我国特高压输电线路的相导线布置和工频电磁环境精Word文档下载推荐.docx

我国特高压输电线路的相导线布置和工频电磁环境精Word文档下载推荐.docx

《我国特高压输电线路的相导线布置和工频电磁环境精Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《我国特高压输电线路的相导线布置和工频电磁环境精Word文档下载推荐.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

（中国电力科学研究院，北京市海淀区100085）

PHASECONDUCTORCONFIGURATIONANDPOWERFREQUENCY

ELECTROMAGNETICENVIRONMENTOFUHVTRANSMISSIONLINESINCHINA

SHAOFang-yin

（ChinaElectricPowerResearchInstitute，HaidianDistrict，Beijng100085，China）

ABSTRACT：

ThestrategyandmeasuresforsolvingthepowerfrequencyelectromagneticenvironmentproblemsindevelopingtheirUHVtransmissionlinesinformerUSSR,JapanandtheUSarebrieflyintroducedandanalyzed.Basedontheconstructionandoperationexperiencesgainedfrom500kVtransmissionlinesinChinaanewphaseconductorconfigurationscheme（compactlinewithversetriangleconfigurationofphaseconductorsisproposed.DistributionsofpowerfrequencyelectricfieldandmagneticfieldfortheabovementionedthreetypesofUHVtransmissionlinesabroadandthatoftheproposedschemetobedevelopedarecalculatedunderthesamecontrolcondition.TheobtainedresultsshouldbehelpfulinchoosinganddeterminingthephaseconductorconfigurationandthetypeoftowerofthefirstUHVlinesinChina.KEYWORDS：

Powersystem；

Highvoltageengineering；

UHVtransmissionline；

Compacttransmissionline；

Electromagneticenvironment；

Powerfrequencyelectricfield；

Powerfrequencymagneticfield

摘要：

介绍了前苏联、日本和美国的特高压输电线路的研发简况、国外解决工频电磁环境问题的不同做法以及我国解决500kV线路工频电磁环境的措施。

在相导线对地距离和输送电流相同的条件下，对国外已研发的三种特高压输电线路和作者建议研发的紧凑型特高压输电线路的工频电场和磁场分布进行了计算和比较，所得分析结论可为我国特高压输电线路的相导线布置选型提供参考依据。

关键词：

电力系统；

高电压技术；

特高压输电线路；

紧凑型线路；

电磁环境；

工频电场；

工频磁场

1引言

我国国民经济的持续高速增长对电力的需求

量在不断增加，根据国网建设有限公司的规划，近几年内将建设1000kV特高压输电线路。

美国、前苏联、日本和意大利等国已于20世纪70年代初先后开展了特高压输电工程建设的研究工作，由于各国的国情不同，各国研制开发适用于本国的特高压输电线路的相导线布置及塔型相差较大。

我囯的特高压输电线路应采用哪一种相导线布置和塔型是一个值得研讨的问题。

在环境保护方面，针对如何解决工频电场和磁场环境问题，各国的做法差别也很大。

特高压输电线路的电磁环境问题主要涉及工频电场和磁场、无线电干扰和可听噪声等方面，在满足可听噪声和无线电干扰的限值方面，各国的一致做法是增加相导线分裂根数和减小导线表面场强。

本文结合我国国情，从改善输电线下工频电磁环境的角度考虑，建议我国的特高压输电工程采用相导线倒三角布置紧凑型输电线路，还对国外已开发和研制的三种相导线布置方式和本文建议采用的紧凑型相导线布置方式的线下工频电场和磁场分布进行了计算比较，为最终确定特高压输电线路的相导线布置方式和塔型提供参考依据。

2国外特高压输电线路的建设情况

2.1前苏联

前苏联于20世纪70年代开始研究特高压，至1981年共建设了1150kV特高压线路2346km：

埃基巴斯图兹－科克切塔夫线段长500km，于1985年建成，并按额定电压投运；

科克切塔夫－库斯坦奈线段长390km，于1988年建成并投运，后因苏联解体，负荷需求改变，于1989年全线降压为

2PowerSystemTechnologyVol.29No.8

500kV运行[1-3]，该线路曾是世界上按额定电压正式运行过的唯一特高压输电线路。

前苏联的特高压输电线路中相导线为水平排列，每相最初采用8×

AC330/43分裂导线，分裂间距为0.4m，分裂导线的外接圆直径为1.02m。

为减轻中相导线穿过铁塔时局部线段导线表面电场强度的增加，将长约22m一小段的中相悬挂点分裂导线由8分裂改为10分裂。

杆塔采用拉V塔，两边相和中间相分别采用悬垂和V型绝缘子串，相间距为24.2m，杆塔的外型和主要尺寸如图1（a所示。

长期运行情况表明，电晕损失较大，特别是天气较差时。

在后建的输电线路中相导线采用8×

AC400/53分裂导线，分裂间距不变[3]。

线路跨越等级公路时地面电场限值取为12kV/m，导线对地距离为21m；

线路通过无人居住区时（但人类活动能达到的地区）地面电场限值取为15kV/m，导线弧垂最大时对地距离为18.5m。

架空地线采用2×

AC70/72型双分裂钢芯铝绞线，分裂间距为0.4m。

2.2日本

日本自1973年10月开始研究特高压输电技术，于1988年开始动工建设特高压输电工程，到1995年已建成1000kV特高压输电线路350km。

已建成的两段线路先后于1992年4月和1993年10月降压为500kV运行，未完成的部分在继续建设[4-6]。

日本的1000kV特高压输电线路采用同杆双回线路，每相导线采用8分裂结构，分裂间距为0.4m，分裂导线外接圆直径约为1.04m。

根据不同线路段的输送容量，8分裂导线的单根导线可分别选用610mm2、810mm2、940mm2和960mm2等钢芯铝绞线。

双回路铁塔上架设了两条具有负保护角的架空地线，地线采用良导体以提高防雷效果，地线为空芯绞线结构，内芯敷设5根光纤用于传递通信和控制信号。

各相绝缘子均为悬垂串，每串约40片，长约7.8m（根据线路所处地区和绝缘子的型号略有差别），直线塔的相间距离为20m，耐张塔的相间距离为17.5m[5,6]。

特高压同杆双回线路的直线铁塔外型如图1（b所示。

2.3美国

美国邦维尔电力局（BPA）曾计划建设1100kV电压等级输电线路，还曾设计了相导线正三角型布置的自立式铁塔，该塔高60m，宽56m，在试验站建立了试验线段进行了试验运行，铁塔的主要尺寸及外型如图1（c所示[7]。

第29卷第8期电网技术3

频电场控制到足够低需大幅抬高导线对地距离，由于输送距离不长，日本经济是足以承受的。

我国的特高压输电距离很长，采用日本的办法在经济上的花费很大，且日本的特高压输电线路虽已建成多年，尚无全电压运行经验，也不宜直接搬用。

美国BPA研制的1000kV特高压输电线路是正三角布置，与前苏联水平布置的特高压输电线路相比，线路走廊可以减小，但铁塔较高，为将线下工频电场限制到适合于农业劳动，还需要通过抬高导线对地距离来实现。

这种线路仅通过了试验站内试验，还未用于实际工程。

3关于我国交流特高压输电线路相导线布置方式的建议

3.1建议采用相导线倒三角布置的紧凑型线路

以上三种特高压输电线路，按相导线布置方式来分类，可区别为相导线水平布置、正三角布置和同塔双回线路，它们都是高压和超高压输电线路中经常见到的。

中国的特高压输电线路如准备采用其中一种，还需根据我国具体国情重新考虑和设计塔型、塔高和相间距等。

根据我国已建的高压和超高压输电线路运行经验和我国的国情，还应考虑采用相导线倒三角布置的紧凑型输电线路。

3.2采用相导线倒三角布置的紧凑型线路的原因3.2.1可大幅度改善线下及周围的工频电场和磁场环境

（1）国外改善输电线路工频电场对环境影响的做法

美国。

为防止输电线路线下及附近工频电场对人造成不良影响，对500kV及以上电压等级的超高压输电线路允许电力公司征购线下一定宽度的土地，被征购的走廊内和走廊边缘地区的工频电场都有明确限值，走廊内最大工频电场限值一般为10kV/m，走廊边缘的工频电场限值各州各有规定，从而使相应的走廊宽度也有较大差别[8]。

各州走廊边缘的电场限值参见表1。

表1美国各州500kV和750kV输电线路走廊边缘电场限值Tab.1Thethresholdvalueforelectricfieldaround500kV

and750kVtransmissionlinesregulated

bydifferentstateofUSA

州名

佛罗里达蒙大拿纽约新泽西电场限值/（kV/m

2.0

1.0

1.6

目前美国还没有正式运行的特高压输电线路，在早期研制阶段，有关于特高压输电线路电磁环境的文献建议特高压输电线路走廊边缘工频电场限

值取为4kV/m。

前苏联。

由于土地国有不存在征购线路走廊问题，考虑到超高压和特高压输电线路输送距离长，为减少线路建设费用，线下电场取值较高，最大电场限值为15kV/m。

为防止电场对人造成不良影响，在线路经过无人居住但人类活动可以到达的地区，将线下的一定宽度范围划定为防护区，防护区内不允许有永久和临时性住房，防护区边缘设有警示牌要求人们不要在防护区内长时间停留[9]。

对于交流1150kV线路，限制人员进入的防护区边缘电场限值为1kV/m，总宽度约为160m[1]。

日本。

由于国土狭窄人口密集，输电线路很难避开人员经常活动的地区，因此输电线路线下工频电场的限值比美国和苏联低很多，例如500kV线路跨越公路时工频电场限值规定为3kV/m，跨越农田时电场限值约为4~5kV/m。

日本减小线下及其附近工频电场的办法主要是大幅提高导线对地距离，同时并辅以同塔双回路采用逆相序布置。

1100kV同塔双回线路采用逆相序布置后，为确保跨公路和人员可进入地区的线下工频电场限值达到3kV/m限值，导线对地最小距离为42m[5]。

（2）中国紧凑型输电线路的线下工频电场和磁场

我国规定500kV输电线路的线下工频电场限值为：

跨越农田时取10kV/m，跨越公路时取7kV/m。

今后将建的1000kV输电线路线下工频电场仍应维持上述限值不变。

目前500kV常规单回和同塔双回输电线路通过适当抬高相导线对地距离来滿足上述限值。

为在不增加导