一、 技术名称:基于架空地线绝缘接地方式的交流输电线路节能技术
二、技术所属领域及适用范围:电力行业 架空地线逐塔接地的交流输电线路
三、与该技术相关的能耗及碳排放现状
架空地线(避雷线)是输电线路中保障安全的重要导线,但输电导线将对其产生电磁感应,会在地线与地线、地线与大地之间形成感应电流。按照我国现有设计标准推算,在110kV、220kV、500kV三类输电系统中,单位长度架空地线能量损耗分别为0.37万kWh/km·a、1.44万kWh/km·a和2.84万kWh/km·a。以南方电网线路规模,每年因架空地线的电能损耗大约为16.7亿kWh,约合消耗54万tce。该技术的应用可以避免架空地线上感应电流的产生,进而减少感应电流产生的损耗。目前我国尚无同类技术,具有较大的推广潜力。目前该技术可实现节能量3万tce/a,CO2减排约8万t/a。
四、技术内容
1.技术原理
该技术对架空地线进行绝缘化改造,将普通地线和光纤复合架空地线(OPGW)的接地方式均由逐塔接地改为绝缘单点接地,切断了地线与大地之间的电流通路,消除了架空地线上的电能损耗。正常运行情况下,地线与杆塔绝缘,避免感应电流的产生;当雷电过电压发生或线路故障时,地线绝缘子的放电间隙自动击穿,保证雷电流和故障工频电流的有效泄放。放电间隙被击穿后又可自动恢复,起到绝缘作用,减少人工的维护。
2.关键技术
(1)地线绝缘子及保护间隙选配技术(包括冰区架空线路);
(2)绝缘架空地线感应电压限制技术;
(3)OPGW终端接地残流防护技术(配套相应保护装置)。
3.工艺流程
为限制绝缘架空地线的感应电压,采取的技术措施包括架空地线分段、地线换位等方法,各方案的工作原理如图1-图3所示:
五、主要技术指标
1.架空地线损耗为零;
2.架空地线感应电压不高于1000V(线路正常运行时);
3.架空地线绝缘子保护间隙距离整定,区分了融冰线路和非融冰线路。
六、技术鉴定、获奖情况及应用现状
该技术于2013年通过南方电网公司组织的成果鉴定,达到国际先进水平。获得国家发明专利3项、实用新型专利5项,参与制定电力行业标准1项。目前,该技术已在广东电网20回线路得到了应用。
七、典型应用案例
典型用户:广东电网清远供电局、惠州供电局等
典型案例1
案例名称:惠州供电局冰区架空地线改造项目
技术提供单位:广东电网公司电力科学研究院
建设规模:对冰区的110kV保水线、保吉甲线、贵水线、安慧线、保吉乙线和220kV山安线、连安线、山保线、阳燕甲乙线共10回线路进行了规划设计和节能降损改造。主要技改内容:110kV保水线全长31.9km,改造前地线感应电流达22A,每年电能损耗46万kWh。采用地线绝缘改造,全线共用218片地线绝缘子。技改投资额2.18万元,每年可节能148tce,减排二氧化碳390t,年节能经济效益23万元,投资回收期2个月。
典型案例2
案例名称:惠州供电局非冰区架空地线改造项目
技术提供单位:广东电网公司电力科学研究院
建设规模:对惠州供电局非冰区110kV沙迳至官厅线路进行架空地线节能降损规划设计及改造。主要技改内容:线路全长21.3km,架空地线一根为普通地线,一根为OPGW。改造前地线感应电流达30A,每年电能损耗16.8万kWh。采用地线绝缘改造,使用OPGW绝缘接续盒1个,地线绝缘子104片。技改投资额1.2万元,每年可节能54 tce,减排二氧化碳142t。年节能经济效益8.4万元,投资回收期2个月。
八、推广前景及节能减排潜力
本技术已在广东电网5个供电局20条输电线路成功应用,节能效果良好,仅在已应用线路上每年节约电能损耗可达616万kWh,相应节能1977tce。预计未来5年,该技术可在电力行业推广比例达30%,项目总投资2.5亿元,可形成年节能能力81万tce,年碳减排能力214万tCO2。
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