高压输电线路的导线的换位问题

高压输电线路的导线的换位问题在高压输电线路上，当三相导线的排列不对称时，各相导线的电抗就不相等。即使三相导线中通过对称负荷，各相中的电压降也不相同；另一方面由于三相导线不对称，相间电容和各相对地电容也不相等，从而会有零序电压出现。所以规定：在中性点直接地的电力网中，当线路总长度超过 100km时，均应进行换位，以平衡不对称电流；在中性点非直接接地的电力网中，为降低中性点长期运行中的电位，平衡不对称电容电流也应进行换位。 换位的方法是：可在每条线路上进行循环换位，即让每一相导线在线路的总长中所处位置的距离相等；也可采用变换各回路相序排列的方法进行换位。输电线路导线换位(transposition of transmission line)，即变换输电线路三相导线的空间位置，目的是为了减少电力系统在正常运行情况下电流和电压的不对称性。交流架空输电线路的三相导线，在空间的排列位置是不对称的，特别是三相导线呈水平排列的线路，不对称程度更大。由于三相导线在空间位置的不对称，导致各相导线的电容和电感值不相同，即各相的阻抗和导纳不相等，这就引起了负序和零序电流。过大的负序电流会引起电力系统内电机的过热。而零序电流超过一定数值时，在中性点不接地的系统中，有可能会引起灵敏度较高的接地继电器的误动作。输电线路的电流和电压的不对称，也可能对电信线路产生干扰影响。输电线路导线换位的结果，是使在一条线路上各相导线处在某一空间位置的长度分布尽量接近，这样各相参数的差异就会缩小，电流和电压的不对称性也能够控制在一定限度之内。经过位置变换，三相导线又恢复到原来的相序排列，称为一个换位整循环。由于线路的长度不同，导线换位通常有直线换位、耐张换位、悬空换位和附加旁路跳线架换位四种方式。（1）直线换位：利用导线呈三角排列的直线型杆塔进行滚式换位。这种换位方式，采用常规直线型杆塔，节省投资，施工安装和运行维护检修均比较简便，但导线在档距中因换位而出现交叉。在覆冰严重地区为了避免不同相导线因砚冰不平衡造成闪络，不宜采用这种方式。（2）耐张换位：利用特殊设计的耐张型杆塔，通过跳线交叉换接，完成三相导线的位置变换。这种换位在杆塔上实现，可以避免导线在档距中交叉。但杆塔上绝缘子串增多，跳线布置比较复杂，施工安装和运行检修不如直线换位简便，间隙验算也比较复杂。（3）悬空换位：在耐张绝缘子串的外侧每相导线上另外串接一串绝缘子，然后通过一组特殊的跳线交叉跳接以完成三相导线位置的变换。这种换位方式不需要特殊设计杆塔，只需利用一些常规的耐张型杆塔，且导线在档距中不交叉，跳线的位置也比较清晰。不过为换位而特殊串接的绝缘子串是承受相间电压的，应选择具有相应的绝缘强度。而且串接的一组绝缘子串和跳线距杆塔有一段距离，安装和检修比较困难，需要采取特殊的施工措施。（4）附加旁路跳线架换位：利用干字型耐张塔或转角塔并在其近旁附设一组小型架构，架一小段旁路导线转接跳线，通过跳线换接进行导线换位。这种换位方式虽然增加了旁路导线和架构，但其布置清晰，施工安装并不困难，在早期建设的输电线路一般都认为导线换位应尽可能多些，以使线路参数更加对称均衡，减少电流和电压的不对称性，避免对电信线路产生干扰。国内曾规定：导线三角排列的输电线路，一个换位整循环的长度一般不超过48km；其他排列方式的线路，尽量不大于24 km。但是设计计算分析和运行实践经验表明，换位是输电线路的薄弱环节，换位过多不但增加线路建设投资和运行维护费用，而且会削弱线路的电气和机械强度，降低安全运行的可靠性。经过对电信线路干扰间题的深人研究，认识到导线换位对减少干扰实际上不起多大作用。输电线路对电信线路的电磁干扰和静电影响，主要是由于电力系统中各个元件的非线性以及发电机不对称运行时，加在线路上的高次谐波电流和谐波电压所引起的。在通常情况下，输电线路与电信线路间的距离比输电线路导线间的距离以及导线对地距离要大得多，输电线路的静电场在通信线处是很小的，对通信线路所产生的静电干扰影响是很轻微的。最大的静电干扰，可能是由电压谐波的零序分量所引起的，但在正常的全相运行方式时其值也很小。至于谐波电流所引起的电磁干扰，各对称分量的影响是不同的。正序和负序电流不直接流入大地，随着输电线路和电信线路相对距离的增大，由正序和负序电流引起的电磁影响急剧衰减，到电信线处实际上几乎已没有影响。只有谐波电流的零序分量流入大地，而且大地中电流的等值深度可以与输电线路和电信线路间的距离相比拟。但是也只有基波的零序电流值才直接与换位循环长度有关系，并且它对电信线的干扰影响也是很微小的。输电线路换位循环长度实际上并不取决于对电信线的干扰影响，而是取决于电力系统内所容许的电流和电压的不对称度。在选择输电线路换位循环的长度时，要针对线路在建设和运行中的具体条件进行计算，以估计延长换位循环所引起的电流和电压不对称度是否超过容许值，同时要研究是否采取比增加导线换位更为合理的其他消除不对称的措施。换位循环长度的选择应从电力系统的整体考虑，并为系统发展留有适当余地，不能单纯的仅仅计算某一条线路的局部情况。对于长线路，由于具有很大的电容电流，每个换位距离中各相参数和相间参数的差别比较大，所引起的电流和电压的不对称是经常起作