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[摘 要]为满足日益增长的用电需求,我国要建成统一坚强智能电网。本文详细描述了我国目前的输电线路现状,并指出了其中的问题与隐患所在,结合国内外工作实际,提出了一些在智能电网的建设过程中,关于输电线路部分的改进措施基础理论与研究的意见和建议,希望对电力企业有所帮助。
[关键词]智能电网;输电线路;关键技术
中图分类号:U665.12 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)09-0395-01
引言
我们所说的智能电网,被称为“电网2.0”,本质是电网的智能化。在集成双向的高速通信网络基础上,再通过先进的測量技术与传感技术,在先进的设备基础上,采用先进的控制方法及决策支持系统,全方位实现电网的安全、可靠、经济高效运行,同时也实现环境保护与用电安全的目标。智能电网的核心内涵主要是实现电网的数字化、信息化、自动化及互助化,也被称为Strong Smart Grid(坚强的智能电网)。[1]
1 当前我国电网建设中存在的问题
我国智能电网的基础建设推进是高效的。智能电网的建设内容涵盖广泛,其中包括发电、输电、变电、配电、用电、调度、新能源、智能小区等多方面,其中输电网络部分因网络面积大,涉及广泛,是其中的建设重点。在我国的输电网络建设过程中,多年来都存在“重发轻供”的影响,输电线路存在各种不同的问题,与将来实现智能电网格格不入。
1.1 输电线路材料高耗能、重污染
输电线路杆塔几乎全部采用钢铁型材或者水泥制品,绝缘子几乎全部采用玻璃或者瓷质。不论是钢铁型材,还是水泥制品或者玻璃等,都在生产过程中消耗大量的能量,另外有重污染的废弃物产生。[2]
1.2 输电线路金具无创新
我国输电线路所采用的金具都是仿制的,技术多为模拟的。一味模仿国外的经验,而没有实际地根据我国国情进行本土化的创新与改进。
1.3 输电线路杆塔基础制作手段落后
在输电线路杆塔基础制作过程中,我国仍在采用爆炸与开挖形式为主的方式。这两种手段都会对植被造成破坏,对周围环境也有不良影响,并不符合目前环保理念。
1.4 输电线路线损过高
与发达国家相比,我国输电线路线路居高不下,产生这种现象的原因是我国在输电线路建设过程中,采用的载体是钢芯铝绞线,此种原材料在交变电流磁场作用下,温度升高,电阻变大,造成电能的损失。
2 智能电网建设中输电线路部分关键技术相关建议
作为一项十分复杂的系统工程,智能电网的建设涉及面非常广、使用的技术程度也极其高,已经超越了当前传统电网的发展理念。为给智能电网建设打好坚实基础,电力企业应对当前电网建设中投入更多的科技力量,以下针对几点输电线路中存在的问题提出几点建议:
2.1 選择环保技术,建绿色输电工程
为保护环境,电力企业应选择无污染、低碳环保的材料进行线路建设,例:可建设无磁化输电线路工程[3]。所谓无磁化即:
(1)杆塔→非钢铁及水泥化;
(2)导线、金具→无磁化;
(3)绝缘子→合成化;
(4)杆塔基础→免开挖、免爆破化(采用新型地锚基础等先进技术)。
2.1.1 塔杆的无磁化
国外已有使用碳纤维圆形管塔的成功实例,其重量很轻,非常便于施工,且在生产过程中并未大量耗能,也未有重污染废弃物产生。我国亦有部分公司已试制成功,对我国电网建设有一定的有利影响。
2.1.2 选择碳纤维导线
碳纤维复合芯导线的特点是容量高、耐腐蚀、耐高温、低弧锤、重量轻、低线损、无磁化,该种材质的导线在我国已有近百个工程应用,均取得了成功。是无磁化绿色输电线路架设的首选材料。
2.1.3 选用合成绝缘子
在我国,合成绝缘子已有多年的运行实例,各种电压等级都可胜任,无论是在理论还是实践上都可轻松替代原有的瓷质绝缘子与玻璃绝缘子。
2.1.4 选用免开挖杆塔基础
基础开挖会损坏地表植被及周边环境,在杆塔基础工程中可采用新型地锚基础。其是一种高防腐的金属锚基础。其中螺旋锚是由锚杆与螺旋片焊接组成,直接通过旋转或者冲击进入土中,利用土层的力学性能来支撑并稳定杆塔结构。其施工工艺有别于其它,不用钻孔或者挖掘,避免了其他施工工艺的不稳定性,不会对土壤进行扰动,也不会产生位移、沉陷等现象,是一种安全、简易且经济环保的新型杆塔基础。
2.2 采用高效节能的电力金具
以往的电力线路中,使用的电力金具大致分为两种:
(1)会在使用过程中产生涡流及磁滞损耗的铁磁材料金具。其在使用过程中所产生的涡流及磁滞损耗十分严重,且安装并不方便,还耗能大、易损伤导线。另外,为加强其防腐性能,所使用的热镀锌工艺会严重破坏生态环境,造成环境污染;
(2)制造成本及耗能均较高的铝合金金具。其虽然并未产生严重的环境污染,但在大规模使用过程中,成本过于高昂,并不适用于智能电网的建设,不符合其经济性要求。
在发达国家已有高节能金具研制出来,如图1所示:
我国亦有高效节能的金具研制出品:高节能系列悬垂线夹、高分子轻质系列间隔棒(如图2)等。
3 结束语
综上所述,智能电网的建设离不开基础电网的优质建设,在输电线路部分尤其重要,要利用先进技术、先进材料提升输电线路部分的科学技术含量,减少线损、提升工程质量、降低成本,做好节能环保工作,提升经济效益与环境效益。
参考文献
[1] 钱泽文.浅析智能电网建设输电环节的关键技术[A].灾备技术国家工程实验室、北京邮电大学信息安全中心.2011年亚太智能电网与信息工程学术会议论文集[C].灾备技术国家工程实验室、北京邮电大学信息安全中心:,2011:3.
[2] 仝伟,仝娜,宋宁宁,李鸿泽,严行建,严晓威.智能电网建设中输电线路部分关键技术探讨[J].安徽电力,2012,(02):78-82.
[3] 杨书立,王彦祯,蔡新军.智能电网建设中输电线路部分关键技术探讨[J].通讯世界,2015,(20):119-120.
[关键词]智能电网;输电线路;关键技术
中图分类号:U665.12 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)09-0395-01
引言
我们所说的智能电网,被称为“电网2.0”,本质是电网的智能化。在集成双向的高速通信网络基础上,再通过先进的測量技术与传感技术,在先进的设备基础上,采用先进的控制方法及决策支持系统,全方位实现电网的安全、可靠、经济高效运行,同时也实现环境保护与用电安全的目标。智能电网的核心内涵主要是实现电网的数字化、信息化、自动化及互助化,也被称为Strong Smart Grid(坚强的智能电网)。[1]
1 当前我国电网建设中存在的问题
我国智能电网的基础建设推进是高效的。智能电网的建设内容涵盖广泛,其中包括发电、输电、变电、配电、用电、调度、新能源、智能小区等多方面,其中输电网络部分因网络面积大,涉及广泛,是其中的建设重点。在我国的输电网络建设过程中,多年来都存在“重发轻供”的影响,输电线路存在各种不同的问题,与将来实现智能电网格格不入。
1.1 输电线路材料高耗能、重污染
输电线路杆塔几乎全部采用钢铁型材或者水泥制品,绝缘子几乎全部采用玻璃或者瓷质。不论是钢铁型材,还是水泥制品或者玻璃等,都在生产过程中消耗大量的能量,另外有重污染的废弃物产生。[2]
1.2 输电线路金具无创新
我国输电线路所采用的金具都是仿制的,技术多为模拟的。一味模仿国外的经验,而没有实际地根据我国国情进行本土化的创新与改进。
1.3 输电线路杆塔基础制作手段落后
在输电线路杆塔基础制作过程中,我国仍在采用爆炸与开挖形式为主的方式。这两种手段都会对植被造成破坏,对周围环境也有不良影响,并不符合目前环保理念。
1.4 输电线路线损过高
与发达国家相比,我国输电线路线路居高不下,产生这种现象的原因是我国在输电线路建设过程中,采用的载体是钢芯铝绞线,此种原材料在交变电流磁场作用下,温度升高,电阻变大,造成电能的损失。
2 智能电网建设中输电线路部分关键技术相关建议
作为一项十分复杂的系统工程,智能电网的建设涉及面非常广、使用的技术程度也极其高,已经超越了当前传统电网的发展理念。为给智能电网建设打好坚实基础,电力企业应对当前电网建设中投入更多的科技力量,以下针对几点输电线路中存在的问题提出几点建议:
2.1 選择环保技术,建绿色输电工程
为保护环境,电力企业应选择无污染、低碳环保的材料进行线路建设,例:可建设无磁化输电线路工程[3]。所谓无磁化即:
(1)杆塔→非钢铁及水泥化;
(2)导线、金具→无磁化;
(3)绝缘子→合成化;
(4)杆塔基础→免开挖、免爆破化(采用新型地锚基础等先进技术)。
2.1.1 塔杆的无磁化
国外已有使用碳纤维圆形管塔的成功实例,其重量很轻,非常便于施工,且在生产过程中并未大量耗能,也未有重污染废弃物产生。我国亦有部分公司已试制成功,对我国电网建设有一定的有利影响。
2.1.2 选择碳纤维导线
碳纤维复合芯导线的特点是容量高、耐腐蚀、耐高温、低弧锤、重量轻、低线损、无磁化,该种材质的导线在我国已有近百个工程应用,均取得了成功。是无磁化绿色输电线路架设的首选材料。
2.1.3 选用合成绝缘子
在我国,合成绝缘子已有多年的运行实例,各种电压等级都可胜任,无论是在理论还是实践上都可轻松替代原有的瓷质绝缘子与玻璃绝缘子。
2.1.4 选用免开挖杆塔基础
基础开挖会损坏地表植被及周边环境,在杆塔基础工程中可采用新型地锚基础。其是一种高防腐的金属锚基础。其中螺旋锚是由锚杆与螺旋片焊接组成,直接通过旋转或者冲击进入土中,利用土层的力学性能来支撑并稳定杆塔结构。其施工工艺有别于其它,不用钻孔或者挖掘,避免了其他施工工艺的不稳定性,不会对土壤进行扰动,也不会产生位移、沉陷等现象,是一种安全、简易且经济环保的新型杆塔基础。
2.2 采用高效节能的电力金具
以往的电力线路中,使用的电力金具大致分为两种:
(1)会在使用过程中产生涡流及磁滞损耗的铁磁材料金具。其在使用过程中所产生的涡流及磁滞损耗十分严重,且安装并不方便,还耗能大、易损伤导线。另外,为加强其防腐性能,所使用的热镀锌工艺会严重破坏生态环境,造成环境污染;
(2)制造成本及耗能均较高的铝合金金具。其虽然并未产生严重的环境污染,但在大规模使用过程中,成本过于高昂,并不适用于智能电网的建设,不符合其经济性要求。
在发达国家已有高节能金具研制出来,如图1所示:
我国亦有高效节能的金具研制出品:高节能系列悬垂线夹、高分子轻质系列间隔棒(如图2)等。
3 结束语
综上所述,智能电网的建设离不开基础电网的优质建设,在输电线路部分尤其重要,要利用先进技术、先进材料提升输电线路部分的科学技术含量,减少线损、提升工程质量、降低成本,做好节能环保工作,提升经济效益与环境效益。
参考文献
[1] 钱泽文.浅析智能电网建设输电环节的关键技术[A].灾备技术国家工程实验室、北京邮电大学信息安全中心.2011年亚太智能电网与信息工程学术会议论文集[C].灾备技术国家工程实验室、北京邮电大学信息安全中心:,2011:3.
[2] 仝伟,仝娜,宋宁宁,李鸿泽,严行建,严晓威.智能电网建设中输电线路部分关键技术探讨[J].安徽电力,2012,(02):78-82.
[3] 杨书立,王彦祯,蔡新军.智能电网建设中输电线路部分关键技术探讨[J].通讯世界,2015,(20):119-120.