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(huì)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(guó)的城鎮(zhèn)化發(fā)展速度加快，人口眾多的城市對(duì)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(duì)輸電線路的應(yīng)用簡(jiǎn)要概述;其次，對(duì)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(duì)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(duì)于城市生活造成的影響是不可預(yù)估的，本文針對(duì)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(jí)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(duì)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(guó)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(guó)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(guó)是世界上第一個(gè)擁有高壓直流輸電示范工程輸電線路的國(guó)家，代表著世界先進(jìn)的直流輸電水平，證明我國(guó)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(guó)的人民生活以及社會(huì)生產(chǎn)提供越來越多的便利。盡管如此，我國(guó)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(duì)220kV輸電線路公路現(xiàn)場(chǎng)異常狀況進(jìn)行實(shí)地檢測(cè)

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(chǎng)異常檢測(cè)數(shù)據(jù)中，進(jìn)行時(shí)間的不平衡現(xiàn)象分析，檢測(cè)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(cè)試的過程中通過對(duì)同一時(shí)間的輸送功率與輸出功率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并且經(jīng)過多次統(tǒng)計(jì)形成較為可靠的數(shù)據(jù)。通過對(duì)數(shù)據(jù)的對(duì)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(shí)，流入功率為負(fù)，反之亦然，對(duì)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?？刂蒲b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(duì)于輸電線路不能完善的進(jìn)行輸電，將會(huì)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(duì)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(gè)原因就是老化線路將會(huì)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(duì)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(xiǎn)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(cái)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(duì)投入使用的電纜，沒有進(jìn)行及時(shí)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(shí)，才會(huì)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(huì)越明顯，那么對(duì)于輸電線路的損耗就會(huì)更多，將直接影響輸電線路的功率平衡問題。與此同時(shí)，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(shí)技能的工作人員進(jìn)行輸電線路功率的檢測(cè)，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(duì)線路進(jìn)行修理與維護(hù)，不能進(jìn)行及時(shí)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(jí)過程中缺少專業(yè)知識(shí)的培訓(xùn)與儲(chǔ)備，對(duì)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(jí)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(duì)220kV輸電線路的控制設(shè)備升級(jí)

輸電線路是電力系統(tǒng)中較為重要的組成部分，通過對(duì)電阻R、電抗X、電導(dǎo)G以及電納B四個(gè)不同的代號(hào)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(zhǎng)，這個(gè)數(shù)據(jù)的數(shù)字就會(huì)越大，以此可以計(jì)算出一個(gè)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(duì)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(shí)地對(duì)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(duì)負(fù)荷所需的無功功率的補(bǔ)償，以減少線路對(duì)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(jí)，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(jì)創(chuàng)新更加智能化，提升對(duì)功率的控制強(qiáng)度。與此同時(shí)，國(guó)家電力系統(tǒng)的綜合發(fā)展需要科學(xué)技術(shù)的升級(jí)，完善功率輸出平衡問題，對(duì)人們生活質(zhì)量的提升有著重要的作用。

3.2提升對(duì)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(duì)不同的線路運(yùn)行方式進(jìn)行不平衡的電流檢驗(yàn)，對(duì)不同的線路進(jìn)行運(yùn)行的可靠性檢測(cè)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(chǔ)備的穩(wěn)定性，加強(qiáng)對(duì)調(diào)壓功能的控制，減少功率的損耗程度。重視對(duì)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(huì)損害輸電線路，還可能會(huì)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(jì)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(duì)于早期建設(shè)的輸電線路進(jìn)行排查，對(duì)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(shí)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(shí)的維護(hù)與檢修，升級(jí)電纜的強(qiáng)度，升級(jí)電纜的原材料。然而，220kV輸電線路在我國(guó)的發(fā)展歷史較為久遠(yuǎn)，老化的線路較多，需要對(duì)老化的路段進(jìn)行改造，才能從總體上對(duì)我國(guó)的電力事業(yè)建設(shè)進(jìn)行升級(jí)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(shí)，會(huì)因?yàn)閷?dǎo)線曲率過大，周圍場(chǎng)強(qiáng)過大而產(chǎn)生電暈，電暈在工作過程中將會(huì)產(chǎn)生功率不平衡現(xiàn)象，同時(shí)可能對(duì)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(chǎng)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(jí)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(guó)各地，需要進(jìn)行定期及時(shí)的檢修，可以通過對(duì)新科技的加入來實(shí)現(xiàn)智能化的監(jiān)控工作，減少對(duì)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(cè)，對(duì)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(huì)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(shí)的進(jìn)行修理與檢查。其次，對(duì)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(shí)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(shí)技能掌握，對(duì)于220kV輸電線路的功率不平衡現(xiàn)象有綜合的掌控，對(duì)于故障的原因可以有清晰的認(rèn)知，對(duì)于輸電線路的修理與維護(hù)將會(huì)有更加完善的措施與辦法[4]。

4.結(jié)語(yǔ)

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(duì)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(duì)于輸電線路功率的暫時(shí)性修正不是長(zhǎng)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(shí)關(guān)系到我國(guó)的電力行業(yè)整體創(chuàng)新發(fā)展，關(guān)系到我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)新與居民生活舒適度的提升。

參考文獻(xiàn)

[1]孔令號(hào)，張國(guó)云，楊伯青，劉守瑞，薄孔陽(yáng)，郭策.220 kV輸電線路功率不平衡現(xiàn)象分析[J].河北電力技術(shù)，2018，37（06）：24-26.

[2]劉佳鈺.串聯(lián)補(bǔ)償裝置接入后超特高壓交流線路輸送功率修正方法[J].四川電力技術(shù)，2017，40（01）：42-46.

[3]李京官，和剛.電力系統(tǒng)220kV輸電線路綜合防雷技術(shù)研究[J].電力設(shè)備管理，2019（02）：45-47.

[4]吳寶勇.某220 kV輸電線路直線塔橫隔面振動(dòng)分析[J].廣西電力，2018，41（06）：77-79.