探究交流输电线路改造为直流输电线路的技术

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 探究交流输电线路改造为直流输电 线路的技术 摘 要文章首先针对三种由交流 变直流的输电线路工程改造技术进行了 介绍和分析，并取其中一种技术针对这 种技术的经济性进行了分析和研究，最 终得出该方法极具可行性的结论。 中国论文网 /1/view-12796840.htm 关键词 交流输电线 直流输电线 改造 技术 中图分类号：TN123.1 文献标识 码：A 文章编号：1009-914X（2015） 19-0046-01 随着我国经济的快速发展和人们 生活水平的提升，居民整体的用电量越 来越大，现有的输电线路已经远远不能 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 满足供电需求，这就需要建立一些新的 输电线路，但与此同时，这些工程的总 体造价又非常昂贵，同时还需要借助于 一些新铺设的输电走廊。对此，一些地 区虽然经济上能够满足和承担这些工程 的建设，但是缺乏足够的用地用来进行 输电线路的铺设，这时就可以将交流输 电线路进行改造变为直流输电线路的方 式，改造后不仅在很大程度上能够提升 线路的输电容量，同时还便于控制，能 够很好地限制电路系统出现电流短路的 情况，本文就针对将交流改直流这项技 术进行如下的论述。 一、单回交流电的输电线改造 将单回交流电的输电线改造进行 改造就是将原有交流电路中的三相导线 进行合并，成为一个直流输电极，之后 再建设接地电极，并在电极的两端增设 一个换流的设备，改造后的线路模型如 下图 1。 其中，架空线路的绝缘子串本身 的耐受压能力和不同地区的污秽情况相 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 关，在一些污秽情况比较严重的地区， 绝缘子串本身对于直流电的耐受压能力 和在交流电的情况下耐受压的有效值处 于相近的水平，在一些清洁程度较好的 地区，绝缘子串本身对于直流电的耐受 压能力和在交流电情况下耐受压的峰值 处于相近的水平。针对将单回交流电的 输电线改造这项技术，印度的一些机构 曾对 220KV 的线路进行过深入的研究， 通过一些实践得出结论：如果在线路改 造完成之后，不将绝缘子串进行更换， 那么改造后的输电电压要比改造之前处 于交流线路时输电电压的峰值水平略低。 因此，如果在改造时将绝缘子串进行更 换，能在一定程度上提升直流电路的电 压水平，而对于一个输电线路来说，输 电的容量正是和它本身的耐压水平相关， 因此，在进行改造时如果条件允许的情 况下，需要对绝缘子串进行更换。 二、双回交流电的输电线改造 对双回交流电的输电线进行改造 主要是将原有线路中的双回线内每一回 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 的三相导线合并改造成直流电正负极， 这种直流线路是单极的输电线路，同样 需要在其两端增设换流装备，同时还需 要增设接地电极。具体的改造施工方案 有以下两种： （一）对绝缘装置进行更换 对杆塔的横担进行更换，采用的 导线束是 V 型的绝缘子，改造的构思如 图 2。 （二）不对绝缘装置进行更换 如果不对输电导线的位置和线路 的绝缘装置进行更换，就将交流电路的 三相导线进行合并，就会形成三分裂形 态的导线束，改造的构思如图 3。 有关机构曾对一条电压为 220KV 的双向交流输电线路进行双极直流电的 输电改造工程，经过调查和实践后得出 以下这些结论： 如果在进行线路改造时不将线 路一侧的绝缘子进行更换，那么改造完 成之后的直流输电线路所能够承受的最 大电压值为160KV。具体的计算公式 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 为：Udc=1.26Uac，其中，Uac 值为改 造之前的交流电电压有效值。 如果对整体输电线路进行重新 的导线布置，同时对线路中的绝缘子进 行更换，改造后的线路所能承受的电压 值可以提升至 160KV-350KV。 三、交流电三相线路的改造 对这种交流线路进行改造的技术 相比之下是一种比较新的技术，是在 2004 年的巴黎举行的 CIGRE 峰会上由 国际电委会提出的，采用这项技术，能 够将原有线路中的两相改造成直流线路 的正负极，剩余的那一相可以作为电路 的不平衡电极，之后再借助于三级直流 电的输电形式对整体电路进行扩容，采 用这项技术可以将原有交流电路的最大 输电量提升至 2.5 倍左右。改造后的三 级输电线路可以在不经过大地返回电流 情况下进行运作，相比于其他的改造形 式，这种方法改造完成后的电路运行起 来可靠性更高、同时因电极故障而导致 的电容量损失更少。其改造模型图如图 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 4. 这其中，直流输电线路中的 pole1 和 pole2 采用的是含有 IGBT 的换 流阀，pole 采用的是一般的晶闸管换流 放，这三个输电极总体来看都具有电流 和电压的反向能力，针对这种情况下的 电流调制的主要模式为：单个电极的最 大电流和返回电流在这三个输电极内分 别进行轮换，如果具体的轮换周期在 4- 5 分钟，那么导线上的温度就不会发生 明显的变化，充其量之后发生上下几度 的偏移，这和正常线路工作运行时由于 环境变化引起的导线温度变化的差异性 不大。在对三级的直流线路进行电流的 调制时，需要根据导线本身热极的限定 值来对最大直流的电流量进行计算，这 时输电线路中导线的发热量和改造前的 发热量在数值上大致是相等的。 但相比于一般的工程改造，借助 于这种技术的改造工程存在着特殊的难 点，那就是要要保证电极两端的六个换 流阀能够同步进行调制，同时还要实现 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 三个输电极之间电压和电流的同步切换， 这种切换既包括方向上的，同时也包括 幅度值上的。因此，采用这种技术进行 电路的改造时需要对换流阀和通讯进行 严格的控制保护。 四、经济型的比较 本文主要针对双回路的交流电线 路改造工程改造前后的经济性进行比较， 根据相关的资料调查数据显示：建设 220KV 的变电工程造价为每 MVA 大约 需要 300000 元，建设 220KV 的输电线 路的工程造价为每公里大约需要 1050000 元，500KV 的直流电联网工 程的单端换流站单位的工程造价大约为 每 MW 需要 800000 元。 对此，如果将 200KV 的交流双 回同塔输电线路进行电容量的升级，从 原有的 1000MW 改造扩容成为 2000MW 的线路有以下两种方案： 原有交流线路的一侧重新建立 一条一样的交流双回同塔输电线路，两 条线路并行。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 将原有交流线路改造成 350KV 的双极直流电路，在进行工程 改造时需要对换流站和线路的绝缘子串 进行更换，这会产生一部分的费用。 如果不考虑建造直流输电线路费 用，将直流电路改造过程中建设的换流 站单位造价定位参考上述提到的 500KV 的直流电联网工程的单端换流 站单位的工程造价，对比两种方案的工 程造价可得下表 1。 表 1 两种方案工程造价的对比 单位：亿元 方案一中的工程造价除了上表中 提到的数据之外还需要包括额外的征地 费用，由于不同地区经济发展程度不同， 相应的土地价格也就不同，在我国比较 发达的华东地区，用于征地的费用甚至 和工程整体的造价成本相当。 方案二和方案一进行对比可以发 现，工程改造中用于换流站建设的造价 要比建立交流变电站的价格高出许多， 但额外只需要投入横担和绝缘子串的建 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 造成本，节省了杆塔和输电导线的费用， 此外，由于不用涉及到额外的输电走廊， 因此省下了大量用于土地征用的资金成