试论高压输电线路电气设计技术

童辉TONG Hui

（中国电建集团河南省电力勘测设计院有限公司，郑州450000）

0 引言

高压输电线路主要有两种形式，分别是架空输电线路和电缆输电线路。其中，架空输电线路使用输电杆塔悬挂导线以传输电力。电缆输电线路在地下敷设电缆，这节省了空间，但后续输电线路维护较为不方便。因此，架空输电线路是目前最重要的高压输电方式。随着社会的进步和经济的飞速发展，我国的电网建设也不断加速，由于社会对电力的需求不断增长，因此需要更加可靠的输电过程。尽管我国已经建成了世界上规模最大和最复杂的电网，仍需要改进高压输电线路的电气设计。

1 高压输电线路电气设计工作项目

1.1 环境分析工作 在高压输电线路的电气设计中，有必要根据系统覆盖范围内的当前环境条件，系统应扮演的角色以及各种电气设备对环境的抵抗力来选择正确的设备。另外，在环境分析过程中，还需要根据辅助设施的持续建设情况来分析现有的基础结构是否能够满足支持各种硬件设备的要求。当明确表明该区域需要铺设电缆的支撑电线杆、变压器托台、配电柜和其他设备时，这还包括收集和研究地质信息，以便基础设施可以发挥作用，并提高整个系统的质量。

1.2 理论参数分析 在高压输电线路的电气设计中，有必要研究系统必须执行的任务，并通过在系统设计过程中应用和分析相关理论来确定选择各种硬件的原理。例如，电力系统中的电流潮汐理论、跳闸理论和继电理论等，通过使用多种电力理论来分析系统当前运行期间可能出现的问题。另外，在使用相关理论的阶段，有必要将设备的运行参数代入其中，并使用替代计算方法来分析系统的实际稳定性。

1.3 施工设计工作 在提供高压输电线路的电气设计工作计划后，以工作计划为指导进行系统构建过程，并根据各种电子设备和相关设备确定各种对象的辅助设施以及其自主运行方式。例如，对于变压器系统，配置的辅助组件包括变压器功率转换线圈、变压器油、变压器吸湿装置和固定电缆组件。基础辅助设施建设完成后，需要添加变压器油，然后添加转换电力参数装置，封装变压器后，要进行进气管道和空气吸湿器的高密封性连接。具体的施工设计工作应基于诸如辅助设施的建设，变压器外壳的安装等任务制定项目计划，以使整个工作系统具有建设价值。

2 高压输电线路电气设计工作内容

2.1 获取和整合环境参数 在获取环境参数的过程中，必要的分析元素可以实现各种环境参数的一般部署，然后从中选择各种参数的分析级别，并确定各种电子设备的运行参数。例如，当设计用于高压输电线路的电网时，发现当地的空气通常相对较湿，并且该区域的昼夜温差较大。获得此参数后，有必要合理选择变压器的空气吸湿装置。所选的工作设备在长期运行过程中必须能够保持较高的水蒸气吸收水平，并且其密封性不会造成严重损坏。

2.2 电力理论的选择与应用 在高压输电线路的电气设计中，有必要根据当前的工作模式和系统的工作要求严格分析各种功率节点对系统的影响，并分析使用电力理论的特定方法，包括计算电力潮流参数和易损节点、选择和分析变压器的工作功率。另外，长距离高压输电线路的电气系统必须进一步优化和设计，以减少线路本身的干扰。例如，在长距离电力潮流参数项目中，环境因素造成的干扰、输电线路系统自身的造成干扰以及不合理的电力设备配置和其他问题会导致系统运行期间出现故障。解决这些问题需要选择的合适的电力理论知识对各种电力开关的环境影响状态和输电线路的功率降低的原因等进行科学分析。

2.3 制定和实施施工计划 在对高压输电线路电气项目进行科学合理的设计后，有必要以专业的施工方案实施设计方案，以使系统保持稳定的工作状态。施工计划过程应首先分析项目总量，然后分析项目建设过程中需要投入的资源、工作范围、施工设备及其他项目，最后分析可能影响施工的因素。只有当所有工作质量均达到专业性能指标时，高压输电线路才能稳定工作。此外，设计过程还应考虑到项目的允许建设期，建设过程中的总投资成本，生成相应工程参数的形式等，并应用已开发的各种新工作系统来准确讨论项目的施工水平。

3 高压输电线路电气设计的实施

3.1 如何获取环境参数 获取环境参数的过程包括两个方面：局部气候环境参数以及地质参数。获取专业数据后，选择能够对负环境因素保持较高抵抗力的设备，从而使系统能够保持安全稳定的运行状态。例如，在特定区域进行的环境调查发现，原先的高压输电线路系统恰恰是因为变压器负载无法满足当地居民的用电需求，从而降低了稳定性，通过更换变压器可以解决上述问题。选择变压器型号时其负载功率通常要高于应用功率，且要考虑实际损耗，此外，还要配备空气吸湿装置，提高变压器的气密性等。

3.2 如何使用电力理论 电力理论的发展非常快，且应用日趋完善。尤其是在工程应用中，可以为相关的工程项目选择正确的电力理论非常重要。例如，在高压输电线路设计中，如果存在着较多太阳能和风能电站，有必要分析发电厂的电力参数是否会影响高压输电线路。所使用的理论包括对脆弱电力节点，电力潮汐等。通过电力理论分析优化施工，以保证高压输电线路的可用与稳定。

3.3 施工方案设计 在设计高压输电线路的电气系统时，有必要根据项目类型，工作范围和项目中可能出现的质量问题建立专业的控制系统。例如，在某个工程项目中，工作的最终目标是更换逐渐无法满足性能要求的变压器。固定变压器箱并添加绕组后，向其中添加变压器油，如果发现变压器油已从其原始的无色状态变为黄色，则可以确定当前操作存在问题。分析的结果表明，问题的原因可能是电缆的损坏或腐蚀以及变压器箱的问题等。修理方法是重新检查电缆绕组和箱体并更换添加的变压器油。

4 高压输电线路电气设计优化措施

4.1 合理选择杆塔、基础型式 在整个高压输电线路的设计和实施中，杆塔是确保线路安全并确保整个线路的完整性。但是，在传统设计中，各自的设计师仅考虑固定线路，而忽略了杆塔型式。这不仅增加了杆塔建设的成本，而且严重影响了线路效果并增加了隐藏线路的危害。因此，首先，有关人员应对线路的实际情况进行专业的科学研究和分析，并根据线路实施区域的特点，智能选择杆塔、基础模型。例如，在山区和森林地区，设计师必须考虑所有方面，以使塔的高度与施工区域相匹配。其次，在选择杆塔模型时，要控制好杆塔的成本并进行合理配置。

4.2 输电线路的复杂选择 为了确保设计的效率和有效性，有必要对输电线路进行全面的研究和分析。这是因为高压输电线路通常会经过一些环境干扰因素较大的地区，例如具有特殊天气条件的山区和森林地区以及难以建造的城市地区。因此，首先，相关设计者需要考虑电力线路设计的各种局限性，对这些领域进行有效的事实检查和分析。全面比较并选择最佳设计方案，并尽可能避免这些区域以降低电力线路复杂度，尽量减小电力线路的曲折系数和角度，以提高项目计划的质量并减少施工材料的数量。最后，设计人员必须积极调试以确保高压输电线路的电路完全匹配施工现场，以实现输电项目的价值和利益。

4.3 做好防雷和防冰的设计工作 我国幅员辽阔，不同地区的地形和气候特征也不同。输电公司必须做好防止结冰和雷击的工作，以确保安全有效的电气设计工作。最重要的是，电气设计师需要结合区域的地质和气候特征来进行选择。例如，必须确保电线的机械强度，确保电线在冰雹和雷暴天气下的可靠运行，最大程度地减少恶劣天气条件对电线的负面影响，并降低发生短路问题的可能性；其次，在设计高压输电线路时，需要提高绝缘覆冰的施加强度，以确保高压输电线路具有足够的适用性。可以在绝缘的覆冰表面上使用高质量的防水材料，以避免高压输电线路发生“冰闪”，从而在实际应用过程中不会出现安全问题。

4.4 提高人员的综合素质 为了提高设计施工人员的素质，从事高压输电线路设计的企业需要尽一切可能对人员进行职业科学训练和教育。首先，公司需要进行定期和不定期的抽查内部人员，包括设计师和施工人员，是否接受了各方面的培训，例如专业、科学和合理的技能、思想和创新。并且培训是否有科学合理的方案和计划，培训的效率和效果是否存在；其次，管理人员还必须发挥员工潜力并调动他们的热情，不仅要有效地掌握专业技能和知识，而且还要准确地理解和利用开发区域的特征和其他实际条件，并利用实际环境来提高其专业技能。同时，有必要比较不同的环境的设计和施工经验以填补理论知识方面的空白，通过提升设计施工人员的素质可以大大提高高压输电线路电路的设计水平，可以更好地匹配环境与线路之间的高度协调性，同时确保资源的利用和事故的有效减少。

5 结束语

为了确保高压传输系统的安全稳定运行，必须采取有效措施来提高电气设计的质量。当前，能耗的逐渐增加也增加了输电线路故障的频率，人员故障排除的复杂性和强度也增加了。因此，在实际的电气设计过程中，有必要避免由于电气设计因素引起的结构缺陷，从而增加输电线路的运行检修难度。这需要不断提高设计人员的技能和整体素质，并需要重新检查图纸，严格按照有关规程开展设计，并在图纸设计过程中采取适当的改进和优化措施，以确保电力系统安全稳定运行，实现经济稳定发展。