重庆电网提高220kV线路输送容量的试验研究.pdf

中国电机工程学会第十届青年学术会议·吉林 - 3112 - 重庆电网提高 220kV 线路输送容量的试验研究 印华 白云庆 王勇 吴高林 (重庆电力科学试验研究院 重庆市 400015) 摘要： 提高导线允许温度是提高线路输送容量的有效和经济的途径。重庆电力公司在实际运行的电网中开展了提高线 路输送容量的试验，220kV 单线线路的最高输送负荷为 380MW，突破了 250MW 的限额。试验表明，将允许温度提高到 80 ℃，导线及配套金具的强度仍然满足要求，但线路金具的接触状况和与线路相连的一次设备的通流能力是提高线路输送容量 的薄弱环节。在线测温装置可以作为提高线路输送容量的监视手段。本文提出的导线温度升高后的电网改造措施保证了试验 的顺利进行，对同行具有积极的参考作用。 关键词：输电线路；导线允许温度；输送容量；线路弧垂；在线测温 1 前言 随着城市经济的快速发展，一方面，城市的用电量急剧增加；另一方面，线路走廊越来越紧张。而由 于电源点分布的不均衡导致电力负荷输送的“瓶颈”问题在部分经济发达的大中城市已经非常突出。提高 输电线路的输送容量已经成为迫切需要解决的问题。提高线路的输送容量主要有串补技术、紧凑型输电技 术、采用耐热导线等技术 [1-4] 。但是上述几种方案都需要重新架设线路或者增加新设备。我国现行规程规定 普通钢芯铝绞线的发热允许温度为 70℃，若提高导线的允许温度不需要增加任何投资，见效快，是提高已 建线路输送容量的有效措施 [5-9] 。 重庆市电力公司围绕提高导线允许温度开展了大量的研究工作，本文介绍了增加线路输送负荷的试 验，供各位同行参考。 2 导线载流量的计算 英国摩尔根公式考虑影响载流量因素较多，并有实验基础，但计算过程较为复杂。我国电力行业标准 采用简化的摩尔根公式计算导线载流量 [10] ，如式（1）所示。 dtt SSaa RK DIttSDVDIt αθπεθ ?+++++= ))273()273(()(92.9 44485.0 （1） 其中，θ 为导线载流时温升；V 为风速；D 为导线外径；ε 为导线表面辐射系数； sI 为日照强度； S 为斯蒂芬-包尔茨曼常数； at 为环境温度； sα 为导线吸热系数； tK 为导线温度为θ + at 时交直流电阻比； dtR 为导线温度为θ + at 时的直流电阻。 以 220 千伏线路常用的 LGJ—400/35 为例进行计算，边界条件为：V=0.5m/s、Is=1000w/m 2 、ε =0.9、 sα =0.9 计算。结果见表 1。 表 1 LGJ—400/35 导线在不同环境温度和导线允许温度下的载流量 (单位：安培) 环境温度 ℃ 导线温度℃ 0 5 10 15 20 25 30 35 40 70 1040 997 951 902 850 793 731 663 586 75 1082 1041 998 952 904 852 795 734 666 80 1121 1082 1042 999 954 905 853 797 736 85 1159 1122 1084 1043 1000 955 907 855 800 90 1195 1160 1123 1085 1045 1002 957 909 858 根据上面的计算结果来看，环境温度为 40℃，风速为 0.5m/s 时，导线温度从 70℃升高到 80℃，线路 的输送容量提高 25.6%。调度对于线路输送容量的限额就是考虑导线的允许温度为 70℃，及本地区的气象 条件，根据式（1）计算的一个结果。重庆地区对所属 220kV 单线线路的输送容量夏天的限额为 250MW，冬 天的限额为 280MW。如果将导线允许的工作温度提高，那么线路输送负荷的限额也就会相应的提高，能够 中国电机工程学会第十届青年学术会议·吉林 - 3113 - 在不增加投资成本前提下，较好的解决电力负荷输送的“瓶颈”问题。 3 导线及连接金具的强度试验 将普通钢芯铝绞线的发热允许温度提高以后，其强度是否满足相关的要求，需要通过试验来验证。因 此，从线路上取样了一段导线，对其进行相关的机电试验。试验结果表明：导线常温及 80℃高温下的抗拉 力均满足标准要求；导线配套金具 80℃时握力满足标准要求；导线长期耐热性试验满足要求；导线在 80 ℃下 1000 小时后的高温蠕变量引起的弧垂变化与温度升高 34℃的变化相当。 从试验结果中可以看出，导线温度从 70℃升高到 80℃是完全可行的，导线和配套金具的强度满足使 用要求，需要注意导线温度升高后高温蠕变引起的弧垂增量，并对耐张线夹与引流线夹的连接处进