特高压输电线路
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2023年3月19日发(作者：文化传播公司)1000kV特高压交流输电线路输送能力与
电压降关系计算
摘要：特高压交流电的输送距离较远、输送容量较大，而输电线路在其中起
着关键作用。本文根据特高压实际工程架空线路典型形式，计算比较线路结构、
电气参数、线路长度、输送容量和线路电压降的关系，以期对特高压交流架空输
电线路的输送能力，给出技术分析意见。影响特高压电网输送能力的因素很多，
本文仅针对单侧电源、单回线路的极端系统参数情况给予分析，结论不针对任何
具体工程。
关键词：1000kv；特高压；输电线路
1.电力系统计算条件
（1）系统额定电压：1000kV;
（2）系统最高运行电压：1100kV;
（3）系统每回输送功率：4000MW-6000MW;
（4）事故时每回极限输送功率：8000MW-12000MW。
2.塔型选择
国内特高压架空输电线主要为单、双回路形式，线路以直线塔为主，单回路
使用的塔型有酒杯形塔和猫头形塔两种。酒杯塔三相导线高度一致，横担长度比
猫头塔长，线路走廊相对较宽；猫头塔中相导线抬高近20m，铁塔的荷载增加，
耗材指标比酒杯塔高。为了降低工程造价，目前实际工程单回路主要使用酒杯塔。
3.导线选择
线路工程导线选择，需考虑经济电流密度、输送功率、机械特性、荷载特性、
电磁环境等因素，并进行综合比较分析后选择。国内特高压工程导线按以下原则
选择：
（1）输送功率为4000MW时，推荐8×JL/G1A-500/45导线；
（2）输送功率为5000MW时，根据边界条件推荐8×JL/G1A-500/45或
8×JL/G1A-630/45导线；
（3）输送功率为6000MW时，根据边界条件推荐8×JL/G1A-630/45或
8×JL/G1A-500/45导线。
事故时极限输送功率主要由线路阻抗特性和导线热稳定控制。
表1导线发热控制载流能力
注：载流能力以环境温度25℃、导线温度80℃估算。
结合表1，目前工程配置的导线，按发热控制的载流能力都达到了7000A以
上的水平。综合实际工程应用情况，计算采用8×JL/G1A-630/45导线。
4.线路参数计算
线路正序阻抗及正序容抗，采用《电力工程高压送电线路设计手册》推荐的
计算方法。
正序阻抗：
其中：Rx-相导线电阻，（Ω/km);Xx-相导线的正序电抗，（Ω/km）。
单回路相分裂导线的正序电抗：
μ-导线材料的相对磁导率，对于有色金属μ=1;f-频率（Hz);dm-相导线间
的几何均距（m）。
dab、dbc，及dca-分别为三相导线间距离（m）。
r-导线的半径（m);rm-导线的有效半径，（m）。
Rm-相分裂导线的等价半径。
n-相分裂导线的根数；A-分裂导线所占圆周的半径（m);S-分裂导线按正多
角形排列的分裂间距）（m）。
单回路相分裂导线的正序电容：
计算反映铁塔导线间距尺寸对线路正序阻抗和对地容抗影响较敏感，而导线
选型对线路阻抗特性影响相对不敏感。
综合分析，结合表2，计算采用计算值与测量结果差值接近的猫头形塔
（ZMP2）线路参数（X1差值约2.8%、Xc差值约2.57%）作为输入条件。
5.特高压交流线路电压降取值
根据GB/Z24847-2009《1000kV交流系统电压和无功电力技术导则》，
1000kV母线最高运行电压不得超过系统标称电压的1.1倍，而DL/T5429-2009
《电力系统设计技术规程》规定，变电站一次侧母线的运行电压正常情况下不应
低于电网额定电压的0.95-l.0倍。处于电网受电终端时变电站取低值，最低运
行电压不应影响电力系统同步稳定、电压稳定、厂用电的正常使用及下一级电压
的调节。
考虑一定余量，电源端电压按1.05倍Un取值，最大电压降按不大于额定电
压10%控制。
表21000kV线路参数计算与实测结果
6.线路输送容量、线路长度与电压降计算
（1）线路计算模型
计算采用阶梯等值电路模型，参数以1km为一个计算段。计算首先算出回路
首端等值阻抗，然后逐级算出各级的电流和电压。
（2）线路空载时计算结果
根据无功就地分级平衡的原则，并联电抗器安装于线路两端，为避免谐振，
容量按线路充电功率的70%进行考虑。
计算可见，特高压线路空载时长度大于300km，线路末端不带高压并联电抗
器时，容升过电压将大于1.1额定电压，安装并联电抗器能有效遏制末端容升过
电压。
带高抗线路空载电流可降低约40%，电阻损耗可降低约70%，但电抗器本身
的能耗很大，如1000kV、320Mvar并联电抗器总损耗约1740kW，线路长度大于
400km时才有降低空载线损的效果。
线路输送容量接近线路自然功率时，因线路感抗与容抗互消，能获得最好的
输送效果。实际因输送容量随线路长度变化，计算效果并不明显。
6.线路长度与输送容量的关系
综上，根据国内1000kV特高压线路结构特点，可得出电压降控制的线路长
度与输送容量的对应关系。
7.结语
我国已建成世界上最大1000kV特高压交流同步电网，对提高电网的安全性、
可靠性、灵活性和经济性发挥了重要作用。特高压线路因其线路长、跨越区域广，
在特高压电网工程建设中占比权重大。合理确定线路参数，不但会对工程造价造
成很大影响，也决定了电网规模和容量水平。
线路电压水平和气象条件决定高压线路导线间距，导线几何均距很大程度上
决定着线路阻抗参数。线路阻抗参数又影响着电压降，进而决定了能量能送多远，
这是高压架空线路电能传输能力的客观规律。
根据线路塔形能基本确定线路的电气参数，进而导出输送能力与线路长度的
关系，再根据输送能力合理确定导线形式，从而合理确定杆塔荷载，有利于避免
不必要的浪费。
参考文献
[1]刘遵义,卢明,吕中宾,等.特高压交流输电线路工频参数测量技术及应用
[J].电网技术,2009（5):59-62.
[2]国家电力公司,东北电力设计院.电力工程高压送电线路设计手册[M].北
京:水利电力出版社,1991.