1000kV紧凑型输电线路选型研究

doi:10.11985/2017.09.006

摘要/Abstract

摘要：

线路输送自然功率的多少和单位截面积自然功率的大小是影响输电线路经济性的两个重要参考指标。在特高压输电线路的选择中除了要考虑这两个指标之外,还必须考虑到导线表面电场强度、无线电干扰及可听噪声等电磁环境约束。紧凑型输电技术能够有效地增大线路自然功率和单位截面积自然功率,并能够有效改善其周围的电磁环境。本文运用紧凑型输电技术,考虑特高压线路选择的经济性和电磁环境等工程实际约束,建立有多个非线性约束的多目标数学模型,得到常规子导线对称排列的特高压输电线路选型。将所得线路选型与常规的特高压线路选型相比较,得到一种经济性和电磁环境均较好的线路选型。此外,本文运用粒子群算法对上述选型进行子导线非对称排列优化,进一步减小了线路周围的无线电干扰和可听噪声等电磁参数值,获得了各相子导线非对称排列的线路选型,最后利用有限元法对求得的选型进行了仿真验证。

关键词: 特高压, 紧凑型输电技术, 电磁环境, 线路选型, 有限元分析法

Abstract:

The amount of natural power of transmission line and the amount of natural power of unit cross-sectional area are two important indicators of measuring the efficiency of transmission line. We are not only considering the natural power of transmission line and the amount of natural power of unit cross-sectional area, but also the conductor surface electric-field strength, radio interference and audible noises, etc in the construction of ultra-high voltage. Compact power transmission technology is an effective method of increasing the natural power of line, natural power of unit cross-sectional area and improving the line electromagnetic environment. In this paper, by using the compact transmission technology, consideration the economy and the electromagnetic environment of ultra-high voltage construction , establishing a multi-objective nonlinear optimization model with inequality constraints, we get the ultra-high voltage conductors selection type of conductor is symmetrically arranged. By comparing the conductors selection types with the current ultra-high voltage transmission lines, we get a ultra-high voltage conductors selection types with better economic and environmental friendly. Also, particle swarm optimization has been used to above selection type this paper and to reduce the line electromagnetic environment. Finally, simulations have been done with the finite element analysis method.

Key words: Ultra-high voltage, compact power transmission technology, electromagnetic environment, conductor selection types, the finite element analysis method

中图分类号:

TM89

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图/表 9

表1

表2

表3

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图2

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表4

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图5

参考文献 17

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分裂数	相排列方式	子导线半径/mm	子导线截面积/mm²	分裂间距/mm	相间距离/m
8	等腰倒三角	14.93	700	450	16
8	等边倒三角	14.93	700	450	16
10	等腰倒三角	13.82	600	450	16
10	等边倒三角	13.82	600	450	15
12	等腰倒三角	13.23	550	375	13
12	等边倒三角	13.23	550	400	13
14	等腰倒三角	12.60	376	378	12.5
14	等边倒三角	12.60	376	378	12.5

分裂数	相排列方式	子导线半径/mm	分裂间距/mm	相间距/m	自然功率/MW	单位截面自然功率/(MW/mm²)
8	等腰倒三角	无解
8	等边倒三角	无解
10	等腰倒三角	16.43	401.48	14.7	5 613	0.242
10	等边倒三角	16.08	408.89	14.9	5 628	0.249
12	等腰倒三角	13.37	372.32	13.0	6 107	0.311
12	等边倒三角	13.33	376.88	13.1	6 116	0.314
14	等腰倒三角	10.94	333.84	12.6	6 342	0.402
14	等边倒三角	10.71	337.80	12.8	6 353	0.407

参数	导线结构	分裂间距 /mm	下相最低高度/m	场强最大值 /(kV·m^-1)	磁感应强度最大值/μT	可听噪声 /dB(A)	无线电干扰 dB(μV·m^-1)	自然功率 /MW	单位走廊输送功率/(MW/m)	场强>4kV/m 的区域宽
单回ZBS1	8×500	400	23	9.67	36.13	51.67	50.64	4 369	41.7	104.7
单回ZMP1	8×500	400	22	9.60	32.41	51.83	52.36	4 478	56.8	78.9
双回SK301	8×630	400	22	9.50	27.85	54.26	52.52	2×4 643	116.1	80.0
紧凑相间距离 14.9m	10×500	400	20	9.83	21.16	54.99	52.41	5 628	159.0	35.4
紧凑相间距离 13.1m	12×400	375	20	9.84	19.81	54.93	50.70	6 116	171.3	35.7

电气参数	优化排列前	优化排列后
导线表面最大场强E_max/(kV·cm^-1)	24.67	23.79
场强不均匀度(%)	19.31	6.54
地面电场/(kV·cm^-1)	8.42	8.43
无线电干扰/[dB(μV·m^-1)]	52.41	51.23
可听噪声（湿导线）/(dB·A^-1)	54.99	53.34
自然功率/MW	5 628	5 630