摘要:就目前的情势来看,中国的特高压输电技术已经达到较高的水平。具体来说,我国的电力系统科研人员对特高压直流电力传输系统进行了大量研究,并对特高压直流输电系统的日常运转模式和保养维护模式进行了改良与创新。但相对东西方发达国家而言,中国在特高压直流输电领域的经验还不足,因此在对输电线路进行维修和养护的过程难免会面临一些困境。为了帮助电力企业解决输电线路维护问题,文章对线路系统的运行特点以及维护检修模式进行了研究分析。
关键词:特高压;直流电;输电线路;运维模式
引言
特高压输电线路指的是传输的交流电压在 1000kV,以及直流电压在±800kV 以上标准的线路种类。此类输电线路的功用一方面为了利用特高压输送方式降低输电进程中的能量消耗,另一方面也是为了相应减少输电杆塔的架设数量,在降低杆塔占地面积的同时有效节省输电企业的运行维护成本。目前特高压输电线路是我国电力工程中的重要建设项目之一,是今后维护、促进我国经济发展与企业建设的关键的能源保证手段。但随着特高压直流输电线路建设规模与路程的增加,相应的运行维护也受到巨大的问题挑战,需要维护人员针对当前特高压输电线路的运行维护特征,进行针对性的维护技术改进与应用。
1直流特高压供电网络的一般特征
1.1特高压直流线路的工作危险性高
由于直流特高压线网在工作过程中的输电量庞大、电压极高,因此每条线路附近都有强力电磁场。要想确保直流特高压线网能够稳定运行,顺利进行输电工作,就必须将电网中的导电线路分开。当前国内的直流特高压线网的额定电压大致为±800kV,经过线路中的电流为一般线路的两倍以上。如果特高压线网在工作过程中出现短路或其他问题,就会给大多数基层单位造成重大损失。
2.2 线网中的绝缘装置必须保持高性能
在直流特高压线网中,绝缘装置必须保持较高的绝缘性能,才能确保输电线路能够平稳运行。因此在建设直流特高压线网时,必须选择绝缘性、防潮性和抗污性较强的绝缘子。同时,在安装特高压线路的绝缘子时,必须选用适当的工艺进行安装,提高绝缘子的使用寿命,降低装置的维护难度。
2 特高压输电线路的运行维护特点
2.1 环境特点
特高压传输路线长,地势复杂,气象条件多变,气候环境恶劣,所经地区多为事故多发区(如污闪事故和冰害易发)。某些地区在高海拔,形成独特立体的气候环境,微气象、微地形条件复杂,这些都给线路的运行带来了不稳定因素。
2.2 故障特点
1)雷击故障
虽然特高压线路自身的绝缘性做得很好,直接遭受雷击的可能性不高,但是,输电线路杆塔高,导线上电压也很高,这样导线上就容易产生向上先导,导线这时就成了闪电的导电棒了。特别在一些海拔极高的地区,电线就在云层中,这种引导作用就愈发明显。理论分析和故障记录表明,特高压输电线路的雷击跳闸事故多是由于雷电直接击中导线造成的。
2)冰害故障
我国的特高压线路覆盖范围广,有北至黑龙江寒带区域,有海拔高达几千米的西藏高原区域,在寒冷的冬季,经常发生输电导线被厚冰冰冻。由于特高压导线分裂数多,横截面积大,故相对于普通输电线路更容易发生冰害。超重的冰块,给杆塔造成了额外的压力,轻则损坏绝缘子和金具;重则导线断裂、杆塔倒塌。2008 年我国就发生大面积的输电线路冰害事故,后果很严重。
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3)污闪故障
近年来,我国很多地区都爆发雾霾天气,在我国新疆、内蒙古地区还经常爆发沙尘暴,这些恶劣的自然环境,给特高压线路带来了严重的污闪问题。遇到极寒天气,这些污闪多发区还有可能爆冰闪灾害,因此在污闪问题频发地区,施工时要采用大吨位、高强度的绝缘子,并定期做好清扫工作。
4)振动和风偏故障
特高压输电线路塔距远、分裂数多、挂点高,这些特点在大风天气时,却成了导致导线剧烈振动的最大“帮凶”。因此在常规的线路铺设时,要安装性能良好的减振阻尼间隔棒。超高度的杆塔和超长的绝缘子串,致使导线在遇到大风时发生风偏事故概率大大增加。特别是悬垂型绝缘子串,其特点是串长长,重量较轻,极易发生风偏故障。因此,途径强风区的线路要注意添加防风偏设计,可以适当采用“V”型绝缘子串,在过轻绝缘子下添加重锤。
3 直流特高压线网的维修以及保护方式
3.1 防止输电线路被雷电劈击的方式
因气候变化产生的雷电经常会对特高压直流电网造成损害。一般情况下,电击损害输电线路的几率与线路避雷设置的安装角度有关。线路上的防雷部分必须控制在一定角度之内,才能降低线路被雷电损害的几率。缩减防雷线路的安装角度,可以有效保护直流特高压输电网络,防止线网出现短路情况。比如,技术人员可以缩减线路接地部分的电阻阻值,提高输电线路的导地速率。要想控制直流超高压导线被雷电损害的几率,技术人员就必须对电网的日常工作情况进行监督维护,定期检查高压导线的防腐性能和地线性能是否完好。一旦发现高压线路中存在损坏部分,技术人员就要立即对线路进行修理。
3.2 加强户外架空特高压线路巡检
输电企业工作人员在实施架空特高压线路巡检过程中,首先要检查输电线路运行环境,对杆塔与导线安全进行检视;其次,要对特高压线路中导地线路进行检查,保证绝缘设备的完整性,一般状况下,特高压输电线路高塔要比地面高出60m,其中有些线塔超出了100m。对此,工作人员在高塔检视过程中,应该利用长焦望远镜或是无人机进行检视。
3.3 利用有机型绝缘材料
为了能够提升特高压输电线路的防潮与防污染能力,应该在特高压导线的安装过程中,运用性能良好的有机型绝缘材料。因为有机型绝缘材料制成的导线能够隔绝液体以及污秽物,避免输电线路由于污染与受潮出现短路问题。若是,特高压输电线路处于潮湿区域或是污染比较严重的地区,电力企业要利用陶瓷材料制成的绝缘设备,同时将PRTV有效涂抹于绝缘设备中,可以避免水分入侵,加强特高压输电线路的防潮性能。
3.4 改进特高压输电线路设备方式
施工企业在进行特高压输电线路安装过程中,一定要综合考虑安装地区的地形,从而选取适宜安装导线的线路。而在勘察地形过程中,一定要把气候多变和降雨量大以及气温相对比较低地区进行标注,这样在绘制安装线路过程中,能够有效避开此区域,避免输电线路遭受冻害。例如,在输电线路安装过程中,必须通过霜冻区域,就必须对设计与安装计划进行修改,选取架设高压电线杆与降低导线间距的方法,确保输电线路运行的安装性。
结束语
特高压直流输电对我国经济发展有着重要的影响,保障输电正常,科学维护输电线路十分必要。我国在特高压直流输电领域研究取得一定成绩,但是仍有着许多实际难题需要解决。输电单位加强和相关科研机构,高校合作,提升运行维护能力将是后期特高压输电线路快速发展的关键。
参考文献:
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[3] 符门科.特高压输电线路运行维护技术的现状分析[J].科技风.2015(14)
论文作者:赵延辉
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/12/1
标签:线路论文; 特高压论文; 导线论文; 高压线论文; 杆塔论文; 绝缘子论文; 过程中论文; 《电力设备》2017年第23期论文;