一、 技術名稱:基于架空地線絕緣接地方式的交流輸電線路節能技術
二、技術所屬領域及適用范圍:電力行業 架空地線逐塔接地的交流輸電線路
三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀
架空地線(避雷線)是輸電線路中保障安全的重要導線,但輸電導線將對其產生電磁感應,會在地線與地線、地線與大地之間形成感應電流。按照我國現有設計標準推算,在110kV、220kV、500kV三類輸電系統中,單位長度架空地線能量損耗分別為0.37萬kWh/km·a、1.44萬kWh/km·a和2.84萬kWh/km·a。以南方電網線路規模,每年因架空地線的電能損耗大約為16.7億kWh,約合消耗54萬tce。該技術的應用可以避免架空地線上感應電流的產生,進而減少感應電流產生的損耗。目前我國尚無同類技術,具有較大的推廣潛力。目前該技術可實現節能量3萬tce/a,CO2減排約8萬t/a。
四、技術內容
1.技術原理
該技術對架空地線進行絕緣化改造,將普通地線和光纖復合架空地線(OPGW)的接地方式均由逐塔接地改為絕緣單點接地,切斷了地線與大地之間的電流通路,消除了架空地線上的電能損耗。正常運行情況下,地線與桿塔絕緣,避免感應電流的產生;當雷電過電壓發生或線路故障時,地線絕緣子的放電間隙自動擊穿,保證雷電流和故障工頻電流的有效泄放。放電間隙被擊穿后又可自動恢復,起到絕緣作用,減少人工的維護。
2.關鍵技術
(1)地線絕緣子及保護間隙選配技術(包括冰區架空線路);
(2)絕緣架空地線感應電壓限制技術;
(3)OPGW終端接地殘流防護技術(配套相應保護裝置)。
3.工藝流程
為限制絕緣架空地線的感應電壓,采取的技術措施包括架空地線分段、地線換位等方法,各方案的工作原理如圖1-圖3所示:
五、主要技術指標
1.架空地線損耗為零;
2.架空地線感應電壓不高于1000V(線路正常運行時);
3.架空地線絕緣子保護間隙距離整定,區分了融冰線路和非融冰線路。
六、技術鑒定、獲獎情況及應用現狀
該技術于2013年通過南方電網公司組織的成果鑒定,達到國際先進水平。獲得國家發明專利3項、實用新型專利5項,參與制定電力行業標準1項。目前,該技術已在廣東電網20回線路得到了應用。
七、典型應用案例
典型用戶:廣東電網清遠供電局、惠州供電局等
典型案例1
案例名稱:惠州供電局冰區架空地線改造項目
技術提供單位:廣東電網公司電力科學研究院
建設規模:對冰區的110kV保水線、保吉甲線、貴水線、安慧線、保吉乙線和220kV山安線、連安線、山保線、陽燕甲乙線共10回線路進行了規劃設計和節能降損改造。主要技改內容:110kV保水線全長31.9km,改造前地線感應電流達22A,每年電能損耗46萬kWh。采用地線絕緣改造,全線共用218片地線絕緣子。技改投資額2.18萬元,每年可節能148tce,減排二氧化碳390t,年節能經濟效益23萬元,投資回收期2個月。
典型案例2
案例名稱:惠州供電局非冰區架空地線改造項目
技術提供單位:廣東電網公司電力科學研究院
建設規模:對惠州供電局非冰區110kV沙逕至官廳線路進行架空地線節能降損規劃設計及改造。主要技改內容:線路全長21.3km,架空地線一根為普通地線,一根為OPGW。改造前地線感應電流達30A,每年電能損耗16.8萬kWh。采用地線絕緣改造,使用OPGW絕緣接續盒1個,地線絕緣子104片。技改投資額1.2萬元,每年可節能54 tce,減排二氧化碳142t。年節能經濟效益8.4萬元,投資回收期2個月。
八、推廣前景及節能減排潛力
本技術已在廣東電網5個供電局20條輸電線路成功應用,節能效果良好,僅在已應用線路上每年節約電能損耗可達616萬kWh,相應節能1977tce。預計未來5年,該技術可在電力行業推廣比例達30%,項目總投資2.5億元,可形成年節能能力81萬tce,年碳減排能力214萬tCO2。
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