于家棋 鄭玉浩

摘 要：分析了特高壓緊湊型輸電線路的原理及關鍵電磁參數(shù)。與常規(guī)線路相比，特高壓緊湊型輸電線路自然傳送功率提高，線路走廊寬度壓縮，地面場強、無線電干擾、可聽噪聲以及波阻抗均有減小趨勢。實例表明電壓等級相匹配的緊湊型電磁參數(shù)的最優(yōu)選擇對未來輸電的經(jīng)濟性和安全性發(fā)展有重要研究意義。

關鍵詞：特高壓；緊湊型輸電線路；電磁參數(shù)

輸電線路工程項目中，電氣相關的參數(shù)主要有電磁環(huán)境，線路工頻參數(shù)，自然功率等參數(shù)。其中，在采用1000kV級特高壓輸電時，電磁環(huán)境問題是影響其可行性的關鍵問題之一。與500kV線路相比，1000kV級特高壓輸電線路電壓高、導線大（截面大，多分裂）、鐵塔高、線路走廊寬等，其電磁環(huán)境將與500kV的情況相比問題更加嚴重[1]。緊湊型輸電線路具有自然傳輸功率高、幾何均距大、不平衡度低和走廊利用率高等[2]優(yōu)點，可以解決特高壓產生的環(huán)境問題。緊湊型線路作用的發(fā)揮主要取決于電磁環(huán)境參數(shù)的優(yōu)化設計[3]，諸如：子導線表面場強、起暈場強、波阻抗、可聽噪聲、無線電干擾等。下面將介紹這些參數(shù)的概念以及原理。

1 關鍵電氣參數(shù)的分析

1.1 子導線電荷

導線表面電場強度的計算直接關系到線路造價、經(jīng)濟運行和對周圍環(huán)境的影響程度，是輸電部門和線路設計所關心的主要問題之一，因此要求采取盡可能準確的計算方法。而線路的設計向著緊湊型的方向發(fā)展，這就對導線表面電場強度的計算精度提出來更加嚴格的要求。

為了計算特高壓交流緊湊型輸電線路的電暈特性（包括無線電干擾、可聽噪聲等），一般采用逐次鏡像法計算導線表面場強，子導線表面場強求解不考慮相間的影響。設導線上的鏡像實部電荷產生的垂直場強和水平場強分別為ERV和ERH，虛部電荷產生的垂直場強和水平場強分別為EIV和EIH；對于導線表面，各點場強可直接按下式求得：

1.2 導線表面起暈場強

導線會在高電壓作用下起暈，其表面的氣體被局部電離，此時產生脈沖電流，其能量以電磁波的形式直接輻射，造成能量損失，同時其產生的脈沖電磁波對無線電和高頻通信都會形成干擾。導線表面起暈場強利用匹克定律計算：

1.3 波阻抗

波阻抗是描述傳輸線性能的一個重要參數(shù)，傳輸線的波阻抗是同相電壓、電流行波相量的比值，其值取決于線路參數(shù)和傳輸線上的電磁波的頻率。一般情況下，架空線路的波阻抗大小為300～400Ω，而電纜線路則的介電常數(shù)，所以電纜的波阻抗比架空線路的波阻抗小，常用的電纜波阻抗有75Ω和50Ω兩種。

1.4 可聽噪聲

有電暈放電時，在輸電線路的導線上出現(xiàn)了一種新的噪聲源，引起了線路設計人員的關注。濕導線可聽噪聲指的是L50值（測量時間內的50%所超過的噪聲級，通常稱為50%值）。可聽噪聲的求解應使用線路的最高運行電壓即1.10UN，以高運行電壓相量計算得出對應的電荷矩陣，從而求出電位梯度的最大值。濕導線時的可聽分單相噪聲：單相線路可聽噪聲的A聲級：

1.5 無線電干擾

求解無線電干擾一般采用激發(fā)函數(shù)法[4]。激發(fā)函數(shù)法基于高壓試驗線段或電暈籠測量而得的大雨條件下的激發(fā)函數(shù)，通過一定的模量變換，得出各相導線的脈沖電流，再獲得這些電流產生的場，即無線電干擾。國家電力行業(yè)標準關于高壓架空送電線路無線電干擾的激發(fā)函數(shù)計算法的描述如下：在大雨條件下的激發(fā)函數(shù)公式：

2 緊湊型線路電氣參數(shù)實例

由國家電網(wǎng)公司主持的項目“750kV同塔雙回緊湊型交流輸電線路關鍵技術研究”取得了一系列顯著的成果和大量的數(shù)據(jù)。對于750kV單回緊湊型輸電線路，現(xiàn)有三組單回輸電線路導線型式：8×LGJ-400/35、8×LGJ-400/50、8×LGJ-500/45，分別計算三組導線型式下所對應的Em/E0、地面場強、無線電干擾、可聽噪聲、波阻抗。得出的結論是：當分裂間距S增大時Em/E0、地面場強、無線電干擾、可聽噪聲均有增大趨勢，而波阻抗有減小趨勢；當子導線半徑增大，Em/E0、地面場強、無線電干擾、可聽噪聲以及波阻抗、均有減小趨勢。

3 結束語

緊湊型輸電線路的參數(shù)的設計為特高壓輸電線路建設提供了理論依據(jù)。根據(jù)以上電氣參數(shù)指標的分析可以看出在設計線路時應從實際出發(fā)，多方面考慮其技術特性，從實際經(jīng)驗計算角度解決地面場強、無線電干擾、可聽噪聲以及波阻抗等高壓環(huán)境附帶問題。從安全和經(jīng)濟角度看，緊湊型輸電技術是提高我國特高壓交流系統(tǒng)輸電容量的可行途徑。

參考文獻

[1]郭琳霞，龔有軍.750kV緊湊型輸電線路導線表面電場強度優(yōu)化[J].電力建設，2011，32（6）：35-38.

[2]王佼，丁莉.500KV架空輸電線路工程造價主要影響因素分析[J].東北電力大學學報，2012，32（5）：13-15.

[3]華北電力集團公司超高壓局.我國第1條自行研究建設的500kV緊湊型輸電線路投產運行[Z].1999，11：62-62.

[4]唐劍，楊迎建，李永雙.特高壓交流輸電線路電暈效應的預測方法Ⅱ：無線電干擾[J].高電壓技術：2010，36（12）：2942-2947.

作者簡介：于家棋（1989-），男，吉林吉林人，碩士研究生，主要從事特高壓交流輸電技術方面的研究。