架空输电线路的基本知识

概论一、本课程在专业中的定位二、本课程的主要内容三、本课程的学习方法气象条件、载荷、应力弧垂计算书本+规范+设计手册+网上资料+咨询老师四、考核方式出勤+报告+考试五、参考书架空输电线路的基本知识输电线路简介输电线路的任务就是输送电能，联络发电厂、变电站使其并列运行，实现系统联网。1、输电线路任务及作用输电线路简介输电线路和配电线路架设方式：架空线路和电缆线路输送电流性质：交流和直流相导线间距：常规线路和紧凑型线路2、输电线路的分类电压等级：高压（35kV-220kV)超高压（330kV-500kV）特高压（750kV以上)回路数：单回路、双回路和多回路电力系统的额定电压等级为：1000kV、750kV、500kV、330kV、220kV、110kV、（60kV）、35kV、10kV、380V、220V等。输电线路简介3、输电线路组成杆塔钢筋混凝土电杆杆塔铁塔钢管杆自立塔拉线塔电杆按照杆塔的型式分类复合材料塔……杆塔拉线塔自立塔杆塔直线塔、耐张塔、转角塔、终端塔、换位塔和大跨越塔等按照杆塔在线路中的作用杆塔转角塔终端塔杆塔大跨越塔换位塔金具线夹、接续金具、连接金具、保护金具等绝缘子与绝缘子串1、常用绝缘子针式绝缘子悬式绝缘子瓷横担绝缘子棒形瓷绝缘子复合绝缘子爬电距离：在两个导电部分之间沿绝缘材料表面的最短距离，绝缘子的绝缘性能。XP-70：机电破坏载荷为70kN的悬式瓷绝缘子，爬电距离295mm。X表示悬式瓷绝缘子；LX表示悬式玻璃绝缘子；P表示机电破坏负荷。绝缘子与绝缘子串1）悬垂串2、绝缘子串架空导线处于绝缘的空气介质中，当电压等级高时，为保证导线对地有必要的绝缘子间隙，需要将数只绝缘子串联起来，与金具配合组成架空线悬挂体系，即绝缘子串。绝缘子与绝缘子串2）耐张串绝缘子与绝缘子串3、绝缘子设计爬电比距法绝缘子的片数hUnNeKα——爬电比距（cm/kV）（GB/T16434-1996）h——单个绝缘子的爬电距离Ke——绝缘子爬电距离的有效系数UN——标称电压绝缘子与绝缘子串海拔高度1km以下，操作过电压及雷电过电压要求的悬垂绝缘子串的绝缘子最少片数；11215.0'1Hmnen海拔高度超过1km绝缘子数量修正H——海拔高度，kmm1——气压对污闪电压的影响，查表确定线路通过污秽地区，综合考虑环境污秽的变化，宜采用耐污型绝缘子，或增加绝缘子的个数。耐张绝缘子串承受的架空线张力大，绝缘子容易劣化，所以每联耐张绝缘子的最少数目应适当增加，110~330kV增加1片，550kV增加2片，750kV不增加。全高超过40m有地线的杆塔，高度每增加10m，最少片数增加1片。全高100m以上的杆塔，绝缘子便需应根据经验并结合计算确定。其它要求：绝缘子与绝缘子串4、绝缘子串的强度校验绝缘子串的最大使用载荷kTT如果绝缘子的强度不足，可换大吨位绝缘子或采用双联和多联解决。导线和地线1、导线和地线的材料钢、铝、铝合金GB/T1179-1983《铝绞线及钢芯铝绞线》例：LGJ-500/452、架空线的型号与结构□-□标称载流面积材料及结构结构形式：单一金属绞线、钢芯铝绞线、铝包钢绞线、扩径铝绞线等等LJ-120附录A规格与性能导线和地线3、导线的选择输电线路的导线截面，宜按照经济电流密度选择，再根据导线的材料结构进行电气和机械特性等比选。aALLFZ01线路总投资：12bZZ线路年运行费：ACIZL32max3年电能损耗费：n年收回投资的年费用：321ZZZnZnnJICnnbaImaxmax31A可得年费用最小的导线经济截面：令0AZCnnbaJn31cos3maxIUPNcos3NnnUJPA导线和地线a）导线允许载流量校验FRSt2tSFRR导线的工作温度越高，运行时间越长，导线的强度损失越大，控制导线的允许载流量是为了控制导线温度。动态增容……DJaWssS日照吸热功率：4411273273aaRSDEW辐射散热功率：485.057.0efFRW对流散热功率：相关参数：导线允许载流量、导线直径、日照强度、垂直导线风速、环境温度、导线温升。设计条件:日照强度：1000W/m2；风速：0.5m/s；环境温度：最高气温月的最高平均气温；导线温度：+70℃（钢芯铝绞线）5210271042.2afVDRe851026.91032.1a导线和地线b）电晕条件校验电晕：超高压输电线路的导线表面电场强度很高，以至于超过周围空气的放电强度，使空气电离形成的局部放电。危害：无线电干扰、噪声和损耗1）导线表面的电场强度不大于临界电晕场强的80%～85%；2）年平均电晕损失不宜大于线路电阻有功损失的20%。导线和地线AUPIN25.18585.0100011031030cos36max例：某110kV架空线路其设计长度为50km，最大输送容量为30MW，功率因数为0.85，年最大负荷利用小时为5200h，请选择导线型号，并按导线允许载流量校验。可选用导线型号：LGJ-210/25查表可知经济电流密度为0.9查表得，导线直径19.98mm2max84.2059.025.185mmJInnA1、选择导线型号导线和地线992.7DJaWssS日照吸热功率：4411273273aaRSDEW辐射散热功率：86.3157.0485.0efFRW对流散热功率：交流电阻：177.020120atRR25.18557.400tSFRR允许载流量：2、按导线允许载流量校验4.0sa取3.01E取15.020R取DJaWssS53.42732734411aaRSDEW20120atRR导线和地线4、地线的选择110kV输电线路宜全线架设地线，在平均雷暴日数不超过15日或运行经验证明雷电活动轻微的地区，可不架设地线。无地线的输电线路，宜在变电站或发电厂的进线段架设1~2km的地线。220～330kV输电线路应全线架设地线，年平均雷暴日数不超过15日或运行经验证明雷电活动轻微的地区，可架设单地线，山区宜采用双地线。500～750kV输电线路应全线架设双地线。关于架设地线的一般规定：地线（避雷线）的功能：防止雷电直击导线；地线应满足电气和机械使用条件的条件，可选用镀锌钢绞线或复合型绞线。导线和地线地线的短路热稳定允许电流：120120tln24.0102000tTRCI钢芯铝绞线、钢芯铝合金绞线可采用200℃钢芯铝包钢绞线、铝包钢绞线可采用300℃镀锌钢绞线可采用400℃地线短路热稳定允许温度：条文5.0.10导线和地线5、导线的排列方式及换位导线的排列方式1）水平排列的线路杆塔高度较低，雷击机会少，不宜发生因脱冰跳跃发生相间闪络。2）水平排列的线路杆塔比三角形排列复杂，造价高。3）倒伞形排列防雷性能差，多采用六角形排列。运行经验表明：导线和地线导线的换位换位原理：保证每相导线在空间每一位置的长度总和相等三相导线的排列不对称，各相导线的电抗和电纳不相等会造成三相电流不平衡，引起负序电流和零序电流，可能引起系统内电机的过热，并对线路附近的其它弱点线路带来不利影响。ABDABCBCDACD导线和地线换位优化ABDACBACDBCD71021ln21ln21ln2ArACCABBAAiuDiDiri换位优化原理：对于具有对称性的水平排列和三角形排列等线路，因此只需要安排A、B、C三相处于中相位置的长度各占线路的三分之一，即可达到换位要求。ABDABCACDBCD总磁链：ACABDD导线和地线换位不倒相换位倒相cbda只需满足ghfie只需满足导线和地线换位方式悬空换位直线塔换位耐张塔换位导线和地线导线和地线6、地线的换位换位原理：地线换位应保证对每一种导线排列段，每根地线处于两侧位置的长度相等，并应注意其换位点和导线换位点错开。换位方式：从杆塔顶直接向上或向下交叉绕跳，但要注意地线与杆塔的间隙距离；在杆塔顶设置针式绝缘子，以固定交叉跳线；架空输电线路设计的内容和步骤架空输电线路设计的两个阶段：初步设计和施工图设计初步设计是工程设计的重要阶段，主要的设计原则，都在初步设计中明确，应尽全力研究透彻。施工图设计是按照初步设计原则和设计审核意见所作的具体设计。一般要编写初步设计书及附图、设备材料清单、施工组织设计、概算书等常分为四卷。1、初步设计初步设计书及附图：确定设计原则。设备材料清单：工程建设加工订货。概算书：为国家有计划地进行经济建设，安排工程资金和施工单位合理地使用资金。施工组织设计：合理地组织施工。架空输电线路设计的内容和步骤初步设计上报上级主管部门后，上级主管部门进行初步审查，提出审核意见，设计单位根据审核意见进行施工图设计。2、施工图设计具体包括：施工图总说明书及附图；线路平断面图及杆塔位明细表；机电施工图及说明书；杆塔施工图及说明书；基础施工图及说明书；大跨越设计施工图及说明书；通行保护施工图及说明书；预算书；勘测资料；工程设计档案资料。