电力系统中高压电缆输电线路设计研究吴义阳

电力系统中高压电缆输电线路设计研究吴义阳摘要：高压输电线路的电气设计对电力系统的安全稳定的运行至关重要，设计方案只有客观、合理并且科学才能保证输电工作有效的实施，所以高压输电线路的设计工作不能一蹦而就二山于现在高压输电线路的电气设计工作仍然存在一些问题，所以需要严格考察铺设线路地区的综合情况，包括环境条件和地质地形条件等，解决这些问题，这样才能满足电网的发展。关键词：电力系统；高压输电；电路设计一、 中高压电缆的主要技术特点1.1电缆金属护套或屏蔽层接地方式对于三芯电缆，应在线路两终端直接接地，如在线路中有中间接头者，应在中间接头处另加设接地。而对于单芯高压电缆的接地方式则较为复杂，包括一端接地方式、线路中间一点接地方式、交叉互联接地方式及两端直接接地方式。1.2电缆金属护套或屏蔽层接地方式选择分析具有一定长度的供电电缆线路以直埋或管路敷设方式时，沿纵长每隔适当距离需要设封闭式工作井，城市内布置接头工作井一般比较困难，例如llOkV双回电缆接头井的长度约12m,宽约2m布置，难度可想而知。单芯电缆长度较短时,优先考虑采用一端接地。安装接地线时，先将铜屏蔽地线与铠装地线连接，再将接地线与主地线连接。一端接地时，按规范(GB50217—2007)要求，在交流系统中单芯电缆金属层正常感应电势容许最大限值(Esm)不大于300Vo采用两端直接接地方式，需敷设回流线，同时，需要经过计算，以保证两端直接接地方式的电缆金属护套在正常负荷电流时必须符合规范允许值。此外，为方便工程今后的维护测试，对于HOkV及以上电缆，其金属护套直接接地端一般需经接地箱接地。交叉互联方式适用于较长的电缆线路，且将线路全长均匀地分割成3段或3的倍数段。使用绝缘接头把电缆金属护套隔离，并使用互联导线把金属护套连接成开口三角形，电缆线路在正常运行状态下流过3根单芯电缆金属护套的感应电流矢量和为零，就能避免电缆负载能力受流过金属护套的循环电流引起发热的影响。二、 高压电缆与电力系统的连接及绝缘配合2.1连接方式①电缆进线段方式，应用高压电缆作为变电站的岀线间隔，完成某一段落电缆敷设工作之后，在电缆终端杆塔电缆引上釆用架空线方式连接对端变电站，该种电缆方式应用比较普遍；②将高压电缆线路融入电力线路中，城市中架空线路路径选择难度较大，可将电力电缆应用到架空线路中，将架空线路作为电缆的两端；③变电所全段釆用高压电缆。2.2系统绝缘配介应用避雷器对来波幅值进行限制，或者在电缆周边设置进线保护段，借助导线高幅值入侵波产生的冲击电晕，对入侵波陡度和幅值进行控制，并用导线自身波阻抗对避雷器的冲击电流幅值进行限制，以避免雷电波损坏电缆设施。2.2.1避雷线配置要求。依据变电所实际情况，对避雷线长度进行合理选择。其是高压电缆设计中的主要内容。设计电缆时，要依据绝缘配合要求，在架空线路上对避雷线进行架设，并确定其长度。针对改扩建工程，如果原架空线路中不包含避雷线，要釆用新型线路方式，落实避雷线架设工作。2.2.2避雷器配置要求。电缆进线段20〜22OkV电力电缆线路，应在电缆线路与架空线路连接处装设避雷器。而发电厂和变电所的35kV及以上电缆进线段，无论电缆长度是否超过50m,如果装设一组阀式避雷器可满足保护要求，只装一组即可。三、电力系统高压电缆输电线路的设计解构3.1外护套的合理选择若高压电缆线路超过110RV,其外护套可以采用聚氯乙烯亦或是聚乙烯等材料。现阶段，电缆防水层采用铅合金护套与皱纹铝护套能够获得理想的效果。需要注意的是铅合金护套本身的耐腐蚀性更强，且弯曲半径不大。但是，铅合金护套的比重较大，且机械性能也相对薄弱，严重影响了施工的安装效果。以金属护套短路容量为出发点进行思考，皱纹铝护套要比铅合金护套导电性能更理想，可以承受一定的短路电流。除此之外，聚氯乙烯要比聚乙烯的环境应力开裂的效果好，而且在实际燃烧的过程中，氯气会分解，对阻燃的影响是积极的。3.2合理选择并布置回流线第一，选择回流线。根据《电力工程电缆设计规范》内容的要求，如果是超过110kV的单芯电缆金属护层单点直线接地，同时，受系统短路的影响而导致电缆金属护层工频感应电压高于绝缘耐受的强度，亦或是要抑制电缆附近弱电线路的电气干扰强度，都一定要在某一端互联并接地线路中安装回流线。除此之外，在单相接地短路故障发生以后，通过回流线的作用，使得短路电流能够向系统的中性点流入，进而形成磁通可以抵消部分电缆导线接地电流所形成的磁通。第二,回流线的合理布置。将回流线布置在电缆线路附近需要严格遵循以下三点要求：其一，针对电缆三相品字形的布置情况，山于高压电缆的辐射难度相对较大，所以应当将回流线布置在电缆品字两肩，同时应在半长的位置进行换位；其二，针对长电缆线路交叉互联的布置悄况，若电缆线路相对较长，则应当细化单元，将每个单元划分成三段，并实现三相交义互联的U的。与此同时，线路两端金属护层要接地，实际电阻不高，儿何平均直径也相对较大；其三，如果是发电厂亦或是变电所设置电缆线路的终端，在实际操作的过程中会对回流线与电中性线的接地连接位置有所忽视。3.3基于一端接地的接地端选择在电缆接地方面，应将三芯电缆当做中压电缆，而且要保证三相电缆芯线位于电缆中的时候始终以三角形对称布置的状态呈现出来。另外，芯线与金属护套以及变压器初级绕组、次级绕组存在一定的相似性。当电缆经过交流电流的情况下，附近部分磁力线都能够和金属护套较链。这样一来，护套内部就会形成感应电压。如果护套两点处于接地的状态，那么护套和导线则会形成闭合回路并产生环形电流。如果电缆运行状态正常，则金属护套环形电流的数量级和芯线负载电流应保持一致，而且不会加快电缆绝缘层的老化，芯线的载流量也会有所减少。山此可见，应当釆用一端接地的方式，而另外一端通过经护层电压限制器接地方式实现电缆进线的接地目标。3.4绝缘分割交叉互联接地通轴情况下，如果线路的路径相对较长且线芯电流较大，另外金属护套仅有一端接地感应电压较高，会对设备亦或是工作人员的生命安全带来不利的影响。而最常见的就是普通接头，对电缆金属护套与绝缘屏蔽层进行合理地分割，能够保证单元形式更加合理。在此过程中，每个单元被细化成三个相同段落，通过对绝缘接头的合理运用，能够实现相邻段电缆金属护套以及屛蔽层的连接。在这种情况下，可以保证连续回路对三相导体各段分别包围，这属于相对特殊的互联方式。与普通接头相比，对绝缘接头的应用能够在电气中针对外屏蔽层以及护套予以合理地分段。四、结语高圧k缆山传统线路改造而成，直径相对较大，普遍采用金属线缆材质。设计人员要依据电力系统实际悄况，运用正确的方式，对高压电缆输电线路进行合理设计，并对其绝缘、避雷和架设工作等进行合理规划，以达到良好的设计效果,提高电力系统运行质量，为人们提供安全、稳定的用电环