第15章 送电线路

第十五章送电线路 15 1送电线路路径的选择15 1 1路径选择的重要性 追求综合效益最佳 技术经济比较和优化贯穿于设计始终 15 1 2路径选择的基本原则和要求15 1 3路径选择的复杂性 行业部门多 知识广 签定协议难 15 2送电线路导 地线的选择15 2 1导地线的种类和选用的原则15 2 2导线截面 铝 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 按长期允许载流量 发热 校验15 2 3导线型与结构的选择 15 2 4地线的选择 机械方面 电气方面15 2 5导线表面电场强度计算 单导线 分裂导线正多边形布置 15 2 6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 15 3送电线路电气参数的计算15 3 1电线的几何半径 rm Rm 电线间几何平均距离 dm 15 3 2单回线路的阻抗计算 正序 负序 阻抗 km 单导线分裂导线 零序阻抗 15 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 15 3 4线路的波阻抗和自然功率 波阻抗负荷 Pn U2 Zn自然功率表示线路大约输送能力 超高压线路上采用单根 两根 三根和四根分裂导线的近似值分别为375 300 280 260欧 紧凑型输电线路 15 4杆塔塔头设计线路设计中最复杂的综合技术工作 集中体现工程的技术水平 直接关系到经济指标 涉及路径选择的成果 杆塔系列规划 气象条件 绝缘配合 防雷保护 导地线选择及布置等 15 4 1塔头规划设计程序15 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 15 4 2 1应使线路在工频电压 操作过电压 雷电过电压等各种条件下安全可靠地运行 线路的防雷设计应根据线路的电压 负荷的性质和系统运行方式 并结合当地已有线路的运行经验 地区雷电活动的强弱 地形地貌特点及土壤电阻率等情况 在计算耐雷水平后 通过技术经济比较 采用合理的防雷方式 15 4 2 2导线布置 线间距离 计算并结合运行经验 水平排列三角排列垂直排列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 15 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S 0 012L 1 m 电线间水平偏移对边导线的保护角 15 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 风速悬垂绝缘子串摇摆角自立式直线塔外拉线直线塔直线转角塔或直线换位塔 耐张转角塔跳线风偏 最大允许弧度 最小允许弧度 耐张绝缘子串的倾斜角和水平偏角 15 5送电线路对电信线路的影响及防护电力线与电信线之间的耦合 容性 电影响 感性 磁影响 阻性 直接传导 15 5 1基本术语15 5 2送电线路故障状态和电信回路工作状态15 5 3危险影响的允许值 15 5 4危险影响的计算 磁感应纵电动势 磁感应对地电压 架空明线上电危险 电感应人体电流 15 5 5危险影响的防护措施 强电线路 电信线路 15 5 6干扰影响的计算 音频双线电话回路噪声计电动势 线 地电报回路干扰电流15 5 7干扰影响的防护措施 送电线路对电信线路危险影响设计规程 DL5033 94 送电线路对电信线路危险影响设计规程 DL T5063 1996 15 6电线比载 弧垂应力的计算15 6 1电线的力学特性 钢芯铝铰线 镀锌钢铰线15 6 2电线比载的计算15 6 3电线悬挂曲线方程式 15 6 4各种设计档柜的计算 代表档jiu 柜 水平档柜lh l1 l2 2 垂直档柜 15 6 5电线弧垂应力的计算1 电线最大设计 使用 应力 张力 电线平均运行应力 张力 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 15 6 5 4电线弧垂计算 应力 等高悬挂点状态方程 弧垂 15 6 6架线弧垂计算 电线初伸长 塑性伸长 连续档架线 放线 曲线 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 15 6 7直线杆塔上电线纵向不平衡张力 断线 不均匀覆冰 15 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 15 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 15 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 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 及80 c 重冰区线路各类杆塔断线 含纵向不平衡张力 情况时导 地线张力 应按覆冰不小于正常覆冰的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 8 导 地线风荷载标准值Wx W0 Z SC CdLpsin2 基准风压标准值Wo V2 1600 kN m2 9 绝缘子串风荷载W1 W0 ZA1 风压不均匀系数 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 10 直线型杆塔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 11 35 200kV重冰区杆塔荷载规定 15 7 5耐张转角杆塔的横向角度力和纵向张力差 P1 T1sin 1P2 T2sin 2正常情况P Tsin 2 T T1cos 1 T2cos 2正常情况 T T1 T2 cos 2 15 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 1G P b 垂直荷载 G 2 1 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 nPn 垂直荷载和横向荷载的分配系数 15 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 sin 1纵向 T 1 2T T0 cos 1垂直 G nG T0tg GF 2 牵引电线 相邻档电线未挂 P nP T 0 G nG T1sin 1 2Tsin GF 相邻档电线已挂完 P nP T 0 G nG 1 2Tsin GF 15 8杆塔的定位校验15 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 调整杆塔位 高度 双线夹 5 悬垂绝缘子串强度校验单联改双联 加大级别 调整塔位 6 耐张绝缘子串倒挂校验 15 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 无雪 无雾天气 频率0 5MHz时的无电线干扰限值为 110kV46dB 220 330kV53dB 500kV55dB 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 15 9电线的防振 电线的微风振动是驻波振动型式 振动频率 子导线的次档距振荡子导线间距S与子导线直径D的比值 10 便可能出现严重的次档距振荡 电线的舞动不均匀覆冰或不同期脱冰电晕 电线的防振措施平均运行应力的限制运行经验防振锤 阻尼线 阻尼式间隔棒S D 15 18 舞动的防护措施路径选择防舞装置与措施绝缘间隔棒 防振锤阻尼间隔棒配置阻尼线 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方法4 了解杆塔头设计及导 地线配合5 了解输电线路对电信线路的影响及防护6 掌握电线比载 弧垂应力的计算7 熟悉各种杆