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摘要：超高压和特高压输电线路是我国目前电网建设的发展方向和建设目标，在进行输电系统研究时，对特高压输电线的运行特性进行分析很有价值。本文在对特高压输电线的运行情况进行总结性分析时，对1000KV高压线路的建筑特性、故障特性和维修特性三个方面进行了论述，同时结合变电站的特点，对特高压输电运行过程中所需要的无功补偿方式进行了论证。
关键词：特高压输电；电网建设；变电站维护；无功补偿
前言：随着国民经济的不断发展和国民生活水平的进步，无论是工业用电还是居民用电，其电力需求数量都在与日俱增，对于我国传统电网系统所造成的输电负荷压力也不断提升。为了能够缓和输电压力，解决能源分布不均问题，需要在电网系统当中加快超高压、特高压等输电线路的建设，从而满足用户需求。目前，我国已经投入了大量的物力和财力开展了颇具规模的特高压输电线路建设，其中有部分建设已经投入运行。
一、特高压输电线的运行特性分析
（一）特高压输电线的建设特点
特高压输电线路由于电压等级极高，为了保证运行安全，需要进行建筑设计。其建设过程中的主要特点集中在杆塔、导线、塔基等主要部分。杆塔是承载特高压输电线的主要工具，通常情况下特高压输电线的杆塔设置较高，防止其与人发生接触，要保证杆塔架设的线路对地面的距离控制在30米左右，而杆塔高度则应当设置在50米以上，并需要设置专门的绝缘子串，绝缘子串长度不得低于10米。在进行并架线路设置时，杆塔长度则需要在80~90米区间内。此外，相较于高压、超高压，特高压输电线的导线重量大，杆塔所需承受的重力也高，因此1000KV的杆塔强度需要达到500KV杆塔强度的四倍。
目前的特高压输电线路采用的结构为“八分裂”形式，因此在进行导线布设时，需要控制导线之间的距离，一般以50米左右为最佳。地面与导线之间的间距则应当超过30米，导线边相与导线中相也要控制在一定距离。此外，在子导线的设计中，还应当加入阻尼间隔棒等设备。杆塔的基础设计对于杆塔的承重情况而言十分重要，通常在进行设计选材时，设计人员应当根据所处地形进行充分判断。常见的基础形式有岩石锚桩基础、挖孔桩基础、灌桩基础、复合式微型桩基础等，设计人员要根据土壤情况、地形特征进行系统分析。
（二）特高压输电线的故障特性
特高压输电线在运行过程中受到运行环境的恶劣影响，可能会发生一系列严重故障，这些故障很容易造成输电运行的瘫痪，产生危害。雷电故障是特高压输电线常见的故障之一，主要是受到相对恶劣的雷雨天气影响所形成的故障。通常情况下，特高压输电线路绝缘等级高，并且拥有避雷线，但是如果塔顶较高，工作过程中电压幅值大，避雷针则很难实现屏蔽功能，使雷电直接击中导线。在相关数据的统计当中，接近80%的特高压输电线雷击事故出现都与避雷线失效有关。
在特高压输电线经过的重冰区，由于温度和气候的共同作用，可能会导致出现较为严重的导线覆冰现象，导线分裂多，其截面积大，覆冰越严重。一旦出现覆冰规模过大则会造成覆冰超载，使得导线无法承受，发生断裂。而在特高压输电线经过的污秽地区，污染情况严重，例如严重的雾霾等，这些污染会使得输电线出现严重的污闪问题，其中绝缘子所受到的污闪最为直接，污闪严重会造成绝缘子失灵，进而引发安全隐患。
（三）特高压输电线的检修维护特性
在对特高压输电线进行检修和维护的过程中，由于特高压输电线路自身的特点，其检修难度和维护方法也有所不同。
在对特高压输电线进行检修的过程中，笔者发现，特高压输电线路所要求使用的检修工具获取难度较大。与一般的高压、超高压输电线路不同，特高压输电线路的检修工具需要对绝缘子串进行安全、高效的故障排除，因此检修工具应当为具有较高水平负荷解决能力的工具。以直线型杆塔为例，在进行绝缘子串设计时，设计人员会根据杆塔形状将杆塔的绝缘子串设计成为“V字”型的合成绝缘子串，在这种绝缘子串当中，由于设计形态和设备选用，其特点表现在串身较长、形态多且复杂等方面，这无疑为检修和更换增添了难度。在工作人员对特高压输电线进行检修的过程中，常规的检修工具一般难以表现出作用。
为了保证特高压输电线的维护工作安全高效快捷，通常采用的维护方法有直升机巡线和带电作业两种方法。在直升机巡线技术中，工作人员搭乘装载有光成像系统工具的直升机对待检修的特高压输电线路进行飞行巡查，在飞行过程中，工作人员利用光成像系统工具，对线路当中的杆塔、通道、绝缘子等设备进行光谱分析，从而获得其运行现状数据；带电作业是工作员利用屏蔽服等工具在未断电的情况下进行检修，提升了检修效率，降低了停电的危害。
二、特高压输电线变电站的无功补偿方法
（一）特高压输电线功角特性方程
在变电站的无功补偿控制过程中，工作人员首先需要完成对特高压输电线的波阻抗和传播常数分析，由于二者受到特高压输电线电流和电压的影响，一般利用ZC和γ来进行表示，在进行定义时，有公式1和公式2分别对二者进行计算：
（二）进行无功补偿
在完成对无损波阻抗和无损传播常数的计算后，变电站工作人员会依据特高压输电线的无功分层方式进行就地平衡的并联电抗器配置，再通过高压侧和低压侧的分配，实现无功补偿。在分析研究当中可以看出，变电站两端由于受到受端恒电压控制，因此表现出极大的传输功率极限，因此需要依据无损传播常数进行计算，获得输电线的最大传输功率和最小传输功率，利用规划值判断额定电压下的控制目标，从而计算出合理的无功补偿器容量。在运行过程中，工作人员应当按照调度给定的有功负荷的电压曲线对无功补偿器不同时段下的具体投入容量进行计算，再利用计算结果进行分析，保证计算所得出的电压应当与给定电压相吻合。利用这种方法实现对变电站的无功补偿，从而保证在提升线路传输能力的同时，又能够对过电压工频进行抑制。
结论：综上所述，在电网建设和电网运行的过程中，工作人员需要对特高压输电线的运行特性进行了解和准确分析，从而通过先进的检修手段保障其工作安全。此外，在变电站工作过程中，应当准确无误地对无功补偿器的容量进行计算，保证其能够稳定地提供无功补偿功能。
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作者简介：
魏钊（1985.4-），男，陕西西安人，西安交通大学电气工程与自动化学士，工程师，单位：国网陕西省电力公司检修公司，研究方向：特高压及常规换流站运维检修技术。