淺談架空輸電線路輸電損耗的差異及降損措施

王啟成

徐州三新供電服務(wù)有限公司沛縣分公司 江蘇徐州 221600

1 架空輸電線路中常見的輸電損耗

1.1 高壓直流輸電線路損耗

架空輸電線路中高壓直流輸電系統(tǒng)主要包括絕緣介質(zhì)損耗、電阻損耗、直流線損、轉(zhuǎn)換器損耗、電暈損耗、接地系統(tǒng)損耗等。通常而言直流線路損耗占大多數(shù)。在進(jìn)行對(duì)高壓直流的輸電線路的耗損情況進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，傳輸線損耗率就是極其重要的一項(xiàng)指標(biāo)，通過進(jìn)行對(duì)直流輸電線路耗損率的計(jì)算，就能夠知道輸電線路的具體損失。根據(jù)DC損耗線損率公式，由此就能夠明確，線損率和電壓之間是一種反比的關(guān)系，而且還和電流的輸送密度以及傳輸?shù)木嚯x之間是一種正比的關(guān)系。在這種關(guān)系中，如果電壓是恒定的，則傳輸線的線損率，線電流密度和傳輸距離之間的線性關(guān)系是線性的。除了與電壓，導(dǎo)體電流密度和傳輸距離的密切關(guān)系之外，HVDC傳輸線的傳輸線損耗率與傳輸功率直接相關(guān)，并且與傳輸功率成比例，即DC傳輸線的傳輸功率越大則線損率越高[1]。

1.2 高壓交流輸電線路損耗

在架空輸電線路當(dāng)中，導(dǎo)致交流輸電線路的耗損最為主要的三個(gè)方面分別是集膚效應(yīng)、無功功率耗損以及電暈放電耗損，在交流輸電線路的日常運(yùn)行過程當(dāng)中，這幾個(gè)方面就會(huì)受到一定的影響，從而導(dǎo)致導(dǎo)線電流以及大地電流就會(huì)出現(xiàn)電流集中的現(xiàn)象。而交流電也是導(dǎo)致屈服效應(yīng)出現(xiàn)的主要原因，因此這種現(xiàn)象就是與交流密切相關(guān)的集膚效應(yīng)，隨著交流頻率的增加效果越來越強(qiáng)。當(dāng)AC傳輸線的集膚效應(yīng)變得更加明顯時(shí)，電流集中在靠近電線外部的薄層中。在集膚效應(yīng)的影響下，AC傳輸線的電流集中在一個(gè)位置，因此通電時(shí)導(dǎo)體的有效截面積變小，依據(jù)電流、電阻以及電壓之間的各種關(guān)系，導(dǎo)致電流的截面面積越小的話，就會(huì)導(dǎo)致電阻變得越來越大，而隨著導(dǎo)線的電阻變得越來越大，就會(huì)相應(yīng)的導(dǎo)致輸電線路的公路耗損變得越來越大。

2 架空輸電線路輸電損耗的差異分析

如上所述，架空傳輸線的傳輸損耗包括兩種類型：高壓直流傳輸損耗和高壓交流傳輸損耗。這兩種傳輸損耗具有共性和差異。共同的特征是直流傳輸損耗和交流傳輸損耗都包括電阻損耗和電力。光環(huán)損耗，差異體現(xiàn)在很多方面：（1）在直流輸電線路的耗損過程中，還存在著空間電荷效應(yīng)以及極性效應(yīng)，并且直流輸電線路在運(yùn)行的過程當(dāng)中，因?yàn)槭艿綒夂蛞蛩氐挠绊懀瑢?dǎo)致所產(chǎn)生的電暈耗損也是要小于交流輸電線路的耗損。（2）直流輸電線路的電壓分布穩(wěn)定，穩(wěn)態(tài)無電容電流，因此容抗和電抗無電容損耗；并且AC傳輸線由于趨膚效應(yīng)而具有無功損耗。（3）直流輸電線只有兩根導(dǎo)線，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，導(dǎo)體電阻相對(duì)較小，截面積利用率高，無集膚效應(yīng)，交流輸電線路每根導(dǎo)線使用三根導(dǎo)線。傳輸功率低于DC線傳輸功率，因此傳輸線上的電阻損耗小于AC傳輸線的電阻損耗[2]。

3 架空輸電線路應(yīng)采取的降損措施

3.1 高壓直流輸電線路的降損措施

考慮到HVDC傳輸線的傳輸損耗主要來自電阻損耗的事實(shí)，可以采取以下措施來減少DC線部分的損耗：（1）適當(dāng)?shù)亟档途€路的電流密度。依據(jù)電力企業(yè)實(shí)際的供電需求以及進(jìn)行架空輸電線路的實(shí)際電壓等級(jí)，在通過結(jié)合人們對(duì)于用電的高低峰時(shí)間段，要是電力的傳輸距離較近的話，則可以通過降低電流運(yùn)輸?shù)拿芏葋頊p少電力資源的耗損，這主要是因?yàn)橹绷鱾鬏斁€路對(duì)電力資源的耗損和電流的傳輸密度成正比，線電流密度越小，線損率越小，即傳輸線損耗越小，因此直流傳輸線損耗可以是通過降低線電流密度在一定程度上減小。（2）通過對(duì)直流輸送電力的方式進(jìn)行改進(jìn)，加大直流輸電的電壓，增加輸電功率。直流輸電線路的損耗率與輸電功率直接相關(guān)。傳輸功率越大，線路耗損率越小。當(dāng)導(dǎo)體的電流密度固定時(shí)，增加直流傳輸電壓可以有效地降低線損率，以及電流密度和功率傳輸。而且因?yàn)樗碗娋嚯x和電流的密度之間呈現(xiàn)一種反比的關(guān)系，導(dǎo)致因?yàn)檩旊姷木嚯x越遠(yuǎn)，密度越小，則產(chǎn)生的電力耗損則相應(yīng)的越小。所以，為了有效的減少在電力資源的傳輸過程中的耗損，可以通過加大傳輸電壓的方式，實(shí)現(xiàn)這一目的。

3.2 高壓交流輸電線路的降損措施

由于無功功率損耗，以及趨膚效應(yīng)和電暈消耗是導(dǎo)致電力資源在運(yùn)輸中耗損的主要影響因素，所以要減少對(duì)電力資源的耗損，可以從這幾個(gè)方面著手，（1）減少電暈放電損失。AC傳輸線的調(diào)光電壓與子線的半徑和導(dǎo)體的分割數(shù)成比例，并隨著子線的半徑和分割數(shù)量的增加而增加。因此，選擇有效面積大的導(dǎo)體，或者請(qǐng)使用這種情況可以有效地減少AC傳輸線的電暈損失。（2）削弱趨膚效應(yīng)。交流傳輸線的集膚效應(yīng)由交流電產(chǎn)生，并且彼此絕緣的多條細(xì)線被捆扎以代替相同橫截面的粗線，從而改變交變磁場(chǎng)并形成導(dǎo)體的內(nèi)部。從而使得電阻變小，相應(yīng)的輸電耗損也就會(huì)變小[3-4]。

4 結(jié)語

隨著人們的堅(jiān)持努力，架空輸電耗損的問題也是得到了一定的緩解，但是在實(shí)際的電力輸送過程中，因?yàn)闀?huì)受到惡劣的工作環(huán)境，人為因素再加上社會(huì)因素以及軌道本身等等的影響，傳輸損失仍然是不可避免的。因此就需要不斷的加強(qiáng)對(duì)減少輸電線路耗損方法的研究，從而盡可能的減少電力資源在運(yùn)輸中的耗損。