輸電能力緊湊型輸電技術(shù)

緊湊型輸電技術(shù)是通過對導線的優(yōu)化排列，將三相導線置于同一塔窗內(nèi)，三相導線間無接地構(gòu)件，達到提高自然輸送功率、減少線路走廊寬度、提高單位走廊輸電容量的新型架空送電技術(shù)。

20世紀80年代初，美國BPA（西北部地區(qū)電力管理局）就已建成了投運單、雙回路500kV緊湊型線路近1000km。但最早將完全意義上的緊湊型輸電線路理論投入應用的是巴西，其在1980年開始研究，1986年投運了第一條500kV緊湊型輸電線路，至今已建成投運500kV緊湊型輸電線路2000km以上。

目前，國際上掌握該項技術(shù)的有巴西、美國、俄羅斯等少數(shù)幾個國家。但因國情不同，其著重點也不相同，其中俄羅斯偏重于自然功率的提高，巴西、美國則偏重于縮小走廊寬度，而我國在這方面的研究傾向于兩方面兼顧。

緊湊型線路相較常規(guī)輸電線路具有以下優(yōu)點：

(1)絕緣強度與常規(guī)線路相當，并具備帶電作業(yè)的條件。

(2)導線表面電場強度與常規(guī)線路相當，并具有較小寬度的地面高場強區(qū)。

(3)各相參數(shù)對稱性好，具有較小的正序電抗和較高的自然功率等良好的運行特性。

(4)具有較小的走廊寬度，易于選擇優(yōu)化的路徑方案。500kV緊湊型輸電線路如圖1所示。

從當前我國電力發(fā)展的趨勢來看，大容量電站和遠距離輸電線路的建設(shè)正呈突飛猛進之勢，在各個電壓等級上推廣和采用一般緊湊型線路在技術(shù)和經(jīng)濟上都是合適的，是改善和提高我國輸電系統(tǒng)傳輸容量的一個行之有效的方法。

輸電能力是指互連電力系統(tǒng)可靠地將電能在特定系統(tǒng)條件下通過所有輸電線或區(qū)域之間的路徑從一個地方移動或轉(zhuǎn)移到另一個地方。在電力行業(yè)，輸電能力的單位通常用兆瓦(MW)表示。在這里，區(qū)域可認為是一個獨立的電力系統(tǒng)、電力池、控制區(qū)或它們的一部分。輸電能力本質(zhì)上也是具有方向性的，即從區(qū)域A到區(qū)域B的輸電能力通常并不等于從區(qū)域B到區(qū)域A的輸電能力。

在電力系統(tǒng)的規(guī)劃和操作中，輸電能力是用于評估互連輸電系統(tǒng)可靠性的幾種性能指標之一。系統(tǒng)規(guī)劃人員將輸電能力作為評估互連輸電系統(tǒng)性能的一種輸電強度指標。這經(jīng)常用于比較和評估不同的輸電系統(tǒng)配置。系統(tǒng)操作人員將輸電能力作為評估互連輸電系統(tǒng)將電能從網(wǎng)絡(luò)一側(cè)傳輸?shù)搅硪粋?cè)或控制區(qū)域之間進行電能傳輸?shù)膶崟r能力。在互連系統(tǒng)運行中，輸電是與交換等同的。

多相輸電(Multi-phase Power Transmlssion System)是指相數(shù)多于三相的輸電技術(shù)。多相輸電技術(shù)理論上存在以下優(yōu)越性：①導線間距減小，線路緊湊，正序電抗較小，可與現(xiàn)有三相系統(tǒng)協(xié)調(diào)、兼容運行。②對高壓斷路器觸頭斷流容量的要求較低。③同等導線截面的條件下，線路輸送功率大幅提高。④相同電壓下，多相輸電的正序電抗下降，進一步促使穩(wěn)定極限功率上升。⑤導線表面電場強度較小，架空線路走廊窄等。六相及以上的多相導線的懸掛困難、桿塔結(jié)構(gòu)復雜，線路造價上升。隨著線路相數(shù)的增加，多相輸電線路故障組合類型迅速增加，增加了故障分析、繼電保護整定的難度。多相輸電中的斷路器結(jié)構(gòu)比較復雜，相間過電壓倍數(shù)較高。由于上述缺點，六相及以上的多相輸電方式的推廣應用受到限制。

近年來我國在自行研制成功的三相變四相、四相變?nèi)嘧儔浩鞯幕A(chǔ)上，率先提出了四相輸電技術(shù)。四相輸電還有以下優(yōu)點：①四相導線可對稱地懸掛在單柱桿塔的兩側(cè)，結(jié)構(gòu)簡單，空間電磁場分布更加均勻。②可采用兩相鄰相運行，提高輸電系統(tǒng)運行可靠性與暫態(tài)穩(wěn)定性?？梢姡南噍旊姷木€路對稱性好，線路及桿塔結(jié)構(gòu)簡單，在多相輸電線中具有獨特的優(yōu)勢，同時能夠提高輸送功率密度，節(jié)省架線走廊，經(jīng)濟及環(huán)境效益十分顯著，值得繼續(xù)深入研究和試驗。

影響輸電能力的因素很多，主要有：送受端之間輸電系統(tǒng)的電壓等級，送電距離，電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)，線路回數(shù)，導線分裂根數(shù)和截面，以及電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定水平和標準等。220 kV以上電壓等級相適應的輸送功率和輸送距離則示于圖1中。電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)越緊密(線路回數(shù)越多，中間有開關(guān)站或變電所，或者有中間系統(tǒng)接入)，線路導線的分裂根數(shù)越多、截面越大，以及系統(tǒng)的穩(wěn)定水平越高，則輸電能力越大；反之則越小。2100433B

按照輸送電流的性質(zhì)，輸電分為交流輸電和直流輸電。

19世紀80年代首先成功地實現(xiàn)了直流輸電。但由于直流輸電的電壓在當時技術(shù)條件下難于繼續(xù)提高，以致輸電能力和效益受到限制。

19世紀末，直流輸電逐步為交流輸電所代替。交流輸電的成功，迎來了20世紀電氣化社會的新時代。

目前廣泛應用三相交流輸電，頻率為50Hz（或60Hz）。20世紀60年代以來直流輸電又有新發(fā)展，與交流輸電相配合，組成交直流混合的電力系統(tǒng)。

第1章 緒論

1.1 緊湊型輸電技術(shù)

1.1.1 國外研究現(xiàn)狀

1.1.2 我國研究現(xiàn)狀

1.1.3 緊湊型輸電線路提高線路輸送能力的優(yōu)勢與局限

1.2 串聯(lián)電容補償?shù)娜嵝暂旊娂夹g(shù)

1.2.1 串聯(lián)電容補償技術(shù)的發(fā)展

1.2.2 串聯(lián)電容補償提高線路輸送能力的局限

1.3 柔性緊湊型輸電技術(shù)

第2章 緊湊型輸電線路建模參數(shù)特性研究

2.1 緊湊型輸電線路電 參數(shù)的工頻特性

2.2 緊湊型輸電線路電氣參數(shù)的頻變特性

2.3 地線與接地方式對緊湊型電氣參數(shù)的影響

2.4 大地電阻率對緊湊型輸電線路電氣參數(shù)的影響

2.5 本章小結(jié)

第3章 緊湊型輸電線路自然功率特性研究

3.1 影響線路自然功率的主要因素

3.2 緊湊型輸電線路相間距離的研究

3.2.1 操作過電壓限制的最小相間距離分析

3.2.2 工頻過電壓限制的最小相間距離分析

3.2.3 導線不同步運動的最小相間距離

3.2.4 國內(nèi)外架空線路設(shè)計規(guī)程中對相間距的要求

3.2.5 電磁環(huán)境指標對緊湊型線路相間距離的限制

3.2.6 V型絕緣子串對特高壓緊湊型線路相間距的限制

3.2.7 緊湊型輸電線路相間距離結(jié)論

3.3 遠距離緊湊型輸電線路的相參數(shù)平衡問題

3.3.1 線路相參數(shù)平衡問題計算方法

3.3.2 線路相參數(shù)平衡問題計算結(jié)果

3.3.3 遠距離緊湊型線路相參數(shù)平衡問題結(jié)論

第4章 緊湊型輸電線路的電磁環(huán)境

4.1 電磁環(huán)境限值

4.1.1 工頻電場

4.1.2 工頻磁場

4.1.3 無線電干擾

4.1.4 叫聽噪聲

4.2 電磁環(huán)境計算方法與計算條件

4.2.1 無線電干擾

4.2.2 可聽噪聲

4.2.3 電暈損失

4.2.4 電磁環(huán)境計算條件

4.3 緊湊型輸電線路參數(shù)對電磁環(huán)境的影響

4.3.1 分裂間距對緊湊型線路導線表面電場強度的影響

4.3.2 導線外徑對緊湊型線路電磁環(huán)境的影響

4.3.3 導線分裂數(shù)對緊湊型線路電磁環(huán)境的影響

4.3.4 導線高度對緊湊型線路電磁環(huán)境的影響

4.3.5 相序?qū)νp回緊湊型線路電磁環(huán)境的影響

4.4 緊湊型輸電線路子導線排列的優(yōu)化

4.4.1 緊湊型線路子導線表面電場強度均勻性分析

4.4.2 緊湊型線路子導線不均勻排列優(yōu)化方法

4.4.3 緊湊型線路子導線的優(yōu)化方案

4.5 海拔高度對輸電線路電磁環(huán)境影響的試驗研究

4.5.1 高海拔電暈效應試驗

4.5.2 海拔高度對導線電暈可聽噪聲的影響

4.5.3 海拔高度對導線電暈無線電干擾的影響

4.5.4 海拔對電磁環(huán)境影響小結(jié)

4.6 本章小結(jié)(基于大輸送容量目標和電磁環(huán)境限制的柔性緊湊型輸電線路推薦導線方案)

第5章串聯(lián)電容補償?shù)妮旊娋€路次同步振蕩

5.1 概述

5.1.1 SSR問題的提出及我國的多模態(tài)SSR問題

5.1.2 SSR的形成機理

5.1.3 SSR的危害

5.2 SSR問題的研究方法

5.2.1 頻域分析法

5.2.2 時域仿真法

5.2.3 多機多模態(tài)SSR特征值分析方法

5.3 抑制SSR問題的研究與應用現(xiàn)狀

5.3.1 SSR的典型抑制措施

5.3.2 附加勵磁阻尼控制的研究現(xiàn)狀及問題

5.3.3 靜止無功補償器抑制SSR的研究現(xiàn)狀

5.4 本章小結(jié)

第6章 附加勵磁阻尼控制抵制SSR的研究

6.1 基于遺傳一模擬退火算法的SEDC優(yōu)化設(shè)計

第7章　靜止無力補償器抑制SSR的研究

第8章　柔性緊湊型線路的工頻電磁暫態(tài)特性

第9章 柔性緊湊型線路的操作電磁暫態(tài)問題

第10章 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)的潛供電流與恢復電壓

第11章 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)的繼電保護

第12章 柔性緊湊型輸電的關(guān)鍵參數(shù)選取及典型配置

第13章 大截面導線研究

第14章 耐熱鋁合金導線的研究

第15章 碳纖維復合加強芯材料及導線研究

參考文獻