刘成立
【摘 要】随着电力行业的改革，电企需要自负盈亏。如何降低线路损耗，提高运行经济性成为供电企业的重要工作。在输电线路的设计运行过程中，电晕损失及地面场强都是需要加以重视的问题。在本文里，我们将对电晕损失和地面场强的相关概念进行简单了解，并重点对110kV输电线路电晕损失和地面场强的计算方法进行探讨。 【期刊名称】《低碳世界》
【年(卷),期】2015(000)013
【总页数】2页(P47-48)
【关键词】110kV;输电线路;电晕损失;地面场强
【作 者】刘成立
【作者单位】中国电建集团四川电力设计咨询有限责任公司，四川成都610041
【正文语种】中 文
【中图分类】TM726
蓝牙对讲随着城市建设的不断推进，及电力行业的深化改革，电企在运营过程中被要求自负盈亏，如何提高效益，降低损耗成为供电单位需要考虑的重要问题。用电需求的增长导致了电网规模的不断扩大，输电线路也越来越长，110kV输电线路作为重要的配电网络，其运行质量直接关系着供电企业的运营效益。在本文里，我们将针对110kV输电线路运行过程中出现的电晕损失及地面场强进行分析，了解其基本概念，并对其计算方法进行深入探讨。
指示牌制作
电晕是不均匀电场中特有的电子崩。电晕损失指的是当高压输电线路表面的电场强度超过空气击穿强度时，靠近导线表面的空气被击穿，电能被转化为热、光、噪声、无线干扰等形式释放。简单的概况就是由于出现电晕而造成的能量损耗，电晕损耗对于电力运行是一个不利的因素，会降低输电的经济性。在目前，降低电晕损耗的主要办法是加大导线半径，提高电晕起始电压。 在110kV输电线路运行过程中，其电晕损耗主要是受电晕放电情况、输电线路导线表面状
况、导线表面电场强度、沿线地区气候及海拔高度等多方面因素影响，这就导致电晕损耗的计算非常复杂。对于110kV输电线路的电晕损耗我们一般是依据近似计算法进行估算，在理想的正常天气情况下，当110kV输电线路的截面积在70～185mm2之间，其年均电晕损耗占电阻损耗大约为4.7～0.3%。但在实际的估算过程中，我们发现，10kV输电线路的电晕损耗随着气候情况的变化非常显著，气候恶劣时甚至能够达到每公里几百千瓦，虽然电晕损耗在整个电网损耗中比例较小，但是在恶劣气候情况下的最大电晕损耗会影响用户的用电需求和供电设备的备用容量。为了更好的研究电晕对于输电线路的影响，就有必要对电晕损失进行更加合理精确的计算。电晕损耗的计算涉及到导线几何尺寸、电场强度、线路电压、所处区域气候情况等多个参数，复杂而且多变，在研究过程中确定年平均电晕损失和最大电晕损失这两个参数有着重要的意义。其中年平均电晕损失是决定输电线路运行是否经济的重要指标，通过对电晕损失的深入分析，能够指导输电线路结构的设计，进而降低电晕损耗，节约能源。而最大电晕损失这一参数直接影响着发电单位是否需要增加机组容量，供电是否可靠等问题的判断。
在对输电线路电晕损失进行估算时，要区分为良好气候条件和恶劣气候条件两种情况。
2.1 在良好的气候条件下，电晕损耗的估算方法为
在1911年，皮克及其合作者研究发现，对于清洁干燥的导线，其稳态工频电晕损耗可用下面公式来表示：
堆芯
P=K（V-V0）2
式中K为常数；P代表线路损耗（kW）；V代表导线对地电压（kV）；V0代表导线的起晕电压。
1933 年，美国电气工程师彼得森提出了一个良好气候条件下单相电晕的计算公式。这一公式延用至今，成为经典的计算公式：
式中：P代表每公里线路损耗（kW）；f代表工频频率；V代表相电压（kV）；s代表导线间距离；d代表导线直径；F代表电晕系数，为V/V0的函数。
2.2 在恶劣气候条件下，电晕损失的估算方法
2.2.1 EDF模型
家庭信息箱这个模型重点考虑降雨量对电晕损失的影响，给出降雨量与导线表面不规则系数之间的关
系曲线。电晕损失简单的表示为：P=KPn，公式中Pn代表基本的电晕损失，是（E/Ec）的函数；E代表导线表面的平均场强；Ec代表起晕起始场强；K代表电晕的损失系数，其计算公式为：
式中：n为导线的分裂数；r为分裂子导线的半径（cm）；re代表导线的等效半径；R为零电位等值圆的半径；β=1+对于分裂导线
2.2.2 BPA模型
通过大量的实际计算并结合其他的实验结果，美国研究人员得出了电晕损耗与其相关因素间关系的估算公式，如下：
threadx系统
式中：n代表导线的分裂数；d代表分裂子导线的直径；k1在导线分裂数小于等于4时其值为13，分裂数大于4时为19；k2代表着降雨量的修正系数；A代表海拔高度。
对于电晕损失的估算公式还有很多，在这里我们就不一一列举。一般认为，当输电线路导体表面最大场强电晕起始场强Ec时，线路的电晕损耗可以忽略不计；当Emax＞0.9Ec时，电晕损耗过大，严重影响输电线路的运行经济性，所以在实际的运行过程中，当时，要考
虑电晕损耗对线路运行经济性的影响。
电场强度的大小，关系到电气设备相关绝缘材料的耐受能力、导体材料中电流密度大小、是否会出现电晕或闪络现象等问题，是电气设计中需要考虑的重要问题，在对110kV输电线路的地面场强进行研究时，我们应了解到，地面电场与电晕都是由于输电线路的静电场效应形成的。在输电线路下方任意一点，其电场强度是一个旋转矢量，其有效值及方向随时间不断发生着周期性的变化，周期与通过输电线路的电流一致。在对电场强度进行计算时遵循叠加原理。
110 kV输电线路地面电场一般指的是输电线路下方离地1～1.5m高度的电场，这个高度相当于人体心脏和大脑的高度，我国各种规范中所设定的电场限值指的也是这一高度时的电场值。输电线路地面电场值与人身安全和线路走廊宽度的确定有着直接的关系，所以选择科学合理的方法对其进行准确计算有着重要的意义。
在这里我们通过将径向基函数（RBF）无网格法引入到场强计算中，对110kV输电线路地面场强的计算方法进行探讨。为便于计算，我们将实际输电线路进行简化，建立数学模型：
（1）输电线路周围的电场满足准静态条件，在此我们假设其产生的电场为准静态电场。
（2）由于计算设计到的因素多而复杂，在此我们假设架空线无限长，而且是与地面平行的光滑圆柱体，所产生电场为平行电场，计算时我们取输电线路最低点垂面。
（3）取大地为零点位，假设大地为无穷大的导体平面。
（4）在远离求解范围处设定电位衰减为零的边界。
4.1 简化模型的计算
电解抛光液在110kV输电线路上，目前广泛使用分裂式导线，由多根子导线构成，在这里我们用等效半径的圆柱导体进行整体导线替代，这样得到的计算结果虽有一定误差，但能基本满足工程设计需求。等效半径图如图1。
根据等效图，我们可以得到等效截面半径为：
式中：R代表分裂导线的半径；r代表子导线的半径，n是子导线根数。等效以后输电线路计算模型如图2。
在三相对称的110kV输电线路上，各相的电位有效值均是相同的。任何一点在任一时刻其场强都是瞬时值，在距离地面1m处，场强的水平分量接近为0，故可忽略不计，可看作只有垂直方向的场强EY，在计算时，可以取A相初始相角为0°和90°进行分别计算，最后通过对计算结果进行方均根，既可得到该点场强的有效值。
4.2 仿真实施步骤
（1）为了更好的检验计算方法，我们以三根导线中心为圆心进行域内布点，假定100m处为边界，进行边界布点、测点布点。如图3所示。
（2）选择恰当的径向基函数，组成离散配点方程组，其中径向基函数为由此我们得出离散配点方程组为：
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议