线路部分(发输变电专业).ppt

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1、第九章 过电压保护和绝缘配合(线路部分),9.2.2 高压架空线路的雷电过电压保护 9.2.2.1 雷电过电压保护措施 架设地线;降低杆塔接地电阻;架设耦合地线;几项具体措施(装设自动重合闸;加强绝缘等);重点地段 (电厂和变电所进、出线段;线路交叉跨越档;大跨越档)的保护措施;防雷保护对路径选择的要求。,9.2.2.2 一般线路的保护 1、架设避雷线的规定 ； 2、耐雷水平 （表9-2-1）； 3、杆塔工频接地电阻 （表9-2-2）； 4、避雷线对边导线的保护角规程9.0.10条； 5、档距中央导、地线的距离（同上）； 6、接地引下线和接地体引出线最小截面； 7、架空线与电缆连接时的保护；

2、8、应限制绝缘地线的电磁感应和静电感应电压和电流。,9.2.2.3 线路交叉部分的保护 交叉跨越距离见表9-2-3或规程表. 9.2.2.4 大跨越档的雷电过电压保护 1、全高超过m每增高m增加一片绝缘子； 2、避雷线保护角的要求规程9.0.10条 ； 3、降低杆塔接地电阻（50%）； 4、按雷击档距中央防止反击条件导地间距离的要求（表9-2-4）。,9.5.3 架空线路的绝缘配合 9.5.3.1 绝缘配合设计，主要是解决杆塔上和档距中各种可能放电路径（包括导线对杆塔、导线对地线、不同相导线间)的绝缘选择和相互配合的问题。 具体内容： 1、按正常运行电压、操作过电压、雷电过电压确定绝缘子型式及

3、片数以及导线对杆塔的距离； 2、压确定档距中央导按雷电过电地线的距离； 3、按操作过电压和雷电过电压确定导线对地和被跨越物的最小允许间隙距离； 4、按正常运行电压并计及导线振荡来确定导线的线间距离。,塔头绝缘配合设计 绝缘子串选择要求： 1、足够的机电破坏强度； 2、足够的绝缘强度； 3、应能耐受操作过电压的作用； 4、按选定的绝缘水平估算线路的耐雷性能。,9.5.3.2 级污区绝缘子串 每串绝缘子的片数应符合工频电压的爬电距离要求（9-5-1式），同时应符合操作过电压要求（9-5-2式）。 9.5.3.3 导线对杆塔的空气间隙 工频50%放电电压； 正级性操作冲击50%放电电压； 正级性雷电

4、冲击50%放电电压。 9.5.3.4 V型绝缘子串对杆塔的空气间隙 空气间隙工频电压和操作过电压配合系数较悬垂串略大。,9.5.3.5 线路绝缘子每串最小片数和最小空气间隙(表9-5-1); 全高超过40m的杆塔,每增加10m加一片绝缘子; 9.5.3.6 海拔超过1000m,每增高100m,操作过压和运行电压的间隙增大1%; 9.5.3.7 按带电作业要求,带电部分对杆塔接地部分的最小空气间隙(表9-5-2)。,第十六章 送电线路,16.1 送电线路路径的选择 16.1.1 综合考虑路径长度、施工、运行和交通条件等因素； 16.1.2 避让重冰、不良地质地带、军事设施、文物古迹等，并考虑邻近

5、机场、电台、重要通信设施的影响； 16.1.3 统一规划大型电厂和变电所的进出线，路径狭窄地段宜采用同杆塔架设； 16.1.4 耐张段长度; 16.1.5 有大跨越的线路路径,结合大跨越技术经济比较确定。大跨越杆塔宜设置在5年洪水淹没区外，并考虑30-50年河岸冲刷。,16.2 送电线路导、地线的选择 16.2.1 导地线的种类和选用的原则 16.2.2 导线截面的选择和校验 按经济电流密度选择； 按电晕条件校验（表面场强E、电晕损失）； 按长期允许电流校验。 16.2.3 地线的选择 安全系数不应小于2.5，且宜大于导线； 与导线的配合（表16-2-5）； 满足短路热稳定的要求。,16.2.

6、4 导线表面电场强度计算 单导线(16-2-7式) 分裂导线 (16-2-8式) 正多边形布置(16-2-9式) 16.2.5 光缆复合架空地线（OPGW）的热稳定校验 系统短路电流曲线 系统短路时间 两地线之间短路电流的分配,16.3 送电线路电气参数的计算 16.3.1 电线的几何半径（rm、Rm） 电线间几何平均距离（dm） 16.3.2 单回线路的阻抗计算 正序（负序）阻抗（/km） 零序阻抗 16.3.3 单回线路的电容计算 正序（负序）、零序电容及线间电容 无地线线路的正（负）序电容及正（负）序电纳 零序电容及零序电纳,16.4 杆塔塔头设计 16.4.1 塔头规划设计程序 16.

7、4.2 塔头尺寸的确定 绝缘子片数、型式及组装 最小空气间隙 导线布置 地线布置,16.4.2.1 绝缘子片数及导线对杆塔的最小间隙 操作过电压及雷电过电压要求悬垂串最少片数（表16-4-1）； 带电部分与杆塔的最小间隙（表16-4-2）； 带电作业校验间隙（表16-4-3）。,16.4.2.2 导线布置 线间距离 （计算并结合运行经验确定）: 水平排列（16-4-2式） 三角排列等效水平距离（16-4-3式） 垂直排列 （16-4-2式结果的75%，表16-4-5） 双回路及多回路杆塔，不同回路的不同相导线间的水平或垂直距离，应比单回路增加0.5m。 档距10002000m水平线间距离（16

8、-4-4式）,16.4.2.3 地线布置 两根地线之间的距离，不应超过地线与导线间垂直距离的5倍; 15无风时档距中央导线与地线间的距离宜符合 S0.012L+1（m），大档距还可按（表16-4-7）取两者要求较小值; 电线间水平偏移（表16-4-6）; 导线排列方式改变时的最小净空距离（表16-4-8）。,16.4.3 塔头间隙园 杆塔规划使用条件 绝缘子串长度 空气间隙（工频、操作、雷电、带电） 相应（同时）风速 悬垂绝缘子串风偏角 =tg-1(PI/2+PLH)/(GI/2+W1LV) 导线风偏角 =tg-1(g4/g1) 自立式直线塔 直线转角塔或直线换位塔,耐张转角塔 跳线风偏 （最

9、大允许弧度、最小允许弧度） 耐张绝缘子串的倾斜角和水平偏角,16.6 电线比载、弧垂应力的计算 16.6.1 电线的力学特性 钢芯铝铰线的计算拉断力(16-6-1式) 钢芯铝铰线的弹性系数和线膨胀系数 镀锌钢铰线: 计算拉断力=钢丝破断拉力总和换算系数 16.6.2 电线比载的计算（表16-6-2） 16.3 电线悬挂曲线方程式 悬链线-重量沿线长均匀分布(其方程含双曲线函数) 斜抛物线-重量沿悬挂点连线均匀分布 平抛物线-重量沿悬挂点的水平线均匀分布,16.6.4 各种设计档柜的计算 代表档距（规律档距）(16-6-2式) 水平档距（风档距） (16-6-4式) 垂直档柜（重量档距） (16

10、-6-6式),16.6.5 电线弧垂应力的计算 电线最大设计（使用）应力（张力） 导地线安全系数2.5,地线宜大于导线 悬点安全系数2.25 稀有大风或覆冰最大张力不超过拉断力的60%(安全系数1.67),悬点不超过拉断力的66%(安全系数1.5)。 电线平均运行张力不超过拉断力的25%(安全系数4.0)。 2. 电线状态方程式,3. 临界档距 控制条件（最大使用应力和平均运行应力） 判断临界档距 某档距下同时受两个控制条件控制，超过此档距是一个控制条件，而小于此档距是另一个控制条件。 保证在任何档距下均不超出最大使用应力和平均运行应力。,16.6.5.4 电线弧垂计算 应力：状态方程（16-

11、6-12式） 弧垂： （16-6-15式） 16.6.6 架线弧垂计算 电线初伸长（塑性伸长）降温法补偿 钢芯铝线（表16-6-5） 镀锌钢绞线降温10 连续档架线（放线）曲线 以代表档距和架线温度为变数,计算架线应力及档距为100m时的弧垂（16-6-17式）及（16-6-18式）, 连续倾斜档（连续上、下山的架线观测）弧垂和悬垂线夹安装位置的调整。 保证电线安装后，各档水平应力相同，悬垂串保持垂直悬挂。 孤立档的观测弧垂(考虑耐张绝缘子串的影响,16-6-23式)。,16.6.7 直线杆塔上电线纵向不平衡张力 断线 计算纵向不平衡张力可用图解法或通用曲线法。 断线情况纵向不平衡张力规程已有

12、明确规定。 不均匀覆冰,16.7 各种杆塔荷载的一般规定和计算 各类杆塔均应计算线路正常运行情况、断线（含分裂导线时纵向不平衡张力）情况和安装情况下的荷载组合，必要时尚应验算地震等稀有情况。 16.7.1 杆塔荷载的分类及设计荷载组合 永久荷载 可变荷载 偶然荷载 设计时对各种荷载组合,16.7.2 杆塔设计荷载的一般规定 （1） 正常运行情况 最大风速、无冰、未断线； 最大覆冰、相应风速及气温、未断线； 最低气温、无冰、无风、未断线（适用于终端和转角杆塔，不含大跨越直线塔）。,(2) 断线情况 （a）直线型杆塔（含悬垂转角、不含大跨越直线塔）。 单、双回路杆塔：断任一根导线（单导线）；任意一

13、相有不平衡张力；地线未断、无风、无冰。 多回路杆塔：断任两根导线（单导线）；分裂导线任两相有不平衡纵向张力，地线未断、无冰、无风。 不论带多少回路的杆塔，只考虑任一根地线有不平衡张力，导线未断、无冰、无风。 转动横担或变形横担的启动力，应满足运行和施工的安全要求。,（b） 耐张型杆塔 在同一档内断任意两相导线（终端杆塔应考虑作用有一相或两相断线张力的不利情况）、地线未断、无冰、无风； 断任意一根地线、导线未断、无冰、无风； 断线情况时，所有的导线和地线的张力，均应分别取最大使用张力的70%（导线）及80%（地线）。,（c）重冰区线路各类杆塔断线（含纵向不平衡张力）情况时的导、地线张力，应按覆冰

14、不小于正常覆冰的50%；无风和-5气温的条件计算确定。 断线数目应与上相同。同时，尚应验算导、地线同时存在不均匀脱冰情况的各种荷载组合。 （d）各类杆塔的断线情况下的断线张力或纵向不平衡张力均应按静态荷载计算。,(3) 安装情况，应按10m/s风速、无冰、相应气温条件下荷载组合： 直线型（含悬垂转角型） 提升导线、地线及其附件； 导线及地线锚线作业时，导、地线的锚线张力。 耐张型杆塔,导线及地线荷载 （a）锚塔：锚地线时，相邻档内的导、地线均未架设；锚导线时，同档内的地线已架设。 （b）紧线塔：紧地线时，相邻档内的地线已架设或未架设，同档内导线均未架设；紧导线时，同档内地线已架设，相邻档内的导

15、线已架设或未架设。 临时拉线所产生的荷载。, 应计及下列因素 (a) 安装人员及其携带的工具等附加重力荷载； (b) 导、地线初伸长补偿、施工误差及过牵引等产生的影响； (c) 牵引或提升导线及地线时的冲击作用。 （4）双回路及多回路杆塔，应按实际需要，考虑分期架设情况。 （5）终端杆塔应计及变电所（或升压站）一侧导线、地线已架或未架的情况。,（6）抗震验算 基本烈度7度及以上地区的混凝土高塔； 基本烈度9度及以上地区的各类杆塔。 （7）外壁的坡度小于2%以上的圆锥形构件和圆筒形钢管构件，应计及风激横向振动的效应，必要时宜采取适当的防护措施。,16.7.3 导、地线的风荷载计算 Wx= W0

16、Z SC C d Lp sin2（16-7-2） 基准风压标准值 Wo=V2/1600（kN/m2）（16-7-3） 绝缘子串风荷载 W1=W0ZA1 （配电装置母线计算中对绝缘子串风荷载有更详细的规定）,风压不均匀系数(表16-7-5)； Z风压高度变化系数； SC电线体型系数； d电线外径（或覆冰时计算外径）； Lp杆塔的水平档距； V基准高度的风速; C 500kV导线及地线风荷载调整系数; 风向与导线或地线方向之间的夹角.,风压不均匀系数和导地线风载调整系数c,风压不均匀系数； C 500kV导线及地线风荷载调整系数。 注:跳线及档距200m, 宜取1.0。,表16-7-5,直线型杆塔

17、应考虑与线路方向成0、45（或60）及90的三种最大风速的风向； 一般耐张型杆塔可只计算90一个方向； 终端杆塔可计算0方向； 小角度耐张杆塔宜考虑与线条荷载张力相反的风向； 特殊杆塔宜考虑最不利风向。 35220kV重冰区杆塔荷载规定 表16-7-3，表16-7-4,16.7.4 杆塔垂直荷载的计算 16.7.5 耐张转角杆塔的横向角度力和纵向张力差 P1=T1sin1 P2=T2sin2 正常情况 P=Tsin /2 T=T1cos1-T2cos2 正常情况 T=（T1-T2）cos/2,16.7.6 直线杆塔的安装荷载 起吊电线 （a） 垂直荷载 G=1.1G+GF 水平荷载 H=1.1

18、G+P （b）垂直荷载 G=21.1G+GF 水平荷载 P （电线风荷载）,锚线荷载 纵向不平衡张力 T=1.1T（1-cos） 垂直荷载 G=nG+1.1Sin+GF 横向荷载 P=nP n垂直荷载和横向荷载的分配系数,16.7.7 耐张杆塔的安装荷载 （1） 挂线 相邻档电线未挂 横向 P=nP+（1.2T-T0）sin1 纵向 T=（1.2T-T0）cos1 垂直 G=nG + T0tg+ GF,（2） 牵引电线 相邻档电线未挂 P=nP T=0 G=nG+ T1 sin+1.2T sin+ GF 相邻档电线已挂完 P=nP T=0 G=nG+1.2Tsin+ GF,16.8 杆塔的定位

19、校验 16.8.1 定位的原则及准备工作 定位：在选好的路径上进行定线、断面测绘，在纵断面图上配置杆塔位置。 原则：线路设计的一个重要环节，关系到线路的造价和施工、运行的方便与安全，要认真对配置方案作技术经济比较和优选。 尽量减免拆迁；避开不良地质（包括采空区、坟墓等）；保护生态环境；减少土石方量；方便施工与运行。力求杆塔与基础配置最优。,准备： 定位手册：线路概况、主要技术资料、注意事项、校验曲线等汇编。 弧垂模板及有关工具。, 定位手册主要内容 线路概要：起迄点、回路数、长度及初设批复的主要设计原则；两端间隔、位置（坐标）、相序及挂点高度等； 导、地线力学特性、K值曲线；气象分区范围； 各

20、种绝缘子串（片数、串长）的使用地段和要求； 换位地点及塔位的要求（位移）； 杆塔使用条件一览表； 导线对地和各种交叉物的距离及要求； 各种校验曲线； 勘测标桩的统一规定；,15.8.2 定位校核曲线 （1） 模板K值曲线 （2） 直线杆塔摇摆角临界曲线 调整杆塔位、型、高度；单联改双联；加重锤等。 （3） 悬挂点应力临界曲线 调整杆塔位、高度；降低使用应力。,（4） 直线杆塔导地线悬垂角临界曲线 验算公式(16-8-6)式 调整杆塔位、高度、双线夹。 （5） 悬垂绝缘子串强度校验 验算公式(16-8-8)式 单联改双联；加大级别；调整塔位。 （6）耐张绝缘子串倒挂校验 检查年平均气温时耐张串的

21、倾斜角: =tg-1(L*Pd+Gj)/2/T0-h*cos/L),16.8.3 杆塔中心的位移 耐张转角杆塔、悬垂转角杆塔、直线换位杆塔引起的角度荷载影响（包括间隙）。 原则：使这些杆塔或相邻两侧杆塔三相导线不向塔身侧出现较大水平转角。,15.8.4 导线对地距离及交叉跨越的有关规定 最大弧垂 最大风偏 导线对地面最小距离 导线与建筑物之间的最小垂直距离、最小距离 不应跨越屋顶为燃烧材料的建筑物；500kV不应跨越长期住人的建筑物；500kV跨越非长期住人建筑物或邻近民房时，房屋所在位置离地1m处最大未畸变电场不得超过4kV/m。(直流线路为3kV/m), 距线路边相导线投影外20m处，无雨

22、、无雪、无雾天气，频率0.5MHz时的无电线干扰限值为：110kV 46dB、220330kV 53dB、500kV 55dB。(直流线路可听噪音允许值宜不大于60dB) 线路通过林区 线路与弱线路的交叉角 送电线路与甲类火灾危险性的生产厂房、甲类物品库房、易燃、易爆材料堆场以及可燃或易燃、易爆液（气）体储罐的防火间距不应小于杆塔高度的1.5倍。 线路与铁路、道路、河流、管道、索道及各种架空线路交叉或接近，应符合规定的要求。,16.9 电线的防振 电线的振动频率（16-9-2式） .导、地线平均运行张力的上限和防振措施（表16-9-1） .对次档距振荡和舞动的防护措施 .防振锤安装数量(表16

23、-9-3) .防振锤安装距离(16-9-8式),绝缘子和金具的安全系数,绝缘子的种类:盘型瓷/玻璃，棒型瓷/合成。 盘型绝缘子机械强度安全系数：最大使用负荷2.7，断线1.8，断联1.5，常年荷载4.5。 合成绝缘子对最大荷载安全系数3.3。 金具强度安全系数：最大使用负荷2.5，断线、断联1.5。 330kV 及以上线路的绝缘串应考虑均压和防电晕措施。,送电线路部分的考试大纲 1. 熟悉输电线路路径的选择； 2. 掌握输电线路导、地线的选择； 3. 掌握输电线路电气参数的计算； 4. 了解杆塔塔头设计； 5.了解输电线路对电信线路的影响及防护； 6. 掌握电线力学特性的计算； 7. 熟悉各种

24、杆塔荷载的一般规定及计算； 8. 熟悉杆塔的定位校验； 9. 了解电线的防振。,送电线路部分规程规范及设计手册 1.110500kV架空送电线路设计技术规程 DL/T50921999 2.220500kV紧凑型架空送电线路设计技术规定DL/T5217 3.输电线路对电信线路危险和干扰影响设计规程 DL5033 4.送电线路对电信线路干扰影响设计规程 DL/T50631996 5.高压交流架空送电线路无线电干扰计算方法 DL/T691 6.高压直流架空送电线路技术导则 DL436 7.交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 DL/T6201997 8.电力工程高压送电线路设计手册第二版 东北院编 2002年,