第2卷第6期/Vol. 2 No.6 2008年12月/Dec. 2008 南方电网技术 SOUTHERN POWER SYSTEM TECHNOLOGY 中图分类号：TM712
研究与分析/ pp. 62-83Study & Analysis文献标志码：B
文章编号：1674-0629(2008)06-0062-04
架空运行线路现场载流温升试验研究
彭向阳1，周华敏2，郑晓光1，程启诚2，林声宏3
（1. 广东电力科学研究院，广州510600；2．广东电网公司，广州510600；
3．华南理工大学，广州5100）
Locale Test Research on Current Carrying and Temperature-rise
of Overhead Circulating Power Transmission Line
PENG Xiang-yang1，ZHOU Hua-min2，ZHENG Xiao-guang1， CHEN Qi-cheng2，LIN Sheng-hong3
(1．Guangdong Electric Power Research Institute，Guangzhou 510600，China；
2．Guangdong Power Grid Corporation，Guangzhou 510600，China； 3．South China University of Technology，Guangzhou 5100，China)
Abstract: As a part of current carrying capacity study on overhead power transmission lines, the load regulating and temperature-rise test and research on overhead over loading power transmission line on site are carried out, to measure temperature-rise and sag changes when the load changes. The circulating line characteristic of tem-perature-rise and sag change with the carrying current、temperature of environment、velocity of wind、intensity of sunlight are studied. And the nicety and practicability of model and software established by comparing with the results of calculation are validated.
Key words: overhead circulating power transmission line; temperature-rise test; load regulating; sag measurement
摘要：作为架空线路载流量研究重要组成部分，在现场对实际重载运行线路进行大幅度负荷调整和载流升温试验研究，重点观测实际线路在不同负荷条件下温升和弧垂变化情况，研究实际线路温升、弧垂变化与负荷电流、环温、风速、日照关系，将观测、计算结果比较，验证建立的载流量计算模型和软件准确可靠、实用性强。
关键词：架空运行线路；温升试验；负荷调整；弧垂测量
线路进行大幅度负荷调整和载流升温试验，研究线路温升、弧垂变化与负荷电流、环温、风速、日照关系 [3]，并验证载流量计算模型和软件的准确性。
1 观测内容、参数
试验观测内容包括：（1）随机负荷下线路温升和弧垂变化观测；（2）人为加减负荷下温升和弧垂变化观测；（3）人为加减负荷、人工干扰下，线路粘连发生或消失观测；（4）线路跨越物限距随负荷变化观测；（5）特殊天气、随机负荷条件下的观测。测量参数包括地面环温和湿度、地面风速、有功负荷、线路电流、导线温度、线路弧垂最低点对地距离等。
2 试验线路及观测档选择
试验线路应具备负荷较大和负荷变化较大特点，以及大幅度负荷调整条件，负荷控制时线路潮流灵敏度较高。观测档应选择运行中曾发生导线粘连、具有危险跨越物、弧垂及其变化均较大的区段，应交通方便、具备现场测量场地等。基于以上考虑，选择220 kV潮饶线为试验线路，观测档为N106—N107档。
经济快速发展导致供、用电矛盾突出，在线路送电容量不满足需求、新建走廊日益紧张同时，线路负荷控制却偏保守、送电能力没有充分利用。因此需要对架空线路载流量进行研究，以期按照线路实际运行状态实施动态增容运行[1−2]。本文对实际重载运行
3 观测结果及分析
3.1 地面温、湿度和风速变化
2天试验期间，地面温度变化范围20～30 ℃，地面相对湿度变化范围55%～75%，地面最大风速变化范围0.5～5.5 m/s。
第6期 彭向阳，等：架空运行线路现场载流温升试验研究 63
3.2 线路负荷和电流变化
在随机负荷和人为增减负荷下，线路有功变化范围202～476 MW，线路三相电流变化范围512～1 194 A。电流、负荷曲线变化形状基本一致，三相电流略不平衡，L2相电流稍大（平均约比L1、L3相大10 A），L2相电流曲线在L1、L3相之上。
3.3 导线温度和弧垂变化
L2相电流稍大，实测L2相导线温度明显比L1、L3相高，证明电流和温度现场测量数据准确可信。直接测量弧垂不方便，采取测量弧垂最低点对地距离方式，弧垂变化等于弧垂最低点对地距离的变化。
在随机和人为增减负荷下，三相温度变化范围26.1℃～55.2℃，观测档三相最高温度出现在12月7日上午11:25线路负荷增加到最高值476 MW时。2天试验期间，在负荷和电流、导线温度、环温和风速变化情况下，观测档弧垂最大变化值约为1.08 m。
3.4 导线温升与负荷电流、环境温度的关系
以线路L2相为例，导线温升与电流关系曲线如图1、图2，导线温升与环境温度关系曲线如图3、图4。
从图中可见：
（1）导线温升与负荷电流变化趋势基本相同，说明在一般气象条件下，导线温升主要由负荷电流大小决定，主要随负荷电流变化。
（2）导线温升曲线明显滞后于负荷电流曲线，说明导线温度变化比负荷电流变化慢，负荷电流改变后，导线温度需要一段时间逐步过渡到稳态值。
（3）12月6日10:30—15:30环温较稳定，导线温升主要由电流决定，温升与电流变化趋势基本相同；午后15:30—17:30环温迅速降低，环温对导线温升影响加大，导致在电流平缓减小情况下，导线温度却随环温显著降低。同样由于上午环温较高、下午环温持续下降，在11:15最大电流只有991 A时出现全天最高温度43.5 ℃，而16:15全天最大电流1 012 A时最高温度只有39.1 ℃。在14:00全天最小电流550 A时出现全天最低温度26.1 ℃。
（4）12月7日上午环温持续升高，环温对导线温升影响加大，在09:15—11:00线路电流较稳定情况下，导线温度随环温持续升高。同样由于上午开始环温低、然后持续升高，在09:00最小电流都有825 A时出现全天最低温度27.3 ℃，而12:35全
天最小电流515 A时最低温度仍有31.7 ℃。在11:25
全天最大电流1 194 A时出现全天最高温度55.2 ℃。
图1 导线温升与负荷电流关系（12月6日）
Fig.1 The Relationship between the Conductor Temperature Rise
and the Carrying Current on Dec. 6
图2 导线温升与负荷电流关系（12月7日）
Fig.2 The Relationship between the Conductor Temperature Rise
and the Carrying Current on Dec. 7
图3 导线温升与环境温度关系（12月6日）
Fig.3 The Relationship between the Conductor Temperature Rise
and the Environment Temperature on Dec. 6
南方电网技术 第2卷
图4 导线温升与环境温度关系（12月7日）
Fig.4 The Relationship between the Conductor Temperature Rise
and the Environment Temperature on Dec. 7
3.5 弧垂变化与负荷电流、导线温升的关系
以线路L1相为例，弧垂变化与负荷电流曲线如图5、图6，弧垂变化与导线温升曲线如图7、图8。从图中可见： （1）线路弧垂变化明显滞后于负荷电流变化，即电流变化首先导致导线温度变化，然后造成弧垂变化；
（2）由于环境温度、日照强度、风速等其它因素影响，弧垂变化趋势并不完全与负荷电流变化趋势相同，负荷最小时不一定弧垂最小，负荷最大时不一定弧垂最大；
（3）线路弧垂变化与导线温升变化基本同步，变化趋势也基本相同，即导线温升能迅速导致弧垂改变，对已投运线路，弧垂几乎完全由导线温升决定。
图5 弧垂变化与负荷电流关系（12月6日）
Fig.5 The Relationship between Change of the Sag and the Carrying
Current on Dec. 6
图6 弧垂变化与负荷电流关系（12月7日）
Fig.6 The Relationship between Change of the Sag and the Carrying
Current on Dec. 7
图7 弧垂变化与导线温升关系（12月6日）
Fig.7 The Relationship between Change of the Sag and the Con-ductor Temperature on Dec. 6
图8 弧垂变化与导线温升关系（12月7日）
Fig.8 The Relationship between Change of the Sag and the Con-ductor Temperature on Dec. 7
3.6 其他
由于没有遇上天气，无法完成特殊气象条件下（如下雨）的观测，并且观测时段观测档子导
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线没有发生粘连现象。
本次试验在秋、冬季，环温低、日照强度小，测量数据具有局限性。计划春、夏季选择不同电压等级线路，就高温高湿、下雨等特殊气象条件及导线粘连现象展开观测。导线温升、弧垂变化与风速、日照强度等其它因素关系也有待现场试验进一步研究。
5 结 语
长期以来，我国输电线路运行存在载流控制偏保守、输送能力没有充分利用问题，因此开展输电线路载流量研究具有积极意义。
本文通过随机和人为增减负荷方式下架空线路载流升温试验，研究运行线路温升、弧垂变化与负荷电流、环温、风速、日照的关系，并验证建立的架空导线载流热平衡和应力弧垂计算模型和软件准确性，是进一步研究提高现有输电线路输送容量的基础。
参考文献：
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4 观测、计算结果比较
本文前期工作已完成架空线路载流量计算模型
和软件编制，模拟现场试验条件进行载流温升和弧垂计算，将计算结果和试验结果比较。
选取两天观测期间电流、环温及风速在15 min内相对稳定的时段进行计算比较，各时段电流、环温及风速采用各测点的平均值，计算结果如表1所示，温度和弧垂变化量计算值与观测值非常接近。
表1 导线温升和弧垂变化观测、计算结果比较
Tab. 1 Comparison of Measurement Results and Calculation Result
of Conductor Temperature and Sag Change
时间区段 12-06T11:00/ 12-06T11:20 12-06T 17:15/ 12-06T17:30 12-07T10:00/ 12-07T10:15 12-07T11:30/ 12-07T11:40
平均电流/A
平均风速/(m·s)
−1
环境温度/℃
956 2.2 28 926 1.0 22
2005，6(10): 8-13.
5092—1999，110～500 kV架空送电线路设计技术规程[S].949 2.5 23 [3] DL/T
北京:中国电力出版社，1999.
1 114 实测结果
1.0
27
计算结果（平均风速）
弧垂变
化/m
温度/℃
限距/m
弧垂变化/m0.31 0.31 0.62 0.62
————————————
收稿日期：2008-04-06 作者简介：
彭向阳（1971–），男。高级工程师，硕士，从事输电线路、高电压技术工作。E-mail: pigpxy@126.com。
周华敏（1965–），男。高级工程师，从事输电线路、电网运行技
时间区段
温度
/℃
限距/m
12-06T11:00/ 12-06T11:20 12-06T17:15/ 12-06T17:30 12-07T10:00/ 12-07T10:15 12-07T11:30/ 12-07T11:40
40.4 9.13 0.29 40.1 11.0331.2 9.42 0.29 32.8 11.3432.7 9.41 0.67 33.4 11.3150.7 8.74 0.67 48.3 10.69
术管理。
郑晓光（1966–），男。高级工程师，硕士，从事电网运行技术管理。
（本文责任编辑 李艳菁）
