高压输电线路共享资源分析及共享铁塔供电技术方案探讨

当前,电网公司积极支持共享经济的发展,大力开放共享输电线路资源。基于输电线路电源属性,提出4种直接取电技术的特性及适用场合;对输电线路其他共享资源进行分析,提出通信、地理位置、支架和防雷接地4种共享属性,并针对每种可共享属性分别给出了应用场景;提出适用于共享铁塔架设通信基站的大功率取供电方案,即在配电网供电半径之内直接采用市电供电,在配电网供电半径之外,采用功率型单相变压器从高压输电线路直接取电,并与光伏和蓄电池组合供电的方案。相关研究成果普适性强,对我国输电铁塔的共建共享和5G通信组网具有很好的参考价值。     

“双碳”导向共享铁塔塔型研究*

电力和通信共享同一铁塔可有效减少碳排放,有助于实现“碳中和、碳达峰”目标。通过深入分析通信设备安装、天线挂高、电力安全距离、电力输送等需求,提出了2种110 kV输电线路共享铁塔技术方案。基于质量、基底力及塔顶位移等指标的分析表明,2种方案均可满足通信及电力运维要求,而采用通信平台上置共享铁塔具有更好的经济性。基于需求能力比指标(DCR)开展结构优化计算,优化后塔型的总重减少了14.4%。     

基于共享铁塔的5G天线对微气象在线监测设备的电磁干扰

随着5G通信技术的迅猛发展以及微气象在线监测设备的广泛应用,两者共享铁塔布置的情况较为常见,此时5G天线可能会对在线监测设备的正常运行造成一定的电磁干扰。根据5G基站天线的工作原理,分析了共享铁塔背景下,5G基站天线对微气象在线监测设备的干扰机理,得到了基于阵列天线原理的5G天线场源表征公式,并建立了电磁干扰数学模型。以实际共享铁塔为例进行仿真计算,结果表明,微气象在线监测设备表面场强随天线个数及功率的增大而增大,随天线倾角的增大而减小。     

共享电力铁塔搭载通信基站经济效益分析模型

为了评估共享电力铁塔搭载通信基站的经济效益,提出共享铁塔成本模型,基于5G基站三种大功率供电方案分别计算其线路架设成本以及铁塔改造成本;根据电费和租金提出共享铁塔收益模型;给出经济效益分析模型,计算投资回本时间,定量评估电网公司共享铁塔的经济效益。由结果可知,当共享铁塔采用单相变压器供电方案时,电网公司5~6年即可收回成本。     

浙江嘉兴建成全省首座"共享输电铁塔"无线专网基站

正近日,浙江省首座"共享输电铁塔"无线专网基站在嘉兴建成,输电与无线网络,这两个都需要铁塔的工程,如今"共享"起了铁塔。据了解,这座"共享输电铁塔"位于110千伏东栅变,即110千伏烟屠1392线85号塔,这座塔上搭载了输电线路与电力无线专网基站,目前已完成了基站设备、天线、馈线等所有塔上设备的安装工作,具备基站开通的条件,不日将正式启用。     

高压架空输电线路雷击过电压的仿真计算与分析研究之二:输电线路耐雷水平与雷击跳闸率的仿真计算与分析

对110 kV及220 kV各3种杆塔模型,进行输电线路耐雷水平与雷击跳闸率的仿真计算与分析.计算结果为：有双避雷线的110 kV输电线路（单回线）的耐雷水平比单避雷线的输电线路约高37.2%～47.5%,有双避雷线的双回输电线路的耐雷水平比单回输电线路约低12.7%～10.4%.酒杯型铁塔的220 kV输电线路的耐雷水平比钢筋混凝土单杆约高19.0%～15.7%,比双回线铁塔约高12.6%～7.1%.山区的门型钢筋混凝土双杆塔110 kV单回输电线路的雷击跳闸率比平原线路高65.3%,山区的酒杯形铁塔220 kV单回输电线路的雷击跳闸率比平原线路高71.3%.     

500/220 kV同塔四回线路的耐雷性能研究

为准确评估500/220 kV同塔混压四回输电线路的耐雷性能,在采用改进电气几何模型(EGM)与电磁暂态程序(EMTP/ATP)计算其绕、反击跳闸率后分析了避雷线保护角、杆塔呼称高度、地面倾角等对5002、20 kV线路绕击耐雷性能的不同影响及杆塔呼称高度、接地电阻、耦合地线架设方式等对500、220 kV线路反击耐雷水平的不同影响。计算结果表明,同塔混压四回线路中不同电压等级线路防雷击侧重点不同,即500 kV线路绕击相对严重,220 kV线路反击相对严重。最后提出了改善线路雷电性能、降低雷击跳闸率的措施,在实际工程中,建议从降低杆塔呼称高度、采用负保护角以及架设耦合地线等方面综合考虑。     

输电线路对5G共享AAU的电磁干扰仿真分析及屏蔽设计

我国电力基础资源丰富,若将5G设备与电力杆塔共建共享,可以大幅降低5G基站建设成本并实现电力基础资源的综合利用。然而高压输电线路会对5G设备产生电磁干扰,为保证5G设备安全稳定运行,需要开展高压输电线路对5G设备电磁场干扰分析及屏蔽设计研究。以电力共享杆塔悬挂5G设备有源射频单元（active antenna unit,AAU）为研究对象,提出了解析法和有限元法相结合的方法,利用该方法仿真分析了高压输电线路对共享杆塔挂载5G设备电磁干扰,在此基础上设计AAU的电磁屏蔽结构,并提出了电磁屏蔽效能的评价方法。仿真结果表明：经过对AAU设备进行电磁场屏蔽结构设计后,5G设备在共享杆塔的不同挂载高度,电磁屏蔽效能均高于81 dB,磁场屏蔽效能均高于32 dB。说明经过电磁屏蔽的AAU设备可适用不同的杆塔的多种安装高度,从而提高AAU设备的环境适用性。     

云南至广东±800kV直流输电线路铁塔内悬浮外拉线抱杆分解组立施工计算方法

特高压线路云南至广东±800kV直流输电线路铁塔与普通超高压线路铁塔相比，具有高、大、重、导线横担较长的特点，根据±800kV直流输电线路云南至广东线路铁塔内悬浮外拉线桅杆纽立的线路铁塔实际情况，文章介绍和探讨了线路铁塔组立的施工计算方法。     

110kV输电线路铁塔电场计算及仿真研究

准确计算110kV线路铁塔附近的合成电场强度,可以为110kV线路铁塔的设计布局和环境评估提供参考。本文根据110kV猫头塔实际结构,建立了铁塔附近三维电场计算模型。基于有限元法计算了110kV输电线路铁塔附近的的电场分布,分析了铁塔对其附近电场环境的影响,并讨论了影响电场计算结果的因素。研究结果表明,该方法能够有效地分析110kV输电线路铁塔的电场分布,具有较高的计算精确度,对110kV输电线路铁塔的优化设计具有一定的参考意义和实用价值。     

基于5G环境下输电杆塔共享改造技术研究

随着5G时代的到来,通信基站建设需求骤增,为了顺应国家绿色节约型社会和电力公司泛在电力物联网建设的需求,输电杆塔可作为"共享建设"的重要载体。为此,本文基于5 G环境下通信参数要求,提出了输电杆塔和通信基站共享的改造技术要求,为实现二者共享建设提供参考。     

基于模拟电荷法对500kV输电线路跨越民房时导线高度的计算

500 kV输电线路跨越民房时,民房处电场畸变成为制约输电线路对地高度的重要因素。文章采用模拟电荷法计算了不同排列方式的500 kV输电线路跨越不同高度民房时的电场,给出了满足4 kV/m控制限值的导线对地最低高度。结果表明,不同塔型下导线对地最低高度的变化与楼层高度的变化基本一致。上述结果为线路设计和了解输电线路跨越民房时的电场分布提供了参考数据。     

特高压输电线路地面最大工频电场强度和导线最大弧垂特性

研究特高压输电线路几何参数与地面最大工频电场强度的关系和地面最大工频电场强度的特点,给出2种基本分裂导线排列方式的导线最小对地高度和走廊宽度。分析特高压输电导线运行温度和最大弧垂的特点。从特高压输电导线最大弧垂变化和输电运行方式两方面,讨论特高压输电导线地面最大工频电场强度限值10~12 kV/m的安全与经济的合理性。最后,提出特高压2种基本杆塔结构(猫头塔和酒杯塔)的几何参数供参考。     

500kV复艾紧凑型线路直线塔带电作业安全性分析

文中计算500 kV复艾紧凑型输电线路操作过电压水平,获得带电作业时可能产生的沿线最大相—地操作过电压为1.68 p.u.,最大相间过电压为2.85 p.u.,对直线塔塔窗典型带电作业过程中的人体位置进行长距离空气间隙及组合间隙的操作波放电试验,获得典型位置操作冲击击穿电压U50%和带电作业相—地和相间最小安全距离计算公式,以及带电作业时最小安全距离下的危险率;理论计算和试验结果表明,在直线塔上进行带电作业的危险率均远小于1.0×10-5,相—地和相间最小安全距离以及最小组合安全距离均满足带电作业安全性的要求。     

交直流同塔混架下输电线路绕击耐雷性能分析

电网规模的扩大和线路走廊的缺失,使得某些特殊条件下的交直流线路同塔架设成为可能,而绕击是特高压输电线路雷击跳闸的主要原因.通过综合分析国内外现有的交流同塔双回、直流双极以及交直流同塔混架的杆塔结构模型与参数,针对1000 kV 交流特高压双回和±500 kV 直流超高压双极同塔混架输电,提出了一种新的混架杆塔模型.针对交流双回和直流双极的同塔混架线路,采用改进的电气几何模型,考虑长间隙放电特性和导线工作电压的影响,同时纳入极线和相线之间的相互屏蔽关系,对输电线路的绕击耐雷性能进行了分析.基于构建的 ATP-EMTP 仿真模型,获取了直流极线和交流相线的绕击耐雷水平.通过编程计算,分析了不同杆塔呼称高度、地线保护角和地面倾角等参数对交流、直流线路各自绕击跳闸率的影响,为改善交直流同塔混架输电线路的绕击耐雷性能提供了参考依据     

750kV输电线路带电作业的试验研究

针对750kV输电线路带电作业进行了一系列试验研究。确定了不同系统过电压倍数下各种塔型的带电作业最小安全距离和最小组合间隙;确定了绝缘工具的最小有效绝缘长度;研制了多种绝缘工具,其电气、机械性能符合在750kV线路上进行带电作业的要求;研制了750kV线路带电作业用安全防护用具,提出了相应的安全防护措施。研究结果可为在750kV线路上开展带电作业提供依据和技术支撑。     

l000kV淮南-南京-上海特高压交流双回换位塔研究

本文以1000kV淮南-南京-上海特高压交流输电线路工程为背景,结合以往双回路换位塔设计成果,利用三维间隙分析软件,设计了三柱式换位塔、双柱式换位塔以及双回共杆换位塔,并估算了塔重、基础、绝缘子等工程量,通过技术经济比较,得出双共杆换位塔技术可行,经济合理。最后,推荐1000kV淮南－南京－上海高压交流输电线路工程采用双回共杆换位塔型式。     

应用三维频域电场计算方法确定高压输电线路铁塔ADSS光缆的悬挂位置

介绍了将三维频域电场计算方法应用于高压输电线路铁塔附近三维工频电场计算，通过对500kV输电线路6种不同铁塔结构附近的三维工频电场分布的测量，确认了所用方法的有效性。应用上述方法对河北南网220kV输电线路10种和110kV输电线路18种不同铁塔结构附近的三维工频电场进行了详细计算和分析，获得了各种铁塔附近三维工频电场的空间分布，找出了适于ADSS光缆悬挂的低场强空间。该研究成果已用于指导河北南网多条高压输电线路铁塔ADSS光缆悬挂位置的选择。     

±800 kV直流输电工程空气间隙放电特性试验及间隙距离选择

针对±800 kV直流输电线路直线塔真型尺寸模拟杆塔空气间隙进行了50%操作冲击和雷电冲击放电特性试验研究,给出了±800 kV杆塔最小间隙距离的推荐值;对±800 kV直流换流站典型极母线空气间隙进行了50%操作冲击放电特性试验研究,给出了±800 kV换流站典型电极最小间隙距离的推荐值。     

电力与通信共享铁塔的关键技术与商业模式

5G通信时代的到来为各大运营商的发展提供了新机遇,同时也带来了新的挑战。5G通信的大规模建设需要越来越多的铁塔资源进行支撑,但由铁塔公司自行投资建设铁塔面临着土地资源有限、建设周期长、资金压力大等诸多困难。将通信基站的天线挂载在电力铁塔上,可以不新建通信铁塔实现通信信号更广覆盖。共享铁塔的建设需要考虑设备安装及运维、防雷接地、电磁干扰等方面的关键问题,在关键技术的基础上首次提出直接租赁、间接租赁和合资建设3种共享商业模式。为比较共享铁塔与不共享铁塔对于参与各方在经济方面的差异,基于实际算例结合差额净现值法对不同商业模式中电网公司、铁塔公司和第三方公司在共享铁塔中获得的收益进行了分析研究,通过比较不同租金和出资份额下各方的收益差异,总结出共享铁塔年租金和出资份额的变化规律与可行区间。