試論高壓輸電線路電氣設計技術

童輝TONG Hui

（中國電建集團河南省電力勘測設計院有限公司，鄭州450000）

0 引言

高壓輸電線路主要有兩種形式，分別是架空輸電線路和電纜輸電線路。其中，架空輸電線路使用輸電桿塔懸掛導線以傳輸電力。電纜輸電線路在地下敷設電纜，這節省了空間，但后續輸電線路維護較為不方便。因此，架空輸電線路是目前最重要的高壓輸電方式。隨著社會的進步和經濟的飛速發展，我國的電網建設也不斷加速，由于社會對電力的需求不斷增長，因此需要更加可靠的輸電過程。盡管我國已經建成了世界上規模最大和最復雜的電網，仍需要改進高壓輸電線路的電氣設計。

1 高壓輸電線路電氣設計工作項目

1.1 環境分析工作 在高壓輸電線路的電氣設計中，有必要根據系統覆蓋范圍內的當前環境條件，系統應扮演的角色以及各種電氣設備對環境的抵抗力來選擇正確的設備。另外，在環境分析過程中，還需要根據輔助設施的持續建設情況來分析現有的基礎結構是否能夠滿足支持各種硬件設備的要求。當明確表明該區域需要鋪設電纜的支撐電線桿、變壓器托臺、配電柜和其他設備時，這還包括收集和研究地質信息，以便基礎設施可以發揮作用，并提高整個系統的質量。

1.2 理論參數分析 在高壓輸電線路的電氣設計中，有必要研究系統必須執行的任務，并通過在系統設計過程中應用和分析相關理論來確定選擇各種硬件的原理。例如，電力系統中的電流潮汐理論、跳閘理論和繼電理論等，通過使用多種電力理論來分析系統當前運行期間可能出現的問題。另外，在使用相關理論的階段，有必要將設備的運行參數代入其中，并使用替代計算方法來分析系統的實際穩定性。

1.3 施工設計工作 在提供高壓輸電線路的電氣設計工作計劃后，以工作計劃為指導進行系統構建過程，并根據各種電子設備和相關設備確定各種對象的輔助設施以及其自主運行方式。例如，對于變壓器系統，配置的輔助組件包括變壓器功率轉換線圈、變壓器油、變壓器吸濕裝置和固定電纜組件?；A輔助設施建設完成后，需要添加變壓器油，然后添加轉換電力參數裝置，封裝變壓器后，要進行進氣管道和空氣吸濕器的高密封性連接。具體的施工設計工作應基于諸如輔助設施的建設，變壓器外殼的安裝等任務制定項目計劃，以使整個工作系統具有建設價值。

2 高壓輸電線路電氣設計工作內容

2.1 獲取和整合環境參數 在獲取環境參數的過程中，必要的分析元素可以實現各種環境參數的一般部署，然后從中選擇各種參數的分析級別，并確定各種電子設備的運行參數。例如，當設計用于高壓輸電線路的電網時，發現當地的空氣通常相對較濕，并且該區域的晝夜溫差較大。獲得此參數后，有必要合理選擇變壓器的空氣吸濕裝置。所選的工作設備在長期運行過程中必須能夠保持較高的水蒸氣吸收水平，并且其密封性不會造成嚴重損壞。

2.2 電力理論的選擇與應用 在高壓輸電線路的電氣設計中，有必要根據當前的工作模式和系統的工作要求嚴格分析各種功率節點對系統的影響，并分析使用電力理論的特定方法，包括計算電力潮流參數和易損節點、選擇和分析變壓器的工作功率。另外，長距離高壓輸電線路的電氣系統必須進一步優化和設計，以減少線路本身的干擾。例如，在長距離電力潮流參數項目中，環境因素造成的干擾、輸電線路系統自身的造成干擾以及不合理的電力設備配置和其他問題會導致系統運行期間出現故障。解決這些問題需要選擇的合適的電力理論知識對各種電力開關的環境影響狀態和輸電線路的功率降低的原因等進行科學分析。

2.3 制定和實施施工計劃 在對高壓輸電線路電氣項目進行科學合理的設計后，有必要以專業的施工方案實施設計方案，以使系統保持穩定的工作狀態。施工計劃過程應首先分析項目總量，然后分析項目建設過程中需要投入的資源、工作范圍、施工設備及其他項目，最后分析可能影響施工的因素。只有當所有工作質量均達到專業性能指標時，高壓輸電線路才能穩定工作。此外，設計過程還應考慮到項目的允許建設期，建設過程中的總投資成本，生成相應工程參數的形式等，并應用已開發的各種新工作系統來準確討論項目的施工水平。

3 高壓輸電線路電氣設計的實施

3.1 如何獲取環境參數 獲取環境參數的過程包括兩個方面：局部氣候環境參數以及地質參數。獲取專業數據后，選擇能夠對負環境因素保持較高抵抗力的設備，從而使系統能夠保持安全穩定的運行狀態。例如，在特定區域進行的環境調查發現，原先的高壓輸電線路系統恰恰是因為變壓器負載無法滿足當地居民的用電需求，從而降低了穩定性，通過更換變壓器可以解決上述問題。選擇變壓器型號時其負載功率通常要高于應用功率，且要考慮實際損耗，此外，還要配備空氣吸濕裝置，提高變壓器的氣密性等。

3.2 如何使用電力理論 電力理論的發展非常快，且應用日趨完善。尤其是在工程應用中，可以為相關的工程項目選擇正確的電力理論非常重要。例如，在高壓輸電線路設計中，如果存在著較多太陽能和風能電站，有必要分析發電廠的電力參數是否會影響高壓輸電線路。所使用的理論包括對脆弱電力節點，電力潮汐等。通過電力理論分析優化施工，以保證高壓輸電線路的可用與穩定。

3.3 施工方案設計 在設計高壓輸電線路的電氣系統時，有必要根據項目類型，工作范圍和項目中可能出現的質量問題建立專業的控制系統。例如，在某個工程項目中，工作的最終目標是更換逐漸無法滿足性能要求的變壓器。固定變壓器箱并添加繞組后，向其中添加變壓器油，如果發現變壓器油已從其原始的無色狀態變為黃色，則可以確定當前操作存在問題。分析的結果表明，問題的原因可能是電纜的損壞或腐蝕以及變壓器箱的問題等。修理方法是重新檢查電纜繞組和箱體并更換添加的變壓器油。

4 高壓輸電線路電氣設計優化措施

4.1 合理選擇桿塔、基礎型式 在整個高壓輸電線路的設計和實施中，桿塔是確保線路安全并確保整個線路的完整性。但是，在傳統設計中，各自的設計師僅考慮固定線路，而忽略了桿塔型式。這不僅增加了桿塔建設的成本，而且嚴重影響了線路效果并增加了隱藏線路的危害。因此，首先，有關人員應對線路的實際情況進行專業的科學研究和分析，并根據線路實施區域的特點，智能選擇桿塔、基礎模型。例如，在山區和森林地區，設計師必須考慮所有方面，以使塔的高度與施工區域相匹配。其次，在選擇桿塔模型時，要控制好桿塔的成本并進行合理配置。

4.2 輸電線路的復雜選擇 為了確保設計的效率和有效性，有必要對輸電線路進行全面的研究和分析。這是因為高壓輸電線路通常會經過一些環境干擾因素較大的地區，例如具有特殊天氣條件的山區和森林地區以及難以建造的城市地區。因此，首先，相關設計者需要考慮電力線路設計的各種局限性，對這些領域進行有效的事實檢查和分析。全面比較并選擇最佳設計方案，并盡可能避免這些區域以降低電力線路復雜度，盡量減小電力線路的曲折系數和角度，以提高項目計劃的質量并減少施工材料的數量。最后，設計人員必須積極調試以確保高壓輸電線路的電路完全匹配施工現場，以實現輸電項目的價值和利益。

4.3 做好防雷和防冰的設計工作 我國幅員遼闊，不同地區的地形和氣候特征也不同。輸電公司必須做好防止結冰和雷擊的工作，以確保安全有效的電氣設計工作。最重要的是，電氣設計師需要結合區域的地質和氣候特征來進行選擇。例如，必須確保電線的機械強度，確保電線在冰雹和雷暴天氣下的可靠運行，最大程度地減少惡劣天氣條件對電線的負面影響，并降低發生短路問題的可能性；其次，在設計高壓輸電線路時，需要提高絕緣覆冰的施加強度，以確保高壓輸電線路具有足夠的適用性?？梢栽诮^緣的覆冰表面上使用高質量的防水材料，以避免高壓輸電線路發生“冰閃”，從而在實際應用過程中不會出現安全問題。

4.4 提高人員的綜合素質 為了提高設計施工人員的素質，從事高壓輸電線路設計的企業需要盡一切可能對人員進行職業科學訓練和教育。首先，公司需要進行定期和不定期的抽查內部人員，包括設計師和施工人員，是否接受了各方面的培訓，例如專業、科學和合理的技能、思想和創新。并且培訓是否有科學合理的方案和計劃，培訓的效率和效果是否存在；其次，管理人員還必須發揮員工潛力并調動他們的熱情，不僅要有效地掌握專業技能和知識，而且還要準確地理解和利用開發區域的特征和其他實際條件，并利用實際環境來提高其專業技能。同時，有必要比較不同的環境的設計和施工經驗以填補理論知識方面的空白，通過提升設計施工人員的素質可以大大提高高壓輸電線路電路的設計水平，可以更好地匹配環境與線路之間的高度協調性，同時確保資源的利用和事故的有效減少。

5 結束語

為了確保高壓傳輸系統的安全穩定運行，必須采取有效措施來提高電氣設計的質量。當前，能耗的逐漸增加也增加了輸電線路故障的頻率，人員故障排除的復雜性和強度也增加了。因此，在實際的電氣設計過程中，有必要避免由于電氣設計因素引起的結構缺陷，從而增加輸電線路的運行檢修難度。這需要不斷提高設計人員的技能和整體素質，并需要重新檢查圖紙，嚴格按照有關規程開展設計，并在圖紙設計過程中采取適當的改進和優化措施，以確保電力系統安全穩定運行，實現經濟穩定發展。