晟皋電氣解析：輸電線路常用“新”技術

    由發電廠向電力負荷中心輸送電能的線路以及電力系統之間的聯絡線一般我們稱為輸電線路。今天我們說的輸電線路新技術其實不新，只能相對我們常規線路來對比應用晚些，這些“新”技術大部分在我們電網成熟應用較多。今天將我們國內的所謂“新”技術的常用輸電線路形式歸納如下：

1、大電網技術

    “大電網”是由多個地方電網或大區電網互聯而成的互聯電力系統、聯合電力系統或統一電力系統。互聯電力系統是將大區電網之間、*之間以少量聯結點同步互聯；聯合電力系統具有協調規劃，并按合同或協議調度的特點。兩個或兩個以上的小型電力系統用電網連接起來并聯運行，即可組成地區性電力系統。若干個地區性電力系統用電網連接起來，即組成聯合電力系統。統一電力系統就是統一規劃、統一建設、統一調度和運行的電力系統。

    大電網具有超高壓、特高壓輸電網架，超大輸送容量和遠距離輸電的基本特征，網內由高壓交流輸電網、超高壓交流輸電網和特高壓交流輸電網，以及特高壓直流輸電網、高壓直流輸電構成分層、分區、結構清晰的現代化電力系統。

    超大輸送容量和遠距離輸電的界限與其相應電壓等級線路的自然輸送功率和波阻抗有關，線路電壓等級越高，其輸送的自然功率越大，波阻抗越小，輸送距離越遠，覆蓋范圍越大，各電網或大區電網互聯關系越強，聯網后整個大電網的穩定性與各電網間故障時互相支援的能力有關，即各電網或大區電網間聯絡線交換功率愈大，越緊密，電網運行越穩定。

    電網是由變電站、配電站、電力線路和其他供電設施所組成的輸電網絡，其中，數量較多的zui高電壓等級輸電線路及相應的變電站構成該網的骨干輸電網架。大區電網是指網中具有調峰能力較強的大型發電廠的電網，如中國的跨省區的6大區域電網，每個區域電網均有網局直調的大型火力發電廠和水力發電廠。

2、緊湊輸電技術

    緊湊輸電技術的基本原理是通過優化輸電線路導線布置、縮小相間距離、加大分裂導線（子導線）間距和增加分裂導線（子導線）數目，使電荷在各導線表面分布均勻、表面場強均勻，以提高導線有效截面，同時使線路電容上升，電感下降，減少線路波阻抗，在相同輸電線路額定電壓等級條件下，可明顯提高自然輸送功率，在無線電干擾和電暈損失等方面也能控制在一個可以接受的水平，從而可減少輸電回路數，壓縮線路走廊寬度、減少用地等，以提高輸電能力的經濟輸電技術。

    緊湊超高壓交流輸電線路與常規輸電線路相比的基本特點是：

    ①相導線采用多分裂結構，并加大了導線間距；

    ②縮小相間距離，為避免風吹導線振動造成相間短路，相間采用間隔棒固定相間距離；

    ③采用相間無構架的桿塔結構形式。

    已采用緊湊型輸電技術的500kV羅百Ⅰ回交流輸電線路，為500kV天廣Ⅳ回輸變電工程的羅平—百色段，是我國*次在高海拔地區、長距離線路中采用這項技術。該輸變電工程于2005年６月投運，目前運行穩定。

    緊湊型輸電技術不僅能明顯提高自然輸送功率，而且每千米少占送電走廊27.4畝，可有效減少林木砍伐、青苗賠償及房屋拆遷量，經濟和社會效益顯著。

    目前，南方電網正在500kV貴州施秉至廣東賢令山、云南500kV德宏等輸變電工程中推廣應用緊湊型輸電技術。

3、高壓直流輸電

    高壓直流輸電易于實現異步聯網；在輸電臨界距離以上比交流輸電更經濟；用相同的線路走廊可比交流輸送更多的電力，因此，廣泛應用于遠距離大容量輸電、電力系統聯網、遠距離海底電纜或大城市地下電纜送電、配電網輕型直流輸電等。

    現代電力傳輸系統通常由特高壓、超高壓直流輸電與交流輸電相互配合構成的。超高壓、特高壓直流輸電技術具有送電距離遠、送電容量大、控制靈活和調度方便等特點。

    對于送電1000km左右，送電容量不超過300萬kW的直流輸電工程，一般采用±500kV電壓等級；當送電容量超過300萬kW，送電距離超過1500km時，一般采用±600kV或以上電壓等級；當輸電距離達到2000km左右時，就需要考慮更高的電壓等級，以充分利用線路走廊資源，減少輸電回路數，降低輸電損耗。

    高壓直流輸電技術是利用大功率電力電子元件，如，高電壓大功率晶閘管、可關斷可控硅GTO、絕緣柵雙極晶體管IGBT等組成整流與逆變設備，以實現高電壓、遠距離電力傳輸。相關技術包括電力電子技術、微電子技術、計算機控制技術、絕緣新材料、光纖、超導、仿真及電力系統運行、控制和規劃等。

    高壓直流輸電系統是由換流閥組、換流變壓器、直流濾波器、平波電抗器、直流輸電線路、交流側和直流側的電力濾波器、無功補償裝置、直流開關設備、保護和控制裝置以及輔助設備等元件（系統）所組成的復雜系統。主要由兩個換流站和直流輸電線組成，兩個換流站與兩端的交流系統相連接。

    直流輸電zui核心的技術集中于換流站設備，換流站實現了直流與交流的相互轉換，換流站包括整流站和逆變站兩部分，整流站把三相交流電變換成直流電的換流站，逆變站把直流線路送來的直流電變換成交流電的換流站。換流閥是換流站中實現直流與交流相互轉換的核心設備。在運行中，換流器在交流側和直流都會產生高次諧波，引起諧波干擾、使換流設備控制不穩定、引起發電機和電容器過熱、干擾通信系統，因此，需要采取抑制措施，在直流輸電系統的換流站中設置濾波器吸收高次諧波，交流側濾波器除吸收諧波外，還提供部分基波無功功率，直流側濾波器用平波電抗器限制諧波。

圖 換流站

圖 三峽—上海±500千伏直流輸電線路

4、特高壓輸電

    特高壓輸電具有送電容量大、送電距離遠、覆蓋范圍廣、節約線路走廊、輸電損耗小、可實現更大范圍的資源優化配置等特點，可以根據電源分布、負載布局、輸送容量、電力交換等需要構成特高壓電網骨干網架。

    特高壓交流和特高壓直流輸電各有優點，一般地，特高壓交流輸電適合于更高一級電壓等級的網架建設和跨大區聯絡線，以提高系統的穩定性；而特高壓直流輸電則適合于大型水力發電基地和大型燃煤發電基地的大容量遠距離輸送，以提高輸電線路建設的經濟性。

    特高壓交流輸電線路屬于均勻長線路，它的特點是沿線的電阻、電感、電容、電導連續均勻分布在整個輸電線路上，在討論問題時，常用單位長度的電阻r1、電感L1、電容C1、電導g1來描述其電氣特性。均勻長線路的特性阻抗和傳播系數常被用以估計超高壓線路的運行待性。 

圖 淮南—上海1000千伏特高壓輸電輸電線路

5、柔型交流輸電系統

    柔型交流輸電系統（FACTS）是綜合利用現代電力電子技術、微電子技術、通信技術和現代控制技術對電力系統的潮流和參數進行靈活快速調節控制，增加系統可控度與提高輸電容量的交流輸電系統。FACTS技術是一種交流輸電新技術，也稱為靈活（或柔xing）輸電控制技術。應用FACTS技術，既可在較大范圍內控制潮流，得到比較理想的潮流分布，又可增強電力系統的穩定度，進而提高輸電線路的輸送能力。

    將FACTS技術應用于配電系統，以改善電能質量，稱為配電系統柔型交流輸電系統DFACTS或稱為用戶電力技術CPT，有的文獻中稱為定質電力技術或定制電力技術。

圖 三相獨立單穩態永磁機構同步斷路器

    同步斷路器又稱選相真空斷路器，它可在電壓或電流的相位完成電路的斷開或閉合，具有選相合、分閘功能，智能化功能，快速合、分閘功能等。

     以上主要根據趙昭、藺鵬兵、丁新、丁豪、宋向前的《輸電線路新技術》編輯整理。圖文版權歸屬原作者，如有侵權請上海晟皋電氣科技有限公司，我們將及時處理。