架空输电线路的基本知识.ppt

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,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；,海拔高度超过1km绝缘子数量修正,H海拔高度，km,m1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，110330kV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,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-500/45,2、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。,线路总投资：,线路年运行费：,年电能损耗费：,n年收回投资的年费用：,导线和地线,a）导线允许载流量校验,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,日照吸热功率：,辐射散热功率：,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）,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,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19.98mm,1、选择导线型号,导线和地线,日照吸热功率：,辐射散热功率：,对流散热功率：,交流电阻：,允许载流量：,2、按导线允许载流量校验,取,取,取,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12km的地线。,220330kV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。,500750kV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：,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。,导线和地线,换位优化,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。,总磁链：,导线和地线,换位不倒相,换位倒相,只需满足,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,