输电线

输电线路动态增容技术在智能电网中的应用1. 前言 向可持续和环境友好型能源供应过渡对社会和工业都是一个挑战，而电网正成为一个瓶颈。同时，随着社会经济持续快速增长，用电负荷增长迅速，而输电线路的输送容量受到热稳定限额的制约，远不能满足实际需求。然而，扩建电网既费时又费钱。但实际上，已经有可能通过依赖天气的架空线路运行来提高现有容量的利用率，简而言之：输电线路动态增容（DLR— Dynamic Line Rating）。 输电线路动态增容技术是在保证系统稳定、设备安全的前提下，通过对线路的运行状况和外界环境进行实时监测和分析，实时计算出满足热稳定限额的最大输送容量，并根据计算结果进行实时调整输送容量，充分利用线路客观存在的隐性容量，提高输电线路的输送能力，同时减少输电设备的投资。动态增容技术在不突破现行技术规程规定的条件下，可保证系统稳定和设备安全运行，因此有很强的实用性，对满足社会经济快速增长有着积极的作用。2. 影响输送容量的因素 输送容量由载流量决定。载流量是在规定条件下，导体能够连续承载而不致使其稳定温度超过规定值的最大电流。导线温度的变化受发热功率和散热功率决定，发热功率包括：太阳光照射吸热、电流作用热、磁滞损耗等，散热功率主要包括有空气流动引起的热量流失、导线自身向外界辐射的热量等。综上，导线实际输送容量或载流量主要与 2 个因素有关：Ø 自然因素o 风速风向、温湿度、太阳总辐射，导线温度等Ø 导线的物理性能。o 导线的吸收系数、辐射系数、最大允许温度、导线直径、阻抗等 图1 影响线路载流量的环境因素 导线的物理性能不在本文的讨论范畴。导线随着温度的升高而膨胀，线路下垂，产生弧垂现象，垂度同时受到线路的电流负荷和线路周围的小气候的影响。为了更好地监控弧垂和净距控制，需要对线路周围的小气候进行智能可靠的监测，监测因素包括：大气温度、光辐射、风速等。下面展示了几个要素对输送容量的影响程度：Ø 大气温度F 2 ℃的波动 – 约±2% 容量F 10 ℃的下降 – 约+11% 容量Ø 光辐射F 云遮挡 – 比较小F 日食 – +18% 容量Ø 风速提高1m/sF 45゜ – 约 18% 容量F 90゜ – 约 23% 容量 图2风速对等电流线路温升的影响 图3风对线路的影响 从图2可以看出，风速越大，线路的温升越小；反之，风速越小，温升越大。图3直观的展示了受风影响的一段线路，温度较低，线会更加紧绷；相反，在无风或弱风状态下的线路，温度更高，线会变得更松弛，弧垂越严重。3. 输电线路动态增容的概念 在有利的天气条件下，导体能承受高达约150%的电流负荷增加或更高。为了保证极端条件下的安全运行，德国电网运营商根据所谓的标准仲夏天气条件计算了很长一段时间，即：在静态环境下，温度35°C（95°F），风速0.6米/秒的弱风和900瓦/平方米的强太阳辐射。在中欧地区，这种情况在一年中的只有几天而已。因此，在所有其他时间里，线路可以承受更大的电流负荷。输电线路动态增容的目标是使用这些以前未使用的容量，在不突破现行技术规程规定的条件下或不超过静态容量前提下，来提高传输容量，充分利用传输线路。 图3 输电线路动态增容的示意图 从图3很清晰地看出，一个比较长的时间段里（如：1年）， 可以利用的未使用的容量是非常巨大的。在使用过程中需要注意以下几点：一、实时地确定可以利用的真实动态容量；二、提高系统的可靠性；三、优化电网的时效。4. 动态增容监测系统的系统结构 输电线路动态增容实时在线监测系统，就是利用传感器采集这些自然因素，结合导线的物理性能 计算出导线的实时载流量，分析并计算出输电线路的隐性容量。动态增容在线监测系统，共包括 3部 分：采集终端、动态增容主站和数据存储服务器。其中，采集终端包括：机箱、供电、数采、传输模块、各类传感器和摄像头。 5. 气象要素监测解决方案 导体温度直接接触测量固然是一种方案，但是受外界强电磁干扰等因素，测量难度大。外界环境因素测量是对导体温度直接测量的补充，同时，优化动态容量实时调整提供数据支撑。OTT Hydromet公司是一家专业的气象水文系统解决方案服务商，以下产品可以很好的服务于电网动态增容系统里。Ø 气象传感器Lufft WS501，集成度高，用于测量温度、湿度、气压、太阳辐射、风速和风向Ø 安装在桅杆上，尽可能精确地测量导线上的主要条件；Ø 用于可靠数据收集和存储的Sutron XLink 500数据记录器； Ø 电源和通信由专门设计的OTT 机柜提供，由太阳能电池板供电；

p style=" TEXT-ALIGN: center" 　 img title=" 输电线.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/noimg/60332b7b-cc86-4387-906a-a1466c66780f.jpg" / /p p 　3月24日，在220千伏莱孟I线停电检修工作现场，国网莱芜供电公司输电运检人员正在使用X射线探伤仪，对输电线路进行无损检测。 /p p 　　对输电线路进行X射线无损检测是莱芜供电公司输电运检人员在线路检修中的一项创新工作。X射线探伤仪分探测器和操控箱两部分，作业人员将探伤仪架设到杆塔引流板、耐张线夹等部位，在杆下操控操控箱，对线路相应部件进行X光照射，并拍摄影像，通过影像分析来检测引流线内部是否存在隐性缺陷。 /p p 　　在本次检修中，作业人员探伤检测耐张管156组，并对探伤检测发现的三处耐张管隐患进行了及时处理，为输电线路安全可靠供电又提供了一道保障。 /p

近日，在武威市凉州区金河镇郑家庄村境内的330千伏雷凉二线106号铁塔下，国网武威供电公司输电运检中心智能运检班班长宗殿杰操控着无人机缓缓升起，在距离导线压接管连接部位5米处进行测温。这是国网武威供电公司首次将无人机自主红外测温技术应用在输电线路运维工作中。据了解，以前的传统手持测温，测距远、信号不稳，检测精确度不高。如今，无人机自主红外测温可将测温距离缩小到5米，在第一时间发现导线发热的部位，近距离获取设备的准确温度，通过清晰的热成像图像将温度数据反馈给后方运维部门。技术人员对线路导线、绝缘子串、引流线、线夹以及各侧连接点等部位测温数据进行判断分析，快速处理缺陷，保障输电线路安全运行。“无人机自主红外测温技术的成功运用，提高了输电线路精细化巡检的工作效率和‘诊断’准确率。”国网武威供电公司输电运检中心党支部书记李文龙表示，公司将持续加强无人机智慧巡检领域的探索，积极推进“立体巡检+集中监控”的线路运维模式，进一步完善输电全景智慧管控平台，常态化、系统化开展无人机红外测温工作，为输电线路安全稳定运行保驾护航。