楚雄电网输电线路通流能力与输电容量实证分析
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摘要
用电量的迅速增长引发了线路输送容量扩容的问题，这在楚雄地区的输电运行工作中尤为突出。由于楚雄电网不满足N-1要求，在云南电网电量总体平衡的情况下，仍然对楚雄地区局部进行限电。要彻底解决该问题，必须完善电网结构。计划于2008年3月500kV和平变电站建立之后，楚雄电网可以增加多回电源进线。在此之前，短时提高现有导线的输送容量，具有明显的社会效益和经济效益。
本文从楚雄电网现有结构出发，分析了N-1存在的原因。对各种解决方案作了分析比较，提高运行允许温度的方案以投资小、线路改造停电时间短等优点成为解决线路扩容问题的有效方法。
提高导线运行允许温度后，会对接续金具发热和导线机械强度带来影响，直接关系到线路的安全运行。本文引用国电电力建设研究所与北京电力公司合作获得的试验研究成果，并参考国外对该问题的分析结论，提出了合理的运行温度值。
本课题通过借鉴华东电网在500kV输电线路所做的工程实践，得出提高导线载流量以后导线弧垂的变化值，结合楚雄电网进行了具有针对性的线路的实际观测，在总结试验和现场观测数据基础上，通过分析提出了通过提高导线运行允许温度后导线弧垂的控制范围。
结合楚雄地区的地理气候条件，对《电力系统稳定导则》规定的输电电流数据进行了修正，提出了导线的持续允许电流值和短时允许电流值，对调度员的负荷控制进行定量指导。
楚雄电网在采信本文结论的基础上，对提高线路输送容量作了技术和组织两方面的措施。一方面对220kV电源线路作了全线测量，保证导线的弧垂在可控范围。另一方面，加强了输电线路的维护，防范各种危害的发生。同时严格二次部分的工作，力争继电保护动作率保持100％。
提高导线运行温度以后，满足了楚雄地区目前的负荷需求，导线运行情况良好。作为地区一级的供电企业，在全国首家作出了有益的尝试。在全国普遍存在有线路输送能力不足，热稳定问题突出的情况下，本文的结论，对其他类似情况都有借鉴意义。
With the increasing of the load of ChuXiong bureau, problem on limit of lines transmission ability is more and more obvious. This paper studies the transmission capability of network transmission interface under steady state security restriction with N-1 principle. On how to solve the problem, several strategies are available to be choose.
This paper discuses some problems of raising permissible operating temperature of conductor, and analyses technology of increasing current-carrying capacity of overhead conductors by raising their allowable temperature and its application to 220 kV lines.
For improving the transmitting capacity of transmission line, the method of applying dynamic monitoring technology was presented after theoretical analysis, test and research in lab, and feasibility study based on field conditions.
The transmitting capacity of 220kV transmission line in ChuXiong power grid is restricted by thermal equilibrium. To enlarge the transmitting capacity, the author theoretically analyze the feasibility of increasing conducting wire's transmitting capacity by means of real-time monitoring the operation environment of conductors, and emphatically present the calculated conductor's current capacity according to on-site measured parameters such as wind speed, ambient temperature, sunshine intensity, etc., and the simulation result of temperature rise of transmission line. Both the results from calculation and simulation show that by use of on-site measured environment parameters of transmission line the real-time determination of conductor's transmitting limit is feasible, generally the transmitting capacity of transmission line can be increased in the range 10 percent to 30 percent.
Lines' curve is one of the important factors impacting the safe running of transmission line. The mathematical relationships between span variation and line stress are analyzed.
Chuxiong administration of power supply had done the following methods to improving transmission ability of 220 kV power network. For example, engineering technologies and measures for improving the transmitting capability of 220kv transmission lines, improving professional management of lines by using technological progress, feasibility study of real-time dynamic capacity-increase for transmission lines.
Half year Operation of Transmission Line in Chuxiong Electric Power Bureau approved that the lines work well. As the first one to have this taste in area bureaus, the result benefits the related situations a lot.
本文从楚雄电网现有结构出发，分析了N-1存在的原因。对各种解决方案作了分析比较，提高运行允许温度的方案以投资小、线路改造停电时间短等优点成为解决线路扩容问题的有效方法。
提高导线运行允许温度后，会对接续金具发热和导线机械强度带来影响，直接关系到线路的安全运行。本文引用国电电力建设研究所与北京电力公司合作获得的试验研究成果，并参考国外对该问题的分析结论，提出了合理的运行温度值。
本课题通过借鉴华东电网在500kV输电线路所做的工程实践，得出提高导线载流量以后导线弧垂的变化值，结合楚雄电网进行了具有针对性的线路的实际观测，在总结试验和现场观测数据基础上，通过分析提出了通过提高导线运行允许温度后导线弧垂的控制范围。
结合楚雄地区的地理气候条件，对《电力系统稳定导则》规定的输电电流数据进行了修正，提出了导线的持续允许电流值和短时允许电流值，对调度员的负荷控制进行定量指导。
楚雄电网在采信本文结论的基础上，对提高线路输送容量作了技术和组织两方面的措施。一方面对220kV电源线路作了全线测量，保证导线的弧垂在可控范围。另一方面，加强了输电线路的维护，防范各种危害的发生。同时严格二次部分的工作，力争继电保护动作率保持100％。
提高导线运行温度以后，满足了楚雄地区目前的负荷需求，导线运行情况良好。作为地区一级的供电企业，在全国首家作出了有益的尝试。在全国普遍存在有线路输送能力不足，热稳定问题突出的情况下，本文的结论，对其他类似情况都有借鉴意义。
With the increasing of the load of ChuXiong bureau, problem on limit of lines transmission ability is more and more obvious. This paper studies the transmission capability of network transmission interface under steady state security restriction with N-1 principle. On how to solve the problem, several strategies are available to be choose.
This paper discuses some problems of raising permissible operating temperature of conductor, and analyses technology of increasing current-carrying capacity of overhead conductors by raising their allowable temperature and its application to 220 kV lines.
For improving the transmitting capacity of transmission line, the method of applying dynamic monitoring technology was presented after theoretical analysis, test and research in lab, and feasibility study based on field conditions.
The transmitting capacity of 220kV transmission line in ChuXiong power grid is restricted by thermal equilibrium. To enlarge the transmitting capacity, the author theoretically analyze the feasibility of increasing conducting wire's transmitting capacity by means of real-time monitoring the operation environment of conductors, and emphatically present the calculated conductor's current capacity according to on-site measured parameters such as wind speed, ambient temperature, sunshine intensity, etc., and the simulation result of temperature rise of transmission line. Both the results from calculation and simulation show that by use of on-site measured environment parameters of transmission line the real-time determination of conductor's transmitting limit is feasible, generally the transmitting capacity of transmission line can be increased in the range 10 percent to 30 percent.
Lines' curve is one of the important factors impacting the safe running of transmission line. The mathematical relationships between span variation and line stress are analyzed.
Chuxiong administration of power supply had done the following methods to improving transmission ability of 220 kV power network. For example, engineering technologies and measures for improving the transmitting capability of 220kv transmission lines, improving professional management of lines by using technological progress, feasibility study of real-time dynamic capacity-increase for transmission lines.
Half year Operation of Transmission Line in Chuxiong Electric Power Bureau approved that the lines work well. As the first one to have this taste in area bureaus, the result benefits the related situations a lot.
引文
[1] DL 755-2001电力系统安全稳定导则，中国电力出版社，2001
[2] 穆广祺，电网规划及运行中N-1准则应用与设备的相关性问题，Application of N-1 Criterion and ns Correlation with Equipment in Power Network Planning and Operation，电力设备，2004年12期
[3] 2007年楚雄电网年度运行方式，楚雄供电局电力调度中心
[4] 楚雄供电局2006年度营销工作报告，楚雄供电局营销部
[5] 云南电网调度管理规程，云南电力调度中心，2005年
[6] 刘长青、刘胜春等，提高导线发热允许温度的试验研究，电力建设，2003(8)
[7] 刘长青等，提高导线运行允许温度若干问题的探讨，Discussion on Some Problems of Raising Permissible Operating Temperature of Conductor，电力设备，2004年08期
[8] 程应镗，送电线路金具的设计安装实验和应用[M]，北京：水利电力出版社，1989
[9] 罗小文，汪小明，送电线路非耐张接头电气性能分析，Analysis of electric performance of power line tensionless contacts，广东电力，2003年03期
[10] 李博之，高压架空输电线路架线施工技术手册(架线工程计算部分)(第2版)，中国电力出版社，2000
[11] 尤传永，耐热铝合金导线的耐热机理及其在输电线路中的应用，电力建设，2003(8)
[12] 张殿生，电力工程高压送电线路设计手册[M]，北京：水利电力出版社，1989
[13] 付明强，输变电设备接头发热的原因及预防，电力安全技术，2006年07期
[14] 袁永毅 孙廷玺，影响钢芯铝绞线允许载流量的因素，电力安全技术，2001年05期
[15] DL／T5092-1999，110～550kV架空送电线路技术规程，中国电力出版社，1999
[16] 万国钧，关于导线载流量的计算．电力技术，1979年2月
[17] SDGJ14-86，导体和电器选择设计技术规定，水利电力出版社，1986
[18] 曾昭桂，输电线路的运行和检修，水利电力出版社，1985
[19] 英国中央发电局，西南区ESMO-83．导线接头的容量，1983年6月
[20] 机械、电气编委会，电气工程师手册，机械工业出版社，1987
[21] 王建华、潘殿翔，肖伟，MATLAB在输电线路电线力学计算中的应用，高电压技术，2001年04期
[22] 能源部东北电力设计院．电力工程高压送电线路设计手册，北京：中国电力出版社
[23] 叶宏声，提高导线允许温度增加线路输送容量的研究及在500kV线路上的应用，Technology of Increasing current-carrying Capacity of Overhead Conductors by Raising Their Allowable Temperature and Its Application to 500 kV Lines，中国科协2004年学术年会电力分会场暨中国电机工程学会2004年学术年会论文集
[24] 胡学浩，提高交流500 kV线路输电能力的实用化技术和措施，ENGINEERING TECHNOLOGIES AND MEASURES FOR IMPROVING THE TRANSMITTING CAPABILITY OF 500 kV TRANSMISSION LINES，电网技术，2001年03期
[25] 栾军等，提高500 kV电网输送能力的研究，A Study on Improving Transmission Ability of 500 kV Power Network，电力设备，2005年10期
[26] 韩晓琪等，提高500 kV电网向北京输送能力的措施，The Measures for Improving Transmission Ability of 500 kV Transmission Lines to Beijing，电力设备，2005年10期
[27] 钱之银，以科技进步提高线路专业管理水平，Improving professional management of lines by using technological progress，华东电力，2005年09期
[28] 钱之银，输电线路实时动态增容的可行性研究，Feasibility study of real-time dynamic capacity-increase for transmission lines，华东电力，2005年07期
[29] 文华、蒋石林，高原环境条件及其对输配电设备的影响，云南省电力试验研究所
[30] 钱之银、朱峰，提高华东电网500 kV输电线路输电容量的研究，Study of increasing 500 kV transmission line capacity in East China Electric Power Grid，华东电力，2003年06期
[31] 易辉、纪建民，交流架空线路新型输电技术，中国电力出版社，2006年
[32] 郑坤，王建华，基于Matlab的电力系统输电线路仿真，ANALYSIS OF POWER SYSTEM TRANSMISSION CIRCUIT SIMULATION BASED ON MATLAB／PSB，哈尔滨师范大学自然科学学报，2005年03期
[33] 薛定宇，陈阳泉．基于Matlab／Simulink的系统仿真技术与应用．北京：清华大学出版社，2002
[34] 何仰赞．电力系统分析．武汉：华中工学院出版社，1984
[35] 郭琼．基于Matlab的Powergui性能在电力工程教学中的应用，电力系统及自动化学报，2004，2
[36] 彭疆南．Matlab及其在电力系统仿真研究中的应用[J]，沈阳电力高等专科学报，2000
[37] 宋彩霞，路新春，王磊．计算机仿真在电力系统中的应用与研究．计算机仿真，2002，21(5)
[38] 陈维铁，电力系统仿真技术的发展与应用[J]．西南石油学院学报，1996，18(1)：116～120
[39] 庞红梅，范高杭，李林，输电线路外破原因及防范对策，电力安全技术，2003年04期
[40] 王永基，输电线路外力破坏事故的防范对策，Countermeasures to Accident of Transmission Line Caused by External Factors，广东输电与变电技术，2003年01期
[41] 孔志战，区域环境对输电线路防污工作的影响，Effect of Regional Environment upon Pollution Prevention of Transmission Line，西北电力技术，2006年02期
[42] 张宇，从配电架空线路发生故障的特点谈提高配网运行与维护水平，Discussion on the Improvernent of Distribution Net Operation and Maintenace，青海电力，2006年04期
[43] 武小林，电力输电线路安全运行的探讨，Discussion on Safe Operation of Power Transmission Lines，应用能源技术，2006年10期
[44] 黄俊杰等，架空输电线路弧垂计算的计算机实现，Computer Realization of Sag Calculation for Transmission Line，湖北电力，2003年03期
[45] 黄俊杰等，用计算机实现架空输电线路弧垂综合管理，Computer-based realization of integrated management for overhead transmission line sags，供用电，2003年02期
[46] 黄俊杰，王身丽，采用计算机软件测控架空线路标准弧垂值的方法，Method to Improve Accuracy of Sag Measurement for Transmission Line Using Computer Software，电力建设，2004年04期
[47] 罗正贵，滇南电网输电线路的防雷分析，Analysis of lightening prevention of transmission line of South Yunnan province power network，云南电力技术，2005年01期
[48] 张锋，张怡，浙江电网输电线路跳闸的原因分析及防范措施，Analysis of transmission line trip in Zhejiang Power Grid and its preventive countermeasures，华东电力，2005年02期
[49] 输电线路杆塔接地网改造技术及测试技术应用研究，楚雄供电局2006年度科技项目
[50] 降低输电线路杆塔接地电阻的应用与研究，大理供电局2006年度科技项目
[2] 穆广祺，电网规划及运行中N-1准则应用与设备的相关性问题，Application of N-1 Criterion and ns Correlation with Equipment in Power Network Planning and Operation，电力设备，2004年12期
[3] 2007年楚雄电网年度运行方式，楚雄供电局电力调度中心
[4] 楚雄供电局2006年度营销工作报告，楚雄供电局营销部
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[14] 袁永毅 孙廷玺，影响钢芯铝绞线允许载流量的因素，电力安全技术，2001年05期
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[23] 叶宏声，提高导线允许温度增加线路输送容量的研究及在500kV线路上的应用，Technology of Increasing current-carrying Capacity of Overhead Conductors by Raising Their Allowable Temperature and Its Application to 500 kV Lines，中国科协2004年学术年会电力分会场暨中国电机工程学会2004年学术年会论文集
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[26] 韩晓琪等，提高500 kV电网向北京输送能力的措施，The Measures for Improving Transmission Ability of 500 kV Transmission Lines to Beijing，电力设备，2005年10期
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[29] 文华、蒋石林，高原环境条件及其对输配电设备的影响，云南省电力试验研究所
[30] 钱之银、朱峰，提高华东电网500 kV输电线路输电容量的研究，Study of increasing 500 kV transmission line capacity in East China Electric Power Grid，华东电力，2003年06期
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[32] 郑坤，王建华，基于Matlab的电力系统输电线路仿真，ANALYSIS OF POWER SYSTEM TRANSMISSION CIRCUIT SIMULATION BASED ON MATLAB／PSB，哈尔滨师范大学自然科学学报，2005年03期
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[34] 何仰赞．电力系统分析．武汉：华中工学院出版社，1984
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[36] 彭疆南．Matlab及其在电力系统仿真研究中的应用[J]，沈阳电力高等专科学报，2000
[37] 宋彩霞，路新春，王磊．计算机仿真在电力系统中的应用与研究．计算机仿真，2002，21(5)
[38] 陈维铁，电力系统仿真技术的发展与应用[J]．西南石油学院学报，1996，18(1)：116～120
[39] 庞红梅，范高杭，李林，输电线路外破原因及防范对策，电力安全技术，2003年04期
[40] 王永基，输电线路外力破坏事故的防范对策，Countermeasures to Accident of Transmission Line Caused by External Factors，广东输电与变电技术，2003年01期
[41] 孔志战，区域环境对输电线路防污工作的影响，Effect of Regional Environment upon Pollution Prevention of Transmission Line，西北电力技术，2006年02期
[42] 张宇，从配电架空线路发生故障的特点谈提高配网运行与维护水平，Discussion on the Improvernent of Distribution Net Operation and Maintenace，青海电力，2006年04期
[43] 武小林，电力输电线路安全运行的探讨，Discussion on Safe Operation of Power Transmission Lines，应用能源技术，2006年10期
[44] 黄俊杰等，架空输电线路弧垂计算的计算机实现，Computer Realization of Sag Calculation for Transmission Line，湖北电力，2003年03期
[45] 黄俊杰等，用计算机实现架空输电线路弧垂综合管理，Computer-based realization of integrated management for overhead transmission line sags，供用电，2003年02期
[46] 黄俊杰，王身丽，采用计算机软件测控架空线路标准弧垂值的方法，Method to Improve Accuracy of Sag Measurement for Transmission Line Using Computer Software，电力建设，2004年04期
[47] 罗正贵，滇南电网输电线路的防雷分析，Analysis of lightening prevention of transmission line of South Yunnan province power network，云南电力技术，2005年01期
[48] 张锋，张怡，浙江电网输电线路跳闸的原因分析及防范措施，Analysis of transmission line trip in Zhejiang Power Grid and its preventive countermeasures，华东电力，2005年02期
[49] 输电线路杆塔接地网改造技术及测试技术应用研究，楚雄供电局2006年度科技项目
[50] 降低输电线路杆塔接地电阻的应用与研究，大理供电局2006年度科技项目