220kV輸電線路功率不平衡現象的研究與優化措施分析

黃廷

摘要：隨著社會的不斷進步，電力行業的應用在發展創新上也有了新的需求。我國的城鎮化發展速度加快，人口眾多的城市對于用電的需求是巨大的，高壓線路在城市中的運行安全問題被廣泛的關注，輸電線路在運行過程中的功率不平衡現象需要被解決。本文首先對輸電線路的應用簡要概述;其次，對220kV輸電線路功率不平衡現象進行綜合的分析;最后，針對220kV輸電線路功率不平衡現象的優化提出合理性建議。

關鍵詞：220kV輸電線路;功率不平衡;應用創新

220kV輸電線路在城市用電的應用范圍是巨大的，需要進行安全性的保障與輸電質量的提升，城市用電在創新發展的過程中需要進行可持續發展的考量，在如今的城市發展中，離開電力的供應，將嚴重影響各行各業的正常運作，輸電線路的功率不平衡問題對于城市生活造成的影響是不可預估的，本文針對220kV輸電線路功率不平衡現象進行深入的探究與分析，并提出可行性的解決措施。

1.輸電線路應用概述

輸電線路是指用變壓器將發電機發出的電能進行電壓的提升及降低，在經過斷路器等其他的控制設備進行輸電線路的連接，輸電線路一般分為高空線路和電纜線路。架空輸電線路是電力系統中主要的骨干線路，電纜線路是指埋地電纜，兩種輸電線路與供電設備進行變化連接，組成了城市智能電網，進行電力的輸送。輸電線路有電壓等級的區分，一般來說，將35～220kV的輸電線路稱之為高壓輸電線路，對于330kV～750kV的輸電線路稱之為超高壓輸電線路，以及750kV以上的輸電線路被稱為特高壓線路。超高壓線路的擴展使用可以在一定程度上減少施工用地，并減少輸電線路工程的建設費用。

除此之外，在我國的電力行業發展過程中，還有±500kV高壓直流輸電線路的示范工程，應用的范圍主要在葛洲壩到上海線、天生橋到廣州線、貴州到廣東線與三峽到廣東線;我國還有±800kV高壓直流輸電的示范工程，由向家壩到上海的輸電線路示范工程。目前來說我國是世界上第一個擁有高壓直流輸電示范工程輸電線路的國家，代表著世界先進的直流輸電水平，證明我國的科技創新發展早已趕上世界的發展步伐，可以為我國的人民生活以及社會生產提供越來越多的便利。盡管如此，我國在電力行業的發展過程中還存在著很多的不足與缺陷，需要進一步的分析與探究才能尋找到合適的解決辦法[1]。

2.220kV輸電線路功率不平衡現象原因

2.1對220kV輸電線路公路現場異常狀況進行實地檢測

在某一地區的實地輸電線路功率產生問題的現場異常檢測數據中，進行時間的不平衡現象分析，檢測數據如圖1所示，在這組數據中，功率的輸送為正數，功率的輸出為負數，L1與L2為兩組不同的輸電線路，都是220kV輸電線路，在測試的過程中通過對同一時間的輸送功率與輸出功率進行統計，并且經過多次統計形成較為可靠的數據。通過對數據的對比可以得出結論：在220kV輸電線路的兩端輸電功率之間的差距很大，當輸出功率為正時，流入功率為負，反之亦然，對于220kV輸電線路的控制裝置存在異常的現象導致輸電功率的輸送功率與輸出功率差距較大?？刂蒲b置在220kV輸電線路的功率運送過程中有很重要的作用，控制裝置對于輸電線路不能完善的進行輸電，將會直接影響輸電的功率與電壓的工作狀態，可能導致該路段進行斷電、漏電的現象，影響周邊的用電安全，也影響周邊的居民人身安全[2]。

2.2 220kV輸電線路的電纜承受能力不足

在多次對220kV輸電線路功率不平衡現象的分析過程中，不難得出的一個原因就是老化線路將會直接的影響輸電的功率平衡。在線路的檢修與維護過程中，沒有對老化的線路進行處理，在線路的承受力上，沒有科技上的創新應用，這將嚴重的影響著電纜的使用年限與使用狀態。電力工程的建設是一項相當復雜且具有一定風險的工程，在建設過程中需要耗費大量的人力、物力以及財力。在輸電線路的電纜材料創新上沒有更加具有承受能力的材料進行投入使用，以及對投入使用的電纜，沒有進行及時的檢修維護，當220kV輸電線路出現功率不平衡的現象時，才會導致措手不及，釀成事故。

2.3 220kV輸電線路缺少定期的檢修

隨著高壓輸電線輸送電壓逐漸提升，距離越遠，其中的消耗將會越明顯，那么對于輸電線路的損耗就會更多，將直接影響輸電線路的功率平衡問題。與此同時，由于220kV輸電線路應用范圍較大，檢修工作的進行較為困難，在220kV輸電線路的運行過程中，缺少定期的檢修，缺少具有專業知識技能的工作人員進行輸電線路功率的檢測，如今的輸電線路檢修工作都是已經形成功率不平衡現象之后，才對線路進行修理與維護，不能進行及時的預防。并且基層的電力工作檢修人員，在新技術的創新升級過程中缺少專業知識的培訓與儲備，對于檢修工作的進行也存在著不同程度的阻礙作用，在運行過程中缺少專業化的系統升級思路。

3.220kV輸電線路功率不平衡現象的優化措施

3.1加強對220kV輸電線路的控制設備升級

輸電線路是電力系統中較為重要的組成部分，通過對電阻R、電抗X、電導G以及電納B四個不同的代號進行表示，在同樣的220kV輸電線路運行中，線路的運行距離越長，這個數據的數字就會越大，以此可以計算出一個電力線路的等值電路，如圖2所示，其中被損耗的功率為Sz，初始的功率為S1，其中S1在輸送的過程中消耗了Sz形成S2，Sy1與Sy2同為被輸出功率，要想達到兩者的平衡，需要減少對Sz的損耗。

在進行自然損耗的保障中，應當盡量保證輸送功率接近自然功率，需要及時地對不平衡線路進行調整并改變其線路參數;其次，要盡量保證對負荷所需的無功功率的補償，以減少線路對功率輸送的負擔。在此基礎上，要增強220kV輸電線路的控制設備升級，減少在輸送的過程中產生過多的能量損耗，功率的穩定是功率平衡的重要著力點，控制裝置的設計創新更加智能化，提升對功率的控制強度。與此同時，國家電力系統的綜合發展需要科學技術的升級，完善功率輸出平衡問題，對人們生活質量的提升有著重要的作用。

3.2提升對運行方式的檢驗策略

在220kV輸電線路功率不平衡的現象改善過程中，運用模擬電路的方式對不同的線路運行方式進行不平衡的電流檢驗，對不同的線路進行運行的可靠性檢測，對數據進行統計與分析，將輸電線路的不平衡現象進行優化及改進。在進行輸電線路功率不平衡的優化中，在輸送同樣功率的情況下，提升儲備的穩定性，加強對調壓功能的控制，減少功率的損耗程度。重視對于雷擊的防范，在220kV輸電線路不平衡功率產生的輸電位置，在雷雨天極其容易被雷電擊中，不僅會損害輸電線路，還可能會產生安全事故。在雷擊的防范措施上，可以將輸電線路設計優化為環網的形式，220kV輸電線路的序電流與相電流進行環網的形式進行工作，減小功率過大或功率過低的現象出現[3]。

3.3優化220kV輸電線路質量

在220kV輸電線路的功率平衡改善方案中，對于早期建設的輸電線路進行排查，對于不穩定的輸電線路進行改造，是輸電線路功率平衡輸送的最經濟直接的有效措施，同時也是在220kV輸電線路優化中不可缺少的一種改善措施，老化的電纜線路必須要進行及時的維護與檢修，升級電纜的強度，升級電纜的原材料。然而，220kV輸電線路在我國的發展歷史較為久遠，老化的線路較多，需要對老化的路段進行改造，才能從總體上對我國的電力事業建設進行升級與創新發展。在進行輸電線路的改造過程中可以使用分裂導線方法進行輸電功率的穩定性提升。220kV的輸電線路，當導線的截面過小時，會因為導線曲率過大，周圍場強過大而產生電暈，電暈在工作過程中將會產生功率不平衡現象，同時可能對無線電和高頻通信造成干擾。在工程建設中可以通過分裂導線方法（每相有4根或6根組成），增大導線的半徑，改變導線周圍的磁場分布，提高臨界電壓值，既可以提升輸電功率的穩定程度。

3.4升級220kV輸電線路的檢修工作系統

在電力系統中檢修工作是一項復雜的工程，220kV輸電線路遍布全國各地，需要進行定期及時的檢修，可以通過對新科技的加入來實現智能化的監控工作，減少對于預防性檢查的人力投入。通過相應的數據來進行常規的狀態監測，對電壓、電流、聲音、溫度等不同數據來進行狀態分析，數據有一定的標準范圍值，一旦超出標準范圍，將會被物聯網技術的傳感器提供故障警示，通知管理人員及時的進行修理與檢查。其次，對于220kV輸電設備的故障檢修，可以通過電子傳感技術與微電子技術的應用，為故障檢修提供更多的便利，通過監控提供準確的故障位置，設備的故障原因等，并且及時進行補救，避免電力系統的部分區域癱瘓，影響電力系統的順利運行。在檢修系統的完善過程中，提升工作人員的專業性知識技能掌握，對于220kV輸電線路的功率不平衡現象有綜合的掌控，對于故障的原因可以有清晰的認知，對于輸電線路的修理與維護將會有更加完善的措施與辦法[4]。

4.結語

綜上所述，在電力行業的發展創新過程中，最需要注意的問題就是對城市高負荷用電的可持續發展問題，在220kV輸電線路功率不平衡現象的研究與分析中，我們得出對于輸電線路功率的暫時性修正不是長期的解決辦法，在功率的調整上需要將科學技術在電力的發展過程中進行創新應用，提升輸電線路功率的穩定程度，才能從根本上解決220kV輸電線路的功率平衡問題，這不僅是為了輸電線路的穩定運行，同時關系到我國的電力行業整體創新發展，關系到我國的工業生產創新與居民生活舒適度的提升。

參考文獻

[1]孔令號，張國云，楊伯青，劉守瑞，薄孔陽，郭策.220 kV輸電線路功率不平衡現象分析[J].河北電力技術，2018，37（06）：24-26.

[2]劉佳鈺.串聯補償裝置接入后超特高壓交流線路輸送功率修正方法[J].四川電力技術，2017，40（01）：42-46.

[3]李京官，和剛.電力系統220kV輸電線路綜合防雷技術研究[J].電力設備管理，2019（02）：45-47.

[4]吳寶勇.某220 kV輸電線路直線塔橫隔面振動分析[J].廣西電力，2018，41（06）：77-79.