输配电线路工理论常识培训资料(一)

输配电线路工理论常识培训资料（一）（12课时）第一章 电、发电与输送原子结构见示意图：圆圈表示原子核，圈内的数字表示质子数目，“+”号表示质子带正电荷；弧线表示电子层，弧线上的数字表示该层上的电子数。铁原子的原子核有26个带正电的质子，核外有4个电子层，K层有2个电子，L层有8个电子，M层有14个电子，N层有2个电子。氦原子由原子核与核外电子构成，核内有2个质子（带正电）、2个中子（电中性），核外有绕核高速运动的2个电子（带负电）。原子核的半径约占原子半径的几万分之一。 K L M N 氦原子结构示意图 物质（物体）是由许多基本微粒组成的，这些基本微粒就是分子；分子是由原子组成的，原子是由原子核和电子组成的，原子核是由中子、质子组成的。中子不带电，质子带正电荷，核外电子是带负电荷的。电是一种自然现象。电是像电子和质子这样的亚原子粒子之间的产生排斥和吸引力的一种属性。它是自然界四种基本相互作用之一。电或电荷有两种：我们把一种叫做正电、另一种叫负电。通过实验我们发现带电物体同性相斥、异性相吸，吸引或排斥力遵从库仑定律。自然界的放电现象国际单位制中电荷的单位是库仑。古代发现，在中国，古人认为电的现象是阴气与阳气相激而生成的，说文解字有“电，阴阳激耀也，从雨从申”。字汇有“雷从回，电从申。阴阳以回薄而成雷，以申泄而为电”。在古籍论衡(Lun Heng，约公元一世纪，即东汉时期)一书中曾有关于静电的记载，当琥珀或玳瑁经摩擦后,便能吸引轻小物体，也记述了以丝绸摩擦起电的现象，但古代中国对于电并没有太多了解。西元前600年左右，希腊的哲学家泰利斯（Thales,640-546B.C.）就知道琥珀的摩擦会吸引绒毛或木屑，这种现象称为静电(static electricity)。而英文中的电（Electri city）在古希腊文的意思就是“琥珀”(amber)。希腊文的静电为(elektron) 。近代探索，18世纪时西方开始探索电的种种现象。美国的科学家富兰克林（Benjamin Franklin,17061790）认为电是一种没有重量的流体，存在于所有物体中。当物体得到比正常份量多的电就称为带正电；若少于正常份量，就被称为带负电，所谓“放电”就是正电流向负电的过程，这个理论并不完全正确，但是正电、负电两种名称则被保留下来。此时期有关“电”的观念是物质上的主张。富兰克林做了多次实验，并首次提出了电流的概念，1752年，他在一个风筝实验中，将系上钥匙的风筝用金属线放到云层中，被雨淋湿的金属线将空中的闪电引到手指与钥匙之间，证明了空中的闪电与地面上的电是同一回事。从物质到电场。在十八世纪电的量性方面开始发展，1767年蒲力斯特里（J.B.Priestley）与1785年库仑（C.A.Coulomb 1736-1806）发现了静态电荷间的作用力与距离成反平方的定律，奠定了静电的基本定律。在1800年，意大利的伏特（A.Voult）用铜片和锡片浸于食盐水中，并接上导线，制成了第一个电池，他提供首次的连续性的电源，堪称现代电池的元祖。1831年英国的法拉第（M. Faraday）利用磁场效应的变化，展示感应电流的产生。1851年他又提出物理电力线的概念。这是首次强调从电荷转移到电场的概念。电场与磁场。1865年、苏格兰的马克斯威尔（J. C. Maxwell）提出电磁场理论的数学式，这理论提供了位移电流的观念，磁场的变化能产生电场，而电场的变化能产生磁场。马克斯威尔预测了电磁波辐射的传播存在，而在1887年德国赫兹（H.Hertz）展示出这样的电磁波。结果马克斯威尔将电学与磁学统合成一种理论，同时亦证明光是电磁波的一种。马克斯威尔电磁理论的发展也针对微观方面的现象做出解释，并指出电荷的分裂性而非连续性的存在，1895年罗伦兹（H.A.Lorentz）假设这些分裂性的电荷是电子（electron），而电子的作用就依马克斯威尔电磁方程式的电磁场来决定。1897年英国汤姆生（J.J.Thomson）证实这些电子的电性是带负电性。而1898年由伟恩（W.Wien）在观察阳极射线的偏转中发现带正电粒子的存在。从粒子到量子。而人类一直以自然界中存在的粒子与波来描述“电”的世界。到了19世纪，量子学说的出现，使得原本构筑的粒子世界又重新受到考验。海森堡（Werner Heisenberg）所提出的“测不准原理”认为一个粒子的移动速度和位置不能被同时测得；电子不再是可数的颗粒；也不是绕著固定的轨道运行。一九二三年，德布洛伊（Louis de Broglie）提出当微小粒子运动时，同时具有粒子性和波动性，称为“质波二重性”，而薛定谔（Erwin Schrodinger）用数学的方法，以函数来描述电子的行为，并且用波动力学模型得到电子在空间存在的机率分布，根据海森堡测不准原理，我们无法准确地测到它的位置，但可以测得在原子核外每一点电子出现的机率。在波耳的氢原子模型中，原子在基态时的电子运动半径，就是在波动力学模型里，电子最大出现机率的位置。随著科学的演进，人类逐渐理解“电”的物理量所能取得的数值是不连续的，它们所反映的规律是属于统计性的。中国第一个发电厂是1882年在上海创建第一个12kW发电厂。第一台三相交流发电机是1891年，在德国劳芬电厂安装了世界第一台三相交流发电机，建成第一条三相交流送电线路。三相交流电的出现克服了原来支流供电容量小，距离短的缺点，开创了远方供电，电力除照明外，用于电力拖动等各种用途的新局面。瑞典于1954年首先建成第一条380kV输电线路。第二章 我国送配电的种类划分及其作用一、送电与配电的划分送电技术是伴随着城市的发展和大工业的出现，以及发电厂远离用电负荷中心而兴起的。现代大型发电厂倾向于建在能源基地，不可避免地造成了电源远离电能消费中心的局面，使得输电技术越来越重要。我国国家标准GB 156额定电压，是统一电力企业、电力设备制造行业以及用电工业和用户之间电压系列的强制性技术标准。电压标准以系统额定电压表示，有关送电与配电电压等级为(括号内为设备最高电压)：220380(230400)V，3(3.5)kV，10(11.5)kV，35(40.5)kV，63(69)kV，110(126)kV，220(252)kV，330(363)kV，500(550)kV,750kV。（此外还有20 kV、1000 kV）送电与配电的划分主要是按照它们各自的性质，并依照它们在电力系统中某一发展阶段的作用和功能来区分。从电压等级上，也能够表示其输电与配电的功能和作用。配电电压可分为：高压配电电压，351l0kV；中压配电电压，l0kV；低压配电电压：380220V。某些地区在220kV输电网尚未出现前，可将ll0kV作为输电电压。对于输电电压我国习惯是按照输电技术特点划分输电电压等级为三段：特高压输电电压，1000kV及以上；超高压输电电压，330、500、750kV；高压输电电压，220kV。在同一个电网中采用的各层次的电压等级，组成本网的电压系列。国家电压标准列举了允许使用的标准电压。电网电压可不必逐级依次采用。例如我国华北电网的电压系列是50022011035100.38kV；东北电网的电压系列则是5002206310038kV，其特点是保留并发展63kV以代替ll035kV两级，限制以至取消154、40、22kV电压；西北地区同时存在2201l0kV及3301l0kV两个系列，但是多年来随着330kV主网的发展，已经限制发展220kV电网，西北主网电压将形成750330110kV系列。电网的电压系列是本网统一规定并形成的电压等级分层序列，但在具体应用于某一特定地点时，则可以依次沿用，也可以越级使用，以利于减少降压层次，节约变电损失。至于原有的3.3kV和6.6kV两级电压等级，则绝大部分升压为l0kV，从本网中逐步取消这两级电压，以达到简化电压层次的目的。二、送配电线路作用与种类1、输电网络所谓输电网络就是将许多电源点与许多供电点连接起来的网络体系。输电网络按电压等级划分层次，组成网络结构，并通过变电所与配电网连接，或与另一电压等级的输电网连接。按照输电网络的拓扑结构，一般可将其分为放射状、环状、网状和链状等基本结构形式，如图所示。实际的输电网络往往是多种结构的混合体。不同结构的网络，其可靠性和输电线路容量的要求也不同。任何一种网络类型的形成，并不是任意的，它与电源开发建设、负荷分布、经济发展历史以及自然条件等因素有关，但也不能任其自流，以致造成网络结构的不合理。做好网络规划，有预见、有目的地发展网络，是建设好电力系统的根本保证大型输电网络是由主干电网(简称主网)和若干地区电网相连组成的。地区网络按其在电力网中所处位置的不同，一般可分为送端电网、中间电网和受端电网三类。地区电网的送端、中间、受端之分是相对的，会随着电网的发展而改变。输电网络的基本结构图(a)放射状；(d)环状；(c)网状；(d)链状2、配电网及其功能通常把电力系统中二次降压变电所低压侧直接或降压后向用户供电的网络称为配电网络。它由架空线或电缆配电线路、配电所或柱上降压变压器直接接入用户所构成。从电厂直接以发电机电压向用户供电的则称为直配网络。配电网络中的配电线路，按照其位置和所起的作用，有供给线、联络线以及干线、支线的区别。而干线又有树形和环形两种；供给线又分放射线和围路两种；将同一区域内的配电干线全部连通形成网形，数路供给线同时供给电能予该干线，这就是配电网的态势。配电网与输电网，原则上是按照其发展阶段的功能来划分的，而具体到一个电力系统中，则是按其电压等级而确定的。不同电压等级的配电网络之间，通过变压器连接成一个整体配电系统。配电网的主要功能是从输电网接受电能，并逐级分配或就地消费，即将高压电能降低至方便运行又适合用户需要的各种电压，组成多层次的配电网，向各种用户供电。10kv及以下配电线路为用户供电，担负着输送和分配电能的任务。3、送、配电线路网络中，两节点间的联线称为线路。用于输送电能的线路叫做输电线路（也叫做送电线路）；用于分配电能的线路叫做配电线路。线路按主要作用和电压等级，相对可分为输电线路和配电线路。输配电线路通过升、降压变电所，将发电厂与用户联通，输送电能，解决了用户与动力资源(特别是水力发电)远距离的矛盾。同时利用输电线路可以联结成电力系统。从而提高经济性和供电的可靠性。输电线路在规定的工作条件下送端允许通过的有功容量值(MW)，称为输电能力或输送能力。三、大截面导线及其输电技术大截面导线输电技术是指超过经济电流密度所控制的常规的最小截面导线（例如220KV，300mm2；500KV，4300mm2），而采用较大截面的导线（如500KV，4500mm2，4630mm2、4800mm2），以成倍提高线路输送能力的新型输电技术。大截面导线是指超过经济电流密度所控制的常规的最小截面导线。导线截面增大后，单位长度导线的电阻减小，在热容量限制内，其允许载流量将增大，从而提高其输送功率。大截面导线的使用，能够减少线路走廊数，节约土地资源，对我国耕地面积日益短缺的今天有着非常大的优势。随着导线截面的增加，输电线路的表面场强减小，电晕损失也相应减小，而地面场强增加，但增加的幅度不大，对输电线路影响不大。另外无线干扰与噪音污染也大大降低。输电线路采用大截面导线，将会增加一次性投资，但由于承受更大的应力，设计并建造承受大荷载的杆塔，生产与大截面导线配套的金具是大截面导线广泛应用与发展的关键。目前，我国有许多电线电缆厂家有生产大截面导线的能力，国内大截面导线的施工设备已达工程要求，对于大截面导线的施工已经有了很大的进步，能够独立进行大截面导线的架设，并达到了工程的要求。大截面导线输电虽然能够提高输送功率，但随着导线截面的增加，杆塔承受荷载增加，架线施工难度加大，投资费用增加。因此，在应用大截面导线时，要根据线路输送容量的实际需求，适当留有一定的裕度，采用合理的大截面导线即可，不要盲目采用过大截面的导线。采用大截面导线不仅能大大提高线路的输送功率，减少线路走廊数；而且由于减小了导线的电阻，线路损耗大大降低，并且表面电场强度降低，电晕损失也相应减小；另外对于超高压和特高压，还能大大减小其无线电干扰和噪声污染。大截面导线输电线路的输送容量大，功率损耗小，但由于导线的生产及施工难度大，又要耗费大量钢材。所以，目前还不宜全面采用。根据大截面导线输电技术的优势和特点，大截面导线输电技术用于人口较集中、用电需求大、潮流较集中、短距离输电线路中，能更好地发挥其优势。另外，在一些大容量送出的中短距离输电线路中（如变电站、发电厂出口处），也有很好的利用效果。此外，在超高压直流输电中也适宜采用大截面导线输电技术。四、ACCC碳纤维复合芯导线ACCC碳纤维复合导线，是目前全世界电力输变电系统理想的取代传统的钢芯铝铰导线、铝包钢导线、铝合金导线及进口殷刚导线的新产品，ACCC碳纤维复合导线与传统导线相比具有重量轻、强度大、低线损、弛度小、耐高温、耐腐蚀、与环境亲和等优点，实现了电力传输的节能、环保与安全。ACCC碳纤维复合芯导线系列主要优点是：1. 碳纤维复合芯导线强度为普通导线的2倍。普通钢丝的抗拉强度为1240Mpa-1410Mpa，而ACCC导线的碳纤维混合固化芯棒，是前者的两倍。2. 碳纤维复合芯导线导电率高，节能6%。由于ACCC导线不存在钢丝材料引起的磁损和热效应，而且在输送相同负荷的条件下，具有更低的运行温度，可以减少输电损失约6%。3. 碳纤维复合芯导线低弧垂，降低2倍以上垂度。ACCC导线与ACSR导线相比具有显著的低弛度特性，在高温条件下弧垂不到钢芯铝绞线的1/2，能有效减少架空线的绝缘空间走廊，提高了导线运行的安全性和可靠性。4. 碳纤维复合芯导线重量轻10-20%。碳纤维复合芯导线的比重约为钢的1/4，在相同的外径下,ACCC的铝截面积为常规ACSR导线的1.29倍。ACCC导线单位长度重量比常规ACSR导线轻10-20%，显示了ACCC导线重量轻的优点。5、碳纤维复合芯导线耐腐蚀，使用寿命高于普通导线的2倍。碳纤维复合材料与环境亲和，同时避免了导体在通电时铝线与镀锌钢线之间的电化腐蚀问题，有效地延缓导线的老化，使用寿命高于普通导线的2倍。6、碳纤维复合芯导线同样容量线路投资成本低于普通导线。由于ACCC碳纤维复合导线倍容量运行，而且抗拉强度高、弛度小、重量轻等特点，可使杆、塔之间的跨距增大，高度降低，同样容量线路成本比普通导线低。7、碳纤维复合芯导线节约一半铝材的消耗。按每年电力电路200万吨铝用量计算，能节约铝材近100万吨。从保护环境、改善人类生态环境方面来说，具有划时代的意义。第三章 电力生产的特点一、电力生产的整体性。电力系统是由发电、供电和用电三者紧密连接起来的一个系统，任何一个环节配合不好，都会影响电力系统的安全、稳定、可靠和经济运行。电网中，发电机、变压器、高压输电线路、配电线路和用电设备形成一个不可分割的整体，缺少那一环节，电力生产都不可能完成。同样，任何设备脱离电网都将失去意义。二、电力生产的同时性。发电、输电、供电和用电是同时完成的，既不能中断，又不能储存，必须是用多少，发多少，是典型的连续生产、连续消费的过程。电能的传输速度与光速相同，达到30万千米/秒（万km/s）。即使发电端与用电端相距千万里，发、供、用电都是在同一瞬间进行和完成的。三、电力生产的随机性。负荷变化、设备异常情况、电能质量的变化以及事故的发生，随时都在变化着，而且发展迅速，波及面大。因此，在电力生产过程中，需要适时调度，要求适时安全监控，随时跟踪随机事件动态，以保证电能质量及电网安全运行。第四章 从美加停电事故看电网生产技术管理的重要性一、2003-08-14美国、加拿大电网事故的发展过程2003-08-14，美国东部时间16:11开始，美国东北部电网和加拿大联合电网发生了有史以来影响最大的电网停电事故(以下简称814事故)，事故波及美国东部电网和加拿大电网，美国的密西根州、纽约州、新泽西州、马萨诸塞等八个州和加拿大的安大略、魁北克省都受到了严重的影响。814停电事故的发展过程为：15:06，处于俄亥俄州Chambeilain(莱贝赖茵)至Harding（哈町）的一条345kV线路不明原因跳闸；15:32，由于负荷过重，Hanna（翰娜）至Juniper（鸠尼盆）又一条345kV的线路下垂并放电跳闸；15:41，Star（斯达）至S.canton（坎顿）的又一条345kV的线路跳闸；15:46，Tidd（缇德）至CantonCtrl（坎顿榷）的一条345kV的线路跳闸；16:06，Sammis（萨密斯）至Star（斯达）的一条345kV的线路跳闸并重合成功；以上线路位于俄亥俄州克利夫兰市附近。16:08，美国东部电网和加拿大电网发生振荡；16:10，Cambe（肯贝）ll3号机跳闸；16:10，Hampton（汉普顿）至Thenford（仁福特）的一条345kV线路跳闸；16:10，Oneida（奥奈德）至Majestic（玛捷缇克）的一条345kV线路跳闸；16:11，Avon（诶玟）9号机组跳闸；16:11，Beaver（俄勒）至DavisBesse（戴维斯贝司）的一条345kV线路跳闸；16:11，Midway（密德维）至Lemoyne（勒莫内）/Foster（福特斯）的一条138kV线路跳闸；16:11，Perr（沛莉）1号机组跳闸；16:11，美国东北部电网与加拿大解列；16:15，Sammis（萨密斯）至Star（斯达）的一条345kV线路再次跳闸并重合成功；16:17，Fermi（费尔米）核电站停机；16:1716:21，密西根州数条线路跳闸。事故共计损失负荷6180万kW。事故中，美、加共有超过100座电厂停机，其中包括22座核电站。纽约市在停电29h后恢复供电。二、美国、加拿大停电事故暴露的主要问题在814美、加电网事故之前，美国、加拿大也曾发生过多起重大的电网事故，其中有些事故涉及两国。这些事故暴露出以下问题。1、电网缺乏统一有效的管理机制和管理手段，对电力生产、交易过程的特殊性缺乏全面认识(1) 美国、加拿大从地理上可以分为17个物理电网，但全国没有统一的管理机构。国家虽然设有能源部，但只负责出台能源政策，不负责能源领域的具体事务。美国、加拿大虽在吸取了1965年大停电教训的基础上，于1968年成立了NERC，下属11个管理委员会，154个控制区，并在许多方面进行了努力，但始终缺乏强制的管理作用。(2) 电网缺乏统一的技术、管理标准。NERC主要在并网运行的技术原则上进行规定，但受各利益主体的影响，在执行和落实上存在非常大的差异。(3) 在电厂、电网的投资方面，运行者过分强调经济性，而忽视了电力生产的客观规律。电力商品的特殊性，特别是对电力商品的特殊规律，即交易过程的系统性、唯一性、安全性没有正确的认识，目前应用的市场规则是建立在普通商品市场经济规律基础上的变通和移植。2、电网的技术、管理标准没有统一和落实，电网缺乏统一的调度，实时信息得不到对称的交换(1) 从事故的发展来看，美、加多次大停电都存在一些外部的客观因素，有线路雷电的问题、有树木对线路放电的问题，但都不是最关键的，而接下来的发展都与保护的不正确、线路的过载跳闸有密切的关系。(2) 从事故的处理来看，事故一般都发生在一个局部电网的联络线上，此时的调度处理基本上由负责这一区域运行的电网机构进行，而这一区域的调度并不完全了解更大区域内电网潮流的分布，相邻电网调度机构也不清楚其他电网的运行状态，这对事故的处理极为不利，甚至会加剧或扩大事故。3、电网的二次保护系统和安全措施不完整(1) 从保护的动作行为来看，据对美国有关电力企业继电保护动作整定原则的了解，由于各企业从保护自身利益出发，对继电保护的灵敏度要求较高，而对继电保护的选择性要求一般，几次事故表明，保护不正确动作是事故扩大的主要原因之一。(2)各电网的管理标准和技术标准有差异。(3)各发电商、电网经营商都从保护自己的利益出发考虑二次系统和安全自动系统的整定问题。4、电网网架存在结构性问题(1)电压等级复杂，管理交错，存在电磁环网，一旦有问题就象多米诺骨牌一样坍塌。(2)结构不合理，网中有网，一旦发生事故非常不利于事故的隔离。5、投资者过分追求经济效益，导致电网发展滞后、系统备用容量不足(1)美国进行电力市场化改革后，电力供应商竞争激烈，加之过分强调经济性，电网建设滞后社会经济的要求。(2)由于受市场化的影响，投资者强调经济效益，导致系统备用不足。三、美国、加拿大多次电网事故的启示我国正在进行电力体制改革，电力工业正迈向市场化，正视美国、加拿大的电网事故，分析其电网技术管理上存在的问题，对防止电网事故有积极的借鉴意义。1、正确认识电力商品的特殊性，尊重电力系统生产、输送、消费的客观规律(1)电力商品的转化过程，完全依赖于电网的安全稳定运行，它的交换过程的不可中断性，是确定电力市场的基础和终点。(2)确保电力从产品到商品转化过程的安全、稳定、可靠，是实现投资者、发电商、电网运营商、最终客户利益的唯一方式。(3) 电网是一个系统，系统中的任一元件，一般不能单独实现产品到商品的转化，不能独立完成系统的功能。参与市场活动的各方都必须承诺和遵守单一元件在系统中的基本功能要求。2、牢固树立安全第一，预防为主的方针，把防止电网事故放在一切工作的首位(1) 充分继承发扬我国在电力安全生产管理上的好经验，如在一个集团公司内，通过行政的方式建立、完善责任制体系，安全生产目标体系和内部考核机制，形成企业内部的安全生产保证体系。(2)在厂、网分开的大背景下，在国家层面上建立保证电网安全、稳定运行、符合我国电网目前运行状况的管理机制和监督机制。3、在新形式下继续坚持电网统一规划、统一建设、统一管理、统一调度的原则(1)在过去，四统一原则对保证电网安全、稳定运行发挥了积极作用，应研究在新形式下四统一原则如何得以体现和发挥。(2)应研究新形势下电网调度如何确保电网安全稳定运行并实现公平、公正、公开的方法。(3)必须加强确保电网安全、稳定、可靠运行的三道防线的建设。4、在新形势下电网与电厂建立安全生产管理的协调机制，是保证电网不发生事故的重要基础(1) 政府的监督管理责任。制定全国电力系统必须执行的有关电网稳定的技术、管理标准以及事故、可靠性调查统计等强制性标准；协调处理危及电网安全稳定运行的外部政策、环境条件。(2)电厂的安全责任。执行监管部门出台的技术、管理等标准，严格遵守、执行电网调度命令。(3)电网的安全管理责任。执行监管部门出台的技术、管理等标准，根据电网的实际运行情况，合理安排运行方式，调控电网运行。(4)客户的责任。负责维护产权属于自己的电气设备的健康运行，在特殊情况下执行电网的计划用电、错峰、让峰等措施。(5)社会的责任。参与电力设施的保护，自觉遵守确保电网安全稳定运行的要求、规定。5、强化统一调度，严肃调度纪律，加强电网二次保护及安全自动控制系统的管理是保证电网安全稳定运行的手段(1) 强化统一调度，严格执行调度命令是防止事故发生、扩大的重要手段，美国多次电网事故的处理过程充分暴露了多边协议调度在事故状态下的弊端，也反映出电网调度与电网企业密不可分的关系，这种关系不能只遵循市场经济的普通规律，而更应遵循电力生产的特殊规律。(2)二次系统的统一管理是维系电网安全稳定运行的重要技术手段。统一整定、分级管理的方式必须得到延续和加强。6、建立完善统一的技术、管理标准，施行统一的技术监督措施是电网技术管理的重要基础。(1) 建立全国统一的技术管理标准体系，明确电网安全的技术标准。多年来我国电力工业的发展都充分证明了统一技术、管理标准对确保电网安全稳定运行的重要支撑作用。(2)用法律手段明确强制措施，不能因实施电力体制改革而减弱在涉及电网安全稳定运行方面的技术监督措施。7、加强电力设施保护和电网安全的关系(1) 电力设施的保护与电网安全的问题。因电力设施的被盗而引发的运行事故占有一定的比例，加强对此类犯罪的打击是保证电网安全稳定运行的外部条件之一，需要引起政府专政机构的高度重视。(2) 电力设施的保护与相关法律的问题。电力工业的安全稳定运行是一个系统工程，但在实际工作中不同部门制定的法律、法规存在严重的冲突和矛盾。线路运行的环境达不到电力设施保护条例所要求的运行条件，关键是法律、法规的冲突和不同部门对电网安全稳定运行认识的差异。他人之石，可为吾鉴。美国、加拿大的电网事故可以成为我们电力系统生产技术管理人员借鉴的宝贵经验。第五章 送电线路的基本知识一、送电线路的主要设备：送电线路是用绝缘子以及相应金具将导线及架空地线悬空架设在杆塔上，连接发电厂和变电站，以实现输送电能为目的的电力设施。主要由导线、架空地线、绝缘子、金具、杆塔、基础、接地装置等组成。1、导线：其功能主要是输送电能。线路导线应具有良好的导电性能，足够的机械强度，耐振动疲劳和抵抗空气中化学杂质腐蚀的能力。线路导线目前常采用钢芯铝绞线或钢芯铝合金绞线。为了提高线路的输送能力，减少电晕、降低对无线电通信的干扰，常采用每相两根或四根导线组成的分裂导线型式。2、架空地线：主要作用是防雷。由于架空地线对导线的屏蔽，及导线、架空地线间的藕合作用，从而可以减少雷电直接击于导线的机会。当雷击杆塔时，雷电流可以通过架空地线分流一部分，从而降低塔顶电位，提高耐雷水平。架空地线常采用镀锌钢绞线。目前常采用钢芯铝绞线，铝包钢绞线等良导体，可以降低不对称短路时的工频过电压，减少潜供电流。兼有通信功能的采用光缆复合架空地线。3、绝缘子：是将导线绝缘地固定和悬吊在杆塔上的物件。送电线路常用绝缘子有：盘形瓷质绝缘子、盘形玻璃绝缘子、棒形悬式复合绝缘子。（1）盘形瓷质绝缘子：国产瓷质绝缘子，存在劣化率很高，需检测零值，维护工作量大。遇到雷击及污闪容易发生掉串事故，目前已逐步被淘汰。（2）盘形玻璃绝缘子：具有零值自爆，但自爆率很低（一般为万分之几）。维护不需检测，钢化玻璃件万一发生自爆后其残留机械强度仍达破坏拉力的80%以上，仍能确保线路的安全运行。遇到雷击及污闪不会发生掉串事故。在、级污区已普遍使用。（3）棒形悬式复合绝缘子：具有防污闪性能好、重量轻、机械强度高、少维护等优点，在级及以上污区已普遍使用。4、金具：送电线路金具，按其主要性能和用途可分为：线夹类、连接金具类、接续金具类、防护金具类、拉线金具类。（1）线夹类：A、悬式线夹：用于将导线固定在直线杆塔的悬垂绝缘子串上，或将架空地线悬挂在直线杆塔的架空地线支架上。B、耐张线夹：是用来将导线或架空地线固定在耐张绝缘子串上，起锚固作用。耐张线夹有三大类，即：螺栓式耐张线夹；压缩型耐张线夹；楔型线夹。C、螺栓式耐张线夹：是借U型螺丝的垂直压力与线夹的波浪形线槽所产生的摩擦效应来固定导线。D、压缩型耐张线夹：它是由铝管与钢锚组成。钢锚用来接续和锚固钢芯铝绞线的钢芯、然后套上铝管本体，以压力使金属产生塑性变形，从而使线夹与导线结合为一整体，采用液压时，应用相应规格的钢模以液压机进行压缩。采用爆压时，可采用一次爆压或二次爆压的方式，将线夹和导线（架空地线）压成一个整体。E、楔型线夹：用来安装钢绞线，紧固架空地线及拉线杆塔的拉线。它利用楔的劈力作用，使钢绞线锁紧在线夹内。（2）连接金具类：连接金具是用来将绝缘子串与杆塔之间，线夹与绝缘子串之间，架空地线线夹与杆塔之间进行连接的金具。常用的连接金具有：球头挂环、碗头挂板、U型挂环、直角挂板等。（3）接续金具类：用于导线的接续及架空地线的接续，耐张杆塔跳线的接续。定型的接续金具有：钳压接续金具、液压接续金具、螺栓接续金具、爆压接续金具。（4）防护金具类：用于防护导线，架空地线振动的防震锤、护线条、阻尼线；用于抑制次档距振动的间隔棒；用于防护绝缘子串产生电晕的屏蔽环及均压环等。（5）拉线金具类：用于调整和稳固杆塔拉线的金具有：可调式UT型线夹；钢线卡子、及双拉线联板等。5、杆塔：杆塔是支承架空线路导线和架空地线，并使导线与导线之间，导线和架空地线之间，导线与杆塔之间，以及导线对大地和交叉跨越物之间有足够的安全距离。6、基础：基础的作用主要是稳定杆塔，能承受杆塔、导线、架空地线的各种荷载所产生的上拔力、下压力和倾覆力矩。电杆及拉线宜采用预制装配式基础。铁塔宜采用现浇钢筋混凝土基础或混凝土基础。有条件时，应优先采用原状基础。包括有：岩石基础、机扩桩基础、掏挖（半掏挖）基础、爆扩桩基础和钻孔桩基础等。7、接地装置：主要由连接架空地线的接地引下线及埋入杆塔地里的接地体（极）所组成。接地装置的主要作用是，能迅速将雷电流在大地中扩散泄导，以保持线路有一定的耐雷水平。杆塔接地电阻值愈小，其耐雷水平就愈高。二、送电线路专业术语1、档距：相邻两基杆塔之间的水平直线距离，称为档距，一般用L表示。2、弧垂：对于水平架设的线路来说，导线相邻两个悬挂点之间的水平连线与导线最低点的垂直距离，称为弧垂或弛度。用f表示。3、限距：导线对地面或对被跨越设施的最小距离。一般指导线最低点到地面的最小允许距离，常用h表示。4、水平档距：相邻两档距之和的一半，称为水平档距，常用 表示，即 。5、垂直档距：相邻两档距间导线最低点之间的水平距离，称为垂直档距，常用 表示。6、代表档距：一个耐张段里，除弧立档外，往往有多个档距。由于导线跨越的地形、地物不同，各档距的大小不相等，导线的悬挂点标高也不一样，各档距的导线受力情况也不同。而导线的应力和弧垂跟档距的关系非常密切，档距变化，导线的应力和弧垂也变化，如果每个档距一个一个计算，会给导线力学计算带来困难。但一个耐张段里同一相导线，在施工时是一道收紧起来的，因此，导线的水平拉力在整个耐张段里是相等的，即各档距弧垂最低点的导线应力是相等的。我们把大小不等的一个多档距的耐张段，用一个等效的假想档距来代替它，这个能够表达整个耐张力学规律的假想档距，称之为代表档距或称为规律档距，用L0表示。导线悬挂点等高情况： 导线悬挂点不等高情况：式中：L0规律档距（米）各档档距（米）悬挂点高差角（度）7、杆塔高度：杆塔最高点至地面的垂直距离，称为杆塔高度。用H1表示。8、杆塔呼称高度：杆塔最下层横担至地面的垂直距离称为杆塔呼称高度，简称呼称高，用H2表示。9、悬挂点高度：导线悬挂点至地面的垂直距离，称为导线悬挂点高度，用H3表示。10、线间距离：两相导线之间的水平距离，称为线间距离，用D表示。11、根开：两电杆根部或塔脚之间的水平距离，称为根开。用A表示。12、架空地线保护角：架空地线和边导线的外侧连线与架空地线铅垂线之间的夹角，称为架空地线保护角。用表示。13、杆塔埋深：电杆（塔基）埋入土壤中的深度称为杆塔埋深。用h0表示。14、跳线：连接承力杆塔（耐张、转角和终端杆塔）两侧导线的引线，称为跳线，也称引流线或弓子线。15、导线的初伸长：当导线初次受到外加拉力而引起的永久性变形（延着导线轴线伸长），称为导线初伸长。16、分裂导线：一相导线由多根（有2根、3根、4根）组成型式，称为分裂导线。它相当于加粗了导线的“等效直径”，改善导线附近的电场强度，减少电晕损失，降低了对无线电的干扰，及提高送电线路的输送能力。17、导线换位：送电线路的导线排列方式，除正三角形排列外，三根导线的线间距离是不相等。而导线的电抗取决于线间距离及导线半径，因此，导线如不进行换位，三相阻抗是不平衡的，线路愈长，这种不平衡愈严重。因而，会产生不平衡电压和电流，对发电机的运行及无线电通信产生不良的影响。送电线路设计规程规定“在中性点直接接地的电力网中，长度超过100km的送电线路均应换位”。一般在换位塔进行导线换位。18、导（地）线振动：在线路档距中，当架空线受到垂直于线路方向的风力作用时，就会在其背风面形成按一定频率上下交替的稳定涡流（如图示），在涡流升力分量的作用下，使架空线在其垂直面内产生周期性振荡，称为架空线振动。第六章 送电线路运行管理送电线路作为电网的重要环节，由于距离长、地域广，受自然环境与人为因素影响的机会比较多，因此，其维护工作存在许多困难。送电线路能否做到安全、可靠、优质、经济运行，依赖于科学管理。科学管理内容包括：送电线路的运行标准化的制定、运行工作岗位职责、运行维护管理制度、设备缺陷管理制度、设备和检修管理制度、基建工程管理制度、技术档案管理制度、运行分析与故障统计制度的制定、技术培训、安全管理。一、运行维护管理制度线路运行维护工作必须严格遵守电力行业标准DL/T741架空送电线路运行规程和DL409-1991电业安全工作规程(电力线路部分)的规定，坚持安全第一，预防为主的工作方针，认真搞好线路的运行维护工作，即做好巡视、检修及反事故措施的实施工作。运行单位必须建立健全岗位责任制，其所属(包括代管)的每条线路都应有专人负责运行维护。每条线路必须明确其所属的线路运行单位，并明确划分运行维护界限。一条线路属两个及以上线路运行单位维护时，应有明确的运行分界点，不得出现空白。对于重污秽区、多雷区、重冰区、洪水冲刷区、不良地质区等特殊区段和大跨越的线路，线路运行单位应根据沿线地形地貌和气候变化等具体情况及时加强巡视和检修，并做好预防事故的准备工作。二、设备缺陷管理制度在线路运行维护工作中发现的设备缺陷，必须认真做好记录，及时汇报，并根据设备缺陷的严重程度进行分类和提出相应的处理意见。对于近期内不会影响线路安全运行的一般设备缺陷，应列入正常的年度、季度检修计划中安排处理。对于在一定时期内仍然可以维持线路运行，但情况较严重并使得线路处于不安全运行状况的重大设备缺陷，应在短期内消除，消除前要加强巡视。对于已使得线路处于严重不安全运行状况、随时都可能导致事故发生的紧急设备缺陷，必须尽快消除或采用临时安全技术措施后尽快处理。三、设备的检修管理制度1、检修原则运行单位必须认真抓好设备检修工作，加强设备检修管理，使线路设备经常处于健康完好状态，保证电网安全经济运行。线路设备检修，必须贯彻预防为主的方针，坚持应修必修，修必修好的原则，并逐步过渡到状态检修。线路设备检修，应采取停电与带电作业相结合的方式进行，并逐渐减少停电检修的次数。线路设备检修，要尽量采用先进工艺方法和检修机具，提高检修质量，缩短检修工期，确保检修工作安全。2、计划管理运行单位应根据线路设备健康状况、巡视检测结果、设备检修周期和反事故措施的要求，确定下一年度线路设备的计划检修项目。运行单位应在每年九月份根据线路运行工区申报的计划检修项目，编制下一年度的检修计划，并报上级部门审批。运行单位应根据上级审批的年度检修计划内容和实际情况，编制季度、月度检修计划。线路运行工区在检修计划下达后，应认真做好各项检修准备工作，严格按计划执行。3、施工及质量管理检修施工中应健全完善检修岗位、施工质量和安全工作等责任制度，要认真执行工作票和工作监护制度，并做好检修施工记录和带电作业统计工作。重大检修项目和大型更改工程要按正常审批程序，完成施工设计，编制施工技术、安全、组织措施，明确工艺方法及质量标准，并认真组织实施。参加带电作业、焊接、爆压等技术项目的检修施工人员，必须经专门技术考试并持有合格证明方能上岗操作。检修施工所用器材及更换零部件必须选用经鉴定合格、性能符合要求的产品。检修施工的外包工程项目必须签订正式合同或协议，并认真做好中间验收和竣工验收工作。四、基建工程管理制度1、设计审查运行单位应参与新建(或改建)线路工程的规划及设计审查工作，并参与设备选型及招标工作，根据本地区的特点、运行经验及反事故措施，提出相应的要求和建议。运行单位应参与线路工程终勘定线、定位、断面地质勘测工作。2、设备验收管理运行单位应选派有实践经验的人员担任常驻施工现场的质检员，负责施工质量检查和中间、隐蔽项目验收工作，对施工质量不符合要求或施工中采用未经设计、运行单位认可的代用设备、材料时，质检员应拒绝签字验收。运行单位应严格执行110500kV架空线路施工及验收规范、110kV及以上送变电基建工程启动验收规程的规定，全面做好工程工作。对不符合设计、施工验收规范和安全运行要求验收的不合格工程，线路运行单位应拒绝接收运行。在新线路投运后的一年试运行期间，线路运行单位应加强巡视、检测，对发现的问题应协同设计、施工单位认真分析，各负其责，积极处理。3、生产准备运行单位应搞好新工程投运前的生产准备工作。运行单位在新工程投运前，应根据有关标准和定额指标，配齐经过培训的运行维护人员和专用交通工具、通讯设施、仪器仪表、备品配件等生产、生活设施装备。五、技术专档管理制度运行单位应按照其运行管理范围，分别存立或建立线路设备技术专档，专档形式可结合本单位的实际情况进行设计，并逐渐实现微机存档和管理。线路新设备投运或旧设备更新后，运行单位应及时建立或更新技术专档，保证资料与现场相符。六、运行分析与故障统计制度运行单位应加强线路运行分析工作。对线路运行状况、设备存在缺陷以及所发生的线路典型障碍、跳闸、事故的原因进行认真地分析，并协助安监部门搞好事故调查。运行单位应及时分析设备故障原因。搞好线路故障调查统计、掌握事故规律、积累运行经验，提高送电专业生产管理水平。七、送电线路运行人员的技术培训开展技术培训和方法、手段可采用多种多样形式，如定期技术问答、现场考问讲评、短期培训班、主题技术讲座、反事故演习、实际操作和基本功演习等等。八、送电线路的安全管理安全生产是的一项综合性工作，必须实行全员、全方位、全过程的管理。1、落实安全生产责任制在送电部内形成主任与班组长、班组长与班员自上而下，自下而上的各级管理网络。安全责任制包括：送电部主任的安全责任制、班长的安全责任制、安全员的安全责任制、班员安全责任制。2、开展安全活动班(组)应开展经常性、多样化的安全学习、宣传教育和岗位练兵活动，使职工熟练地掌握本岗位的安全操作技术及安全作业标准，不断提高职工的安全意识和自我保护能力。安全活动包括：安全日活动；安全生产的自查、互查和抽查；安全分析；安全例会；定期反事故演习；班前会和班后会；开展事故调查活动；安全培训。第七章 送电线路在特殊气候条件下的安全运行1、绝缘子的防污闪户外绝缘子，常年受到工业污秽或自然界盐碱、飞尘的污染，在毛毛雨、雾、或湿度大的天气条件下，绝缘子表面的污秽尘埃被润湿，表面电导剧增，使绝缘子的泄漏电流剧增，其结果使绝缘子在工频和操作冲击电压下的闪络电压(污闪电压)显著降低，甚至有可能使绝缘子在工作电压下发生闪络。对于运行中的线路，为了防止绝缘子的污闪，保证电力系统的安全运行，可以采取下列措施：(1) 对污秽绝缘子定期或不定期地进行清扫，或采用带电水冲洗，可有效地减少或防止污闪事故。装设泄漏电流记录器，根据泄漏电流的幅值和脉冲数来监视污秽绝缘子的运行情况，发出预告信号，以便及时进行清扫。(2) 在绝缘子表面涂一层憎水性的防尘材料，如有机硅脂、有机硅油、地蜡等，使绝缘子表面在潮湿天气下形成水滴，但不形成连续的水膜，表面电阻大，从而减少了泄漏电流，使闪络电压不致降低太多。(3) 加强绝缘和采用防污绝缘子。加强线路绝缘最简单的方法是增加绝缘子串中绝缘子的片数，以增大爬电距离，但只适用于污区范围不大的情况，否则很不经济，因增加串中绝缘子片数后必须相应地提高杆塔的高度，采用专用的防污绝缘子可以避免上述缺点，因为防污绝缘子在不增加结构高度的情况下使泄漏距离明显增大。(4) 采用半导体釉绝缘子。这种绝缘子釉层的表面电阻为10.610.8，在运行中利用半导体釉层流过均匀的泄漏电流加热表面，使介质表面干燥，同时使绝缘子表面的电压分布较均匀，从而能保持较高的闪络电压。2、线路的防雷由于送电线路的分布错综复杂，鉴于目前的技术，对送电线路还不可能做到绝对的防雷。此外，雷击线路时，自线路入侵的雷电波也是威胁变电所的主要因素。综合考虑技术和经济措施，提高线路的防雷可以提高电网运行可靠性。送电线路防雷性能的优劣主要有两个指标来衡量：一是耐雷水平，即雷击线路绝缘不发生闪烙的最大电流幅值；二是雷击跳闸率，每100km线路每年由雷击引起的跳闸次数。所以要提高防雷水平，必须做四道防线：使输电线路不直击受雷。线路受雷后绝缘不发生闪络。闪络后不建立稳定的工频电弧。建立电弧后不中断电力供应。针对这四道防线可以采用下列措施：(1) 架设避雷线。主要是防止雷直击导线，此外，对雷电流有分流作用，减少流入杆塔的雷电流，使塔顶电位下降。对导线有耦合作用，降低雷击杆塔时绝缘子串上的电压。对导线有屏蔽作用，可降低导线上的感应电压。110kV及以上电压等级的线路一般要全线架设避雷线。(2) 降低杆塔接地电阻。这是提高线路耐雷水平防止反击的有效措施，规程规定，有避雷线的线路，每基杆塔的工频接地电阻，在雷季干燥时不超过表1所列数值。表1杆塔的工频接地电阻值土壤电阻率(m)100及以下1005005001000100020002000及以上接地电阻() 1015202530（3） 架设耦合地线。即在导线下方架设地线的措施，是增加避雷线与导线间的耦合作用以降低绝缘子串上的电压，耦合地线还可增加对雷电流的分流作用。（4）采用不平衡的绝缘方式。同杆架设的双回线路，采用的防雷措施不能满足要求时，采用不平衡绝缘方式来降低双回线路雷击同时跳闸率，以保证不中断供电。不平衡的原则一般是使双回路的绝缘子串片数有差异，这样，雷击时绝缘子串片少的回路先闪络，闪络后的导线相当于地线，增加了对另一回导线的耦合作用，提高了另一回线路的耐雷水平，使之不发生闪络以保证另一回线路可继续供电。(5) 采用消弧线圈接地方式。35kV线路采用中性点不接地方式，雷击引起的大多数单相接地故障能够自动消除，不致引起相间短路和跳闸，而在两相或三相着雷时，雷击引起第一相导线闪络和绝缘子串上的电压下降，从而提高了耐雷水平。(6) 装设自动重合闸。由于雷击造成的闪络大多数能在跳闸后自行恢复绝缘性能，所以重合闸的成功率也较高，它是保证不中断供电的有效措施。