交流输电线路

为展示输电领域关键技术创新成果，交流输电线路安全可靠运行经验，推动输电线路建设、运行维护和管理高质量发展，中国电力企业联合会科技开发服务中心联合中国电力企业联合会标准化管理中心和国家技术标准创新基地（智能电网）以“智慧输电、安全高效、绿色发展、标准赋能”为主题，定于2023年8月3-4日在安徽省合肥市组织召开第十届输电技术大会。

国网宁波公司输电中心，管辖架空输电线路785条，线路长度7964.709km。其中500千伏交流输电线路41条，长度1542.2km。宁波位于东南沿海，山地平原面积比为6：4，运行环境复杂，输电六防均有典型场景。基于现状，国网宁波公司积极推进输电线路的数字化转型，推进无人机、智能监控装置的机器替代，打造“立体巡检+集中监控”的输电线路运检新模式。积极推进全业务核心班组建设，始终坚持输电线路检修能力不退化，带电作业能力有提升，2022年全年持票完成三级风险作业103项，四级风险作业606项，2023年2月完成500kV等电位作业合成绝缘子更换工作。

输电线路电磁环境是社会公众高度关注的问题，经常发生邻近居民阻止项目建设、投诉电磁环境伤害的纠纷事件。电磁环境已经成为电网建设及运营、电力供应的重大外部制约因素。电晕放电和电磁环境控制措施是在输电线路设计与建设阶段实施的，然而，输电线路投运后导线表面持续积污，表面状态粗糙度持续改变，引发电晕特性持续改变，电晕放电恶化，电磁环境劣化甚至超标，但目前不掌握定量性的变化规律，亟待解决；电磁环境预测是线路设计中极为重要的关键环节，目前工程上通用的平面镜像法缺乏对复杂状况的预测能力，需要补充提高；电磁环境纠纷往往起源于对电磁环境的过度忧虑，消除疑虑的人体电磁感应评估技术有待发展提高。 针对上述技术需求开展攻关，本项目提出了电网长期运行实际导线表面状态的定量测试方法，建立了长期运行导线表面特征图谱库，取得了以往未知的长期运行导线表面状态的变化规律和量化数据，发现了导线表面粗糙度随运行年限和污区等级变化的规律，提出了表面粗糙度 Ra 计算公式。实现了对运行中导线表面状态的量化评估，为电晕放电控制提供科学依据和指导。发现了长期运行输电导线电晕特性、电磁环境的变化规律及量化数据，提出了导线粗糙系数定量计算方法，指导输电线路设计实现电晕放电和电磁环境精准控制，避免长期运行后电晕放电恶化，确保输电线路全运行寿命期内电磁环境始终达标。建立了复杂地面情况下的输电线路工频电场模型，对斜坡地面首次采用几何变换处理方法，对一般复杂地面采用表面电荷模拟，实现了复杂情况下工频电场强度的预测评估，计算简化，效率提高，提高了复杂状况电磁环境预测能力。结合有限元法和模拟电荷法的各自优势，提出并建立了基于有限元法和模拟电荷法及表面电荷法的工频电场混合模型。建立了工频电磁场人体电磁感应模型，实现了人体电磁场分布计算，实现了人体电磁感应评估，提高了计算效率。 项目获授权发明专利 3 项，实用新型专利 1 项，软件著作权 2 项。发表论文 17 篇，SCI/EI收录 10 篇。项目成果自2015 年 1 月开始应用，目前已经在 170 条 110kV-500kV 输电线路设计中应用，在数百个环保技术服务、环评和安全卫生评价等项目中应用，效果良好。项目成果使输电线路全运行寿命期内电磁环境达标，避免超标影响电网建设运营、电力供应和人体健康，同时防止过度控制造成建设成本浪费，具有重大环境效益、经济效益和社会效益。具有很大的推广应用前景。项目通过科技成果鉴定，整体达到国际先进水平。

为研究限制架空地线感应电压的方法，利用电磁暂态仿真软件ATP-EMTP对单回和双回交流输电线路绝缘架空地线上的感应电压进行仿真分析，研究地线换位和地线分段配合地线接地点的选择对降低地线感应电压的效果。仿真结果表明，单回输电线路可采用地线换位和地线分段来降低地线感应电压，且两者降低感应电压的效果一致；同塔双回输电线路相序排列相同时，宜采用地线分段来降低地线感应电压。

±500kV 直流输电线路是我国大电网的重要组成部分，送电距离长，输送容量大，具有重要战略意义。±500kV 直流输电线路由于自身绝缘水平和耐雷水平较高，线路故障再启动功能动作速度快，对雷击短时故障具有较强的抵御能力，国内外在设计建设时，一般都没有考虑特殊的防雷应对措施。然而据统计，实际运行中±500kV 直流输电线路雷击故障依然占有较大比例，极闭锁引起的紧急故障停运时有发生，大负荷情况下给系统造成较大的冲击。±500kV 直流线路防雷形势十分严峻。针对±500kV 直流输电线路，我国目前采用的防雷改造措施主要有降低接地电阻、减小保护角和安装塔顶避雷针，但是在落雷密集区域和土壤电阻率较高的地区，使用效果很不理想。随着我国高压直流输电线路建设力度的逐年加大，研制开发高压直流输电线路用雷电防护装置已成为一个新的研究热点。经验表明，线路避雷器可以有效提高输电线路的耐雷水平，是当前线路防雷最为有效的手段之一。但是，线路避雷器的应用目前还仅限于 35-500kV 交流输电线路，尚未涉及到高压直流输电线路领域。国内外至今还未有±500kV 直流线路避雷器挂网运行的工程实例。正是基于高压直流输电线路对雷电防护装置的这种迫切需求，国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司组织研制了±500kV 直流系统用线路型带串联间隙复合外套金属氧化物避雷器（以下简称“±500kV 直流线路避雷器”）。

　荆门—武汉1000千伏特高压交流输变电工程，总投资65.35亿元，包括武汉1000千伏变电站新建工程、荆门1000千伏变电站扩建工程以及荆门—武汉1000千伏特高压交流输电线路工程。

绝缘子

南方电网公司管辖范围内，广东、海南、广西濒临南海，迎风面海岸线超过 2000 公里，上述地区位于西北太平洋热带气旋和南海热带气旋登陆中国的主要路径上，常年遭受太平洋和南海台风的侵袭。历次强台风（如 2014 年“威马逊”、2015 年“彩虹”、2017 年“天鸽”、2018 年“山竹”等）登陆都给南方电网公司造成了重大的损失。 为有效指导南方电网防风抗灾工作，提高架空输电线路的防风抗风能力，降低设备受损比例和灾后修复成本，提高供电可靠性，南方电网公司自 2013 年开始，总结历次防风工作经验，分析设备受损原因，建立了包含 8 项系列标准的沿海架空输电线路防风技术标准体系，包括《南方电网沿海地区设计基本风速分布图》，含 30 年、50 年及 100 年一遇；《南方电网公司输电线路防风设计技术规范》； 《输电线路防风工作导则》； 《35kV～500kV交流输电线路装备技术导则》；沿海地区输电线路加强塔模块；《35kV~500kV 交流输电线路导线、地线技术规范书》；《35kV~500kV 交流输电线路角钢塔、钢管塔、钢管杆技术规范书》、《35kV~500kV 交流输电线路金具技术规范书》，从物质采购、设计风速取值、线路设计、运维抢修、防风加固等多维度全面 提升线路的抗风能力。 《南方电网沿海地区设计基本风速分布图》编制过程中收集了南方区域内 1797 个测风台站的气象数据，较《建筑结构荷载规范》更准确地反映了南方区域风速分布，提高风速统计值1m/s～2m/s。我国架空输电线路设计标准（包括“79 规程”、“90 规定”、“99 规程”、“10 规范”）对导地线和杆塔风荷载考虑不足，尤其是对于采用 79、90、99 老的规程规定设计的 110kV 及 220kV 老旧线路，在台风中发生受损的可能性非常大，为此，于 2013 年 9 月编制印发《南方电网公司输电线路防风设计技术规范》，细化了防风技术措施，从路径选择、风速取值、各类设备的选型等方面提出了具体的要求，为当时国内首部针对输电网防风抗灾的设计技术标准。南方电网下属广东、海南、广西电网的严格执行防风系列标准，并采用加强塔等对在运线路进行防风加固，输电线路抵御台风灾害的能力逐年提升，以 2016 年台风“海马”与 2013 年台风“天兔”为例，两个台风路径相似，量级、风速相当，“天兔”造成 110kV 及以上杆塔受损 10 基，“海马”未造成主网设备受损。通过防风系列标准的应用，减少了抢修工程量以及复电所需时间，累计产生约 5 亿元的经济效益。该标准体系所确立的基本原则和主要方法，适用于台风频发的沿海地区电网，可因地制宜地推广至南方电网范围以外的其他沿海地区供电企业的防风抗灾工作中。