工作都是已經(jīng)形成功率不平衡現(xiàn)象之后，才對線路進(jìn)行修理與維護(hù)，不能進(jìn)行及時的預(yù)防。并且基層的電力工作檢修人員，在新技術(shù)的創(chuàng)新升級過程中缺少專業(yè)知識的培訓(xùn)與儲備，對于檢修工作的進(jìn)行也存在著不同程度的阻礙作用，在運(yùn)行過程中缺少專業(yè)化的系統(tǒng)升級思路。

3.220kV輸電線路功率不平衡現(xiàn)象的優(yōu)化措施

3.1加強(qiáng)對220kV輸電線路的控制設(shè)備升級

輸電線路是電力系統(tǒng)中較為重要的組成部分，通過對電阻R、電抗X、電導(dǎo)G以及電納B四個不同的代號進(jìn)行表示，在同樣的220kV輸電線路運(yùn)行中，線路的運(yùn)行距離越長，這個數(shù)據(jù)的數(shù)字就會越大，以此可以計算出一個電力線路的等值電路，如圖2所示，其中被損耗的功率為Sz，初始的功率為S1，其中S1在輸送的過程中消耗了Sz形成S2，Sy1與Sy2同為被輸出功率，要想達(dá)到兩者的平衡，需要減少對Sz的損耗。

在進(jìn)行自然損耗的保障中，應(yīng)當(dāng)盡量保證輸送功率接近自然功率，需要及時地對不平衡線路進(jìn)行調(diào)整并改變其線路參數(shù);其次，要盡量保證對負(fù)荷所需的無功功率的補(bǔ)償，以減少線路對功率輸送的負(fù)擔(dān)。在此基礎(chǔ)上，要增強(qiáng)220kV輸電線路的控制設(shè)備升級，減少在輸送的過程中產(chǎn)生過多的能量損耗，功率的穩(wěn)定是功率平衡的重要著力點(diǎn)，控制裝置的設(shè)計創(chuàng)新更加智能化，提升對功率的控制強(qiáng)度。與此同時，國家電力系統(tǒng)的綜合發(fā)展需要科學(xué)技術(shù)的升級，完善功率輸出平衡問題，對人們生活質(zhì)量的提升有著重要的作用。

3.2提升對運(yùn)行方式的檢驗(yàn)策略

在220kV輸電線路功率不平衡的現(xiàn)象改善過程中，運(yùn)用模擬電路的方式對不同的線路運(yùn)行方式進(jìn)行不平衡的電流檢驗(yàn)，對不同的線路進(jìn)行運(yùn)行的可靠性檢測，對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計與分析，將輸電線路的不平衡現(xiàn)象進(jìn)行優(yōu)化及改進(jìn)。在進(jìn)行輸電線路功率不平衡的優(yōu)化中，在輸送同樣功率的情況下，提升儲備的穩(wěn)定性，加強(qiáng)對調(diào)壓功能的控制，減少功率的損耗程度。重視對于雷擊的防范，在220kV輸電線路不平衡功率產(chǎn)生的輸電位置，在雷雨天極其容易被雷電擊中，不僅會損害輸電線路，還可能會產(chǎn)生安全事故。在雷擊的防范措施上，可以將輸電線路設(shè)計優(yōu)化為環(huán)網(wǎng)的形式，220kV輸電線路的序電流與相電流進(jìn)行環(huán)網(wǎng)的形式進(jìn)行工作，減小功率過大或功率過低的現(xiàn)象出現(xiàn)[3]。

3.3優(yōu)化220kV輸電線路質(zhì)量

在220kV輸電線路的功率平衡改善方案中，對于早期建設(shè)的輸電線路進(jìn)行排查，對于不穩(wěn)定的輸電線路進(jìn)行改造，是輸電線路功率平衡輸送的最經(jīng)濟(jì)直接的有效措施，同時也是在220kV輸電線路優(yōu)化中不可缺少的一種改善措施，老化的電纜線路必須要進(jìn)行及時的維護(hù)與檢修，升級電纜的強(qiáng)度，升級電纜的原材料。然而，220kV輸電線路在我國的發(fā)展歷史較為久遠(yuǎn)，老化的線路較多，需要對老化的路段進(jìn)行改造，才能從總體上對我國的電力事業(yè)建設(shè)進(jìn)行升級與創(chuàng)新發(fā)展。在進(jìn)行輸電線路的改造過程中可以使用分裂導(dǎo)線方法進(jìn)行輸電功率的穩(wěn)定性提升。220kV的輸電線路，當(dāng)導(dǎo)線的截面過小時，會因?yàn)閷?dǎo)線曲率過大，周圍場強(qiáng)過大而產(chǎn)生電暈，電暈在工作過程中將會產(chǎn)生功率不平衡現(xiàn)象，同時可能對無線電和高頻通信造成干擾。在工程建設(shè)中可以通過分裂導(dǎo)線方法（每相有4根或6根組成），增大導(dǎo)線的半徑，改變導(dǎo)線周圍的磁場分布，提高臨界電壓值，既可以提升輸電功率的穩(wěn)定程度。

3.4升級220kV輸電線路的檢修工作系統(tǒng)

在電力系統(tǒng)中檢修工作是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，220kV輸電線路遍布全國各地，需要進(jìn)行定期及時的檢修，可以通過對新科技的加入來實(shí)現(xiàn)智能化的監(jiān)控工作，減少對于預(yù)防性檢查的人力投入。通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)來進(jìn)行常規(guī)的狀態(tài)監(jiān)測，對電壓、電流、聲音、溫度等不同數(shù)據(jù)來進(jìn)行狀態(tài)分析，數(shù)據(jù)有一定的標(biāo)準(zhǔn)范圍值，一旦超出標(biāo)準(zhǔn)范圍，將會被物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的傳感器提供故障警示，通知管理人員及時的進(jìn)行修理與檢查。其次，對于220kV輸電設(shè)備的故障檢修，可以通過電子傳感技術(shù)與微電子技術(shù)的應(yīng)用，為故障檢修提供更多的便利，通過監(jiān)控提供準(zhǔn)確的故障位置，設(shè)備的故障原因等，并且及時進(jìn)行補(bǔ)救，避免電力系統(tǒng)的部分區(qū)域癱瘓，影響電力系統(tǒng)的順利運(yùn)行。在檢修系統(tǒng)的完善過程中，提升工作人員的專業(yè)性知識技能掌握，對于220kV輸電線路的功率不平衡現(xiàn)象有綜合的掌控，對于故障的原因可以有清晰的認(rèn)知，對于輸電線路的修理與維護(hù)將會有更加完善的措施與辦法[4]。

4.結(jié)語

綜上所述，在電力行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)新過程中，最需要注意的問題就是對城市高負(fù)荷用電的可持續(xù)發(fā)展問題，在220kV輸電線路功率不平衡現(xiàn)象的研究與分析中，我們得出對于輸電線路功率的暫時性修正不是長期的解決辦法，在功率的調(diào)整上需要將科學(xué)技術(shù)在電力的發(fā)展過程中進(jìn)行創(chuàng)新應(yīng)用，提升輸電線路功率的穩(wěn)定程度，才能從根本上解決220kV輸電線路的功率平衡問題，這不僅是為了輸電線路的穩(wěn)定運(yùn)行，同時關(guān)系到我國的電力行業(yè)整體創(chuàng)新發(fā)展，關(guān)系到我國的工業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)新與居民生活舒適度的提升。

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