浅谈架空输电线路输电损耗的差异及降损措施

2019-11-28王启成

商品与质量 2019年23期

王启成

徐州三新供电服务有限公司沛县分公司江苏徐州 221600

1 架空输电线路中常见的输电损耗

1.1 高压直流输电线路损耗

架空输电线路中高压直流输电系统主要包括绝缘介质损耗、电阻损耗、直流线损、转换器损耗、电晕损耗、接地系统损耗等。通常而言直流线路损耗占大多数。在进行对高压直流的输电线路的耗损情况进行测量的时候，传输线损耗率就是极其重要的一项指标，通过进行对直流输电线路耗损率的计算，就能够知道输电线路的具体损失。根据DC损耗线损率公式，由此就能够明确，线损率和电压之间是一种反比的关系，而且还和电流的输送密度以及传输的距离之间是一种正比的关系。在这种关系中，如果电压是恒定的，则传输线的线损率，线电流密度和传输距离之间的线性关系是线性的。除了与电压，导体电流密度和传输距离的密切关系之外，HVDC传输线的传输线损耗率与传输功率直接相关，并且与传输功率成比例，即DC传输线的传输功率越大则线损率越高[1]。

1.2 高压交流输电线路损耗

在架空输电线路当中，导致交流输电线路的耗损最为主要的三个方面分别是集肤效应、无功功率耗损以及电晕放电耗损，在交流输电线路的日常运行过程当中，这几个方面就会受到一定的影响，从而导致导线电流以及大地电流就会出现电流集中的现象。而交流电也是导致屈服效应出现的主要原因，因此这种现象就是与交流密切相关的集肤效应，随着交流频率的增加效果越来越强。当AC传输线的集肤效应变得更加明显时，电流集中在靠近电线外部的薄层中。在集肤效应的影响下，AC传输线的电流集中在一个位置，因此通电时导体的有效截面积变小，依据电流、电阻以及电压之间的各种关系，导致电流的截面面积越小的话，就会导致电阻变得越来越大，而随着导线的电阻变得越来越大，就会相应的导致输电线路的公路耗损变得越来越大。

2 架空输电线路输电损耗的差异分析

如上所述，架空传输线的传输损耗包括两种类型：高压直流传输损耗和高压交流传输损耗。这两种传输损耗具有共性和差异。共同的特征是直流传输损耗和交流传输损耗都包括电阻损耗和电力。光环损耗，差异体现在很多方面：（1）在直流输电线路的耗损过程中，还存在着空间电荷效应以及极性效应，并且直流输电线路在运行的过程当中，因为受到气候因素的影响，导致所产生的电晕耗损也是要小于交流输电线路的耗损。（2）直流输电线路的电压分布稳定，稳态无电容电流，因此容抗和电抗无电容损耗；并且AC传输线由于趋肤效应而具有无功损耗。（3）直流输电线只有两根导线，经济实惠，导体电阻相对较小，截面积利用率高，无集肤效应，交流输电线路每根导线使用三根导线。传输功率低于DC线传输功率，因此传输线上的电阻损耗小于AC传输线的电阻损耗[2]。

3 架空输电线路应采取的降损措施

3.1 高压直流输电线路的降损措施

考虑到HVDC传输线的传输损耗主要来自电阻损耗的事实，可以采取以下措施来减少DC线部分的损耗：（1）适当地降低线路的电流密度。依据电力企业实际的供电需求以及进行架空输电线路的实际电压等级，在通过结合人们对于用电的高低峰时间段，要是电力的传输距离较近的话，则可以通过降低电流运输的密度来减少电力资源的耗损，这主要是因为直流传输线路对电力资源的耗损和电流的传输密度成正比，线电流密度越小，线损率越小，即传输线损耗越小，因此直流传输线损耗可以是通过降低线电流密度在一定程度上减小。（2）通过对直流输送电力的方式进行改进，加大直流输电的电压，增加输电功率。直流输电线路的损耗率与输电功率直接相关。传输功率越大，线路耗损率越小。当导体的电流密度固定时，增加直流传输电压可以有效地降低线损率，以及电流密度和功率传输。而且因为送电距离和电流的密度之间呈现一种反比的关系，导致因为输电的距离越远，密度越小，则产生的电力耗损则相应的越小。所以，为了有效的减少在电力资源的传输过程中的耗损，可以通过加大传输电压的方式，实现这一目的。

3.2 高压交流输电线路的降损措施

由于无功功率损耗，以及趋肤效应和电晕消耗是导致电力资源在运输中耗损的主要影响因素，所以要减少对电力资源的耗损，可以从这几个方面着手，（1）减少电晕放电损失。AC传输线的调光电压与子线的半径和导体的分割数成比例，并随着子线的半径和分割数量的增加而增加。因此，选择有效面积大的导体，或者请使用这种情况可以有效地减少AC传输线的电晕损失。（2）削弱趋肤效应。交流传输线的集肤效应由交流电产生，并且彼此绝缘的多条细线被捆扎以代替相同横截面的粗线，从而改变交变磁场并形成导体的内部。从而使得电阻变小，相应的输电耗损也就会变小[3-4]。