淺談架空輸電線路輸電損耗的差異及降損措施

王啟成

徐州三新供電服務(wù)有限公司沛縣分公司 江蘇徐州 221600

1 架空輸電線路中常見的輸電損耗

1.1 高壓直流輸電線路損耗

架空輸電線路中高壓直流輸電系統(tǒng)主要包括絕緣介質(zhì)損耗、電阻損耗、直流線損、轉(zhuǎn)換器損耗、電暈損耗、接地系統(tǒng)損耗等。通常而言直流線路損耗占大多數(shù)。在進行對高壓直流的輸電線路的耗損情況進行測量的時候，傳輸線損耗率就是極其重要的一項指標，通過進行對直流輸電線路耗損率的計算，就能夠知道輸電線路的具體損失。根據(jù)DC損耗線損率公式，由此就能夠明確，線損率和電壓之間是一種反比的關(guān)系，而且還和電流的輸送密度以及傳輸?shù)木嚯x之間是一種正比的關(guān)系。在這種關(guān)系中，如果電壓是恒定的，則傳輸線的線損率，線電流密度和傳輸距離之間的線性關(guān)系是線性的。除了與電壓，導(dǎo)體電流密度和傳輸距離的密切關(guān)系之外，HVDC傳輸線的傳輸線損耗率與傳輸功率直接相關(guān)，并且與傳輸功率成比例，即DC傳輸線的傳輸功率越大則線損率越高[1]。

1.2 高壓交流輸電線路損耗

在架空輸電線路當中，導(dǎo)致交流輸電線路的耗損最為主要的三個方面分別是集膚效應(yīng)、無功功率耗損以及電暈放電耗損，在交流輸電線路的日常運行過程當中，這幾個方面就會受到一定的影響，從而導(dǎo)致導(dǎo)線電流以及大地電流就會出現(xiàn)電流集中的現(xiàn)象。而交流電也是導(dǎo)致屈服效應(yīng)出現(xiàn)的主要原因，因此這種現(xiàn)象就是與交流密切相關(guān)的集膚效應(yīng)，隨著交流頻率的增加效果越來越強。當AC傳輸線的集膚效應(yīng)變得更加明顯時，電流集中在靠近電線外部的薄層中。在集膚效應(yīng)的影響下，AC傳輸線的電流集中在一個位置，因此通電時導(dǎo)體的有效截面積變小，依據(jù)電流、電阻以及電壓之間的各種關(guān)系，導(dǎo)致電流的截面面積越小的話，就會導(dǎo)致電阻變得越來越大，而隨著導(dǎo)線的電阻變得越來越大，就會相應(yīng)的導(dǎo)致輸電線路的公路耗損變得越來越大。

2 架空輸電線路輸電損耗的差異分析

如上所述，架空傳輸線的傳輸損耗包括兩種類型：高壓直流傳輸損耗和高壓交流傳輸損耗。這兩種傳輸損耗具有共性和差異。共同的特征是直流傳輸損耗和交流傳輸損耗都包括電阻損耗和電力。光環(huán)損耗，差異體現(xiàn)在很多方面：（1）在直流輸電線路的耗損過程中，還存在著空間電荷效應(yīng)以及極性效應(yīng)，并且直流輸電線路在運行的過程當中，因為受到氣候因素的影響，導(dǎo)致所產(chǎn)生的電暈耗損也是要小于交流輸電線路的耗損。（2）直流輸電線路的電壓分布穩(wěn)定，穩(wěn)態(tài)無電容電流，因此容抗和電抗無電容損耗；并且AC傳輸線由于趨膚效應(yīng)而具有無功損耗。（3）直流輸電線只有兩根導(dǎo)線，經(jīng)濟實惠，導(dǎo)體電阻相對較小，截面積利用率高，無集膚效應(yīng)，交流輸電線路每根導(dǎo)線使用三根導(dǎo)線。傳輸功率低于DC線傳輸功率，因此傳輸線上的電阻損耗小于AC傳輸線的電阻損耗[2]。

3 架空輸電線路應(yīng)采取的降損措施

3.1 高壓直流輸電線路的降損措施

考慮到HVDC傳輸線的傳輸損耗主要來自電阻損耗的事實，可以采取以下措施來減少DC線部分的損耗：（1）適當?shù)亟档途€路的電流密度。依據(jù)電力企業(yè)實際的供電需求以及進行架空輸電線路的實際電壓等級，在通過結(jié)合人們對于用電的高低峰時間段，要是電力的傳輸距離較近的話，則可以通過降低電流運輸?shù)拿芏葋頊p少電力資源的耗損，這主要是因為直流傳輸線路對電力資源的耗損和電流的傳輸密度成正比，線電流密度越小，線損率越小，即傳輸線損耗越小，因此直流傳輸線損耗可以是通過降低線電流密度在一定程度上減小。（2）通過對直流輸送電力的方式進行改進，加大直流輸電的電壓，增加輸電功率。直流輸電線路的損耗率與輸電功率直接相關(guān)。傳輸功率越大，線路耗損率越小。當導(dǎo)體的電流密度固定時，增加直流傳輸電壓可以有效地降低線損率，以及電流密度和功率傳輸。而且因為送電距離和電流的密度之間呈現(xiàn)一種反比的關(guān)系，導(dǎo)致因為輸電的距離越遠，密度越小，則產(chǎn)生的電力耗損則相應(yīng)的越小。所以，為了有效的減少在電力資源的傳輸過程中的耗損，可以通過加大傳輸電壓的方式，實現(xiàn)這一目的。

3.2 高壓交流輸電線路的降損措施

由于無功功率損耗，以及趨膚效應(yīng)和電暈消耗是導(dǎo)致電力資源在運輸中耗損的主要影響因素，所以要減少對電力資源的耗損，可以從這幾個方面著手，（1）減少電暈放電損失。AC傳輸線的調(diào)光電壓與子線的半徑和導(dǎo)體的分割數(shù)成比例，并隨著子線的半徑和分割數(shù)量的增加而增加。因此，選擇有效面積大的導(dǎo)體，或者請使用這種情況可以有效地減少AC傳輸線的電暈損失。（2）削弱趨膚效應(yīng)。交流傳輸線的集膚效應(yīng)由交流電產(chǎn)生，并且彼此絕緣的多條細線被捆扎以代替相同橫截面的粗線，從而改變交變磁場并形成導(dǎo)體的內(nèi)部。從而使得電阻變小，相應(yīng)的輸電耗損也就會變小[3-4]。

4 結(jié)語

隨著人們的堅持努力，架空輸電耗損的問題也是得到了一定的緩解，但是在實際的電力輸送過程中，因為會受到惡劣的工作環(huán)境，人為因素再加上社會因素以及軌道本身等等的影響，傳輸損失仍然是不可避免的。因此就需要不斷的加強對減少輸電線路耗損方法的研究，從而盡可能的減少電力資源在運輸中的耗損。