架空输电线路第二轮课件-第2部分

1、发输变电料高压输电线路讲师：青蛙老师（第二轮第2 部分）免费2018 年 5 月目录一、 线路绝缘子片数的选择3（一）、工频持续电压：爬电比距法（50545 7.0.5）3（二）、操作过电压下绝缘子片数的选择1（三）、雷电过电压1（四）、复合绝缘子：50545 7.0.72（五）、海拔修正：50545 7.0.72（六）、线路绝缘子选型总结3二、 空气间隙4（二）、线路空气间隙的海拔修正5（三）、悬垂绝缘子串的风偏摇摆角6（四）、导线风偏角7三、 导线布置8（一） 、档距导地线间的空气间隙距离8（二）、导线间距8四、输电线路的基本电气参数12（一）、正序（负序）阻抗12（二）、（三）、线路的零

2、序电抗14线的电容16线路的绝缘配合线路的绝缘配合主要包括：绝缘子片数选择、最小空气间隙、塔头设计、导线布置、线路防雷等一、线路绝缘子片数的选择701 110kV750kV 线路悬垂型杆塔上悬垂绝缘子串的绝缘子片数选择，一般需满足能耐受长期工频电压的作用和能耐受设计操作过电压，至于雷电过电压除大外一般选择绝缘子片数的决定条件，仅作为校验线路的耐雷水平是否满足要求。这些设计原则的合理性已为我国几十年来的线路运行经验所证实。选择原则：确保绝缘子串在持续工作电压下不发生污闪，在操作过电压下不发生雨闪（湿闪），并具有一定的雷电冲击耐压强度，确保线路有一定的耐雷水平。总结：在 1000m 及以下海拔地区

3、：按以上 3 种工况分别计算需要的绝缘子片数，取大值。计算过程中保留小数点到最后再取整。（一）、工频持续电压：爬电比距法（50545 7.0.5）工况悬垂串片数耐张串片数工频持续电压公式 7.0.5同悬垂串操作过电压表 7.0.2在悬垂串的基础上+零值 110330kV：1 片500kV：2 片750kV：0 片雷电过电压表 7.0.27.0.3（塔高修正）同悬垂串Lol单片悬式绝缘子的几何爬电距离(cm)；Ke绝缘子爬电距离的有效系数，主要由各种绝缘子几何爬电距离在试验和运行中污秽耐压的有效性来确定；并以 XP-70、XP-160 型绝缘子为基础，其Ke 值取为 1。注意：如题干中给出的是爬

4、电比距，则电压使用相电压。注：爬电比距计算时可取系统最高工作电压。上表()内数字为按标称电压计算的值。爬电比距在没有特别说明的情况下，全部按上限取值。爬电有效系数的取值方法：505457.0.5 条文说明绝缘子爬电距离有效利用系数 Ke 值能综合地体现悬式绝缘子的结构造型和自然积污量。Ke 值的计算公式为：式中：EC1相同自然条件，相同积污期内被试绝缘子积污盐密值的人工污闪电压梯度；EC2相同自然条件，相同积污期内基准绝缘子积污盐密值的人工污闪电压梯度。爬电距离有效系数 Ke 以 XP-70、XP-160 型绝缘子为基准，其 Ke 值取为 1。各类绝缘子的造型图及典型型号（二）、操作过电压下绝

5、缘子片数的选择702 在海拔高度 1000m 以下地区，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，应符合表 702 的规定。表 702 操作过电压及雷电过电压要求悬垂绝缘子串的最少绝缘子片数悬垂绝缘子串直接按表格中的数据选取，操作过电压下绝缘子闪络（湿闪）主要由绝缘子串长度决定，因此需要关注的是绝缘子串长度（片数 x 单片高度），当使用的绝缘子高度与表格不一致时，实际串长应不小于按表格所选串长。耐张绝缘子串的绝缘子片数应在表 702 的基础上增加，对 110kV330kV 输电线路应增加 1 片，对 500kV 输电线路应增加 2 片，对 750kV 输电线路不需增加片数。（三

6、）、雷电过电压铁塔全高40m 时，悬垂串选择参考 7.0.3 进行塔高修正，耐张串无需加零值。703 全高超过 40m 有地线的杆塔，高度每增加 10m，应比表 702 增加 1片相当于高度为 146mm 的绝缘子，全高超过 100m 的杆塔，绝缘子片数应根据运行经验结合计算确定。由于高杆塔而增加绝缘子片数时，雷电过电压最小间隙也应相应增大；750kV 杆塔全高超过 40m 时，可根据实际情况进行验算，确定是否需要增加绝缘子片数和间隙。塔高修正需要增加的片数： n h 40 14610雷电过电压下绝缘子闪络（干闪）主要由绝缘子串长度决定，因此需要关注的是绝缘子串长度（片数 x 单片高度），因此

7、实际绝缘子型号高度与表 7.0.2 不同时，应该使得：实际串长 表格串长+增加片数 x146；第 1 页 共 22 页（四）、复合绝缘子：50545 7.0.7707 在轻、中污区复合绝缘子的爬电距离不宜小于盘型绝缘子；在重污区其爬电距离不应小于盘型绝缘子最小要求值的 34 且不应小于 28cmkV；用于 220kV 及以上输电线路复合绝缘子两端都应加均压环，其有效绝缘长度需满足雷电过电压的要求。707 运行经验表明，在轻、中污区复合绝缘子爬距不宜小于盘型绝缘子。在重污区不应小于盘型绝缘子限值的 34 且不小于 28cmkV。新建输电线路棒形悬式复合绝缘子的爬距可按如下原则配置：对 25cmk

8、V 及以下污区使用的复合绝缘子，其爬电比距选用 25cmkV；对 25cmkV 以上的污区，选用 28cmkV。由于复合绝缘子两端有均压装置，使复合绝缘子的有效绝缘长度减小，而线路耐雷水平与绝缘长度密切相关，因此强调其有效绝缘长度应满足雷电过电压的要求。总结：（五）、海拔修正：50545 7.0.7海拔1000m 的地方需要进行海拔修正708 高海拔地区悬垂绝缘子串的片数，宜按下式计算：式中：nH高海拔地区每联绝缘子所需片数；H海拔高度(m)；m1特征指数，它反映气压对于污闪电压的影响程度，由试验确定。各种绝缘子 m1 可按附录 C 的规定取值。第 2 页 共 22 页复合绝缘子轻中污区重污区

9、工频持续电压下的爬电距离同盘型绝缘子1、爬电距离 盘型 3/42、 2.8cm / kV雷电过电压：绝缘串长度满足雷电过电压要求m1 没有盐密数据或其他特别说明的时候，取平均值。（六）、线路绝缘子选型总结1、绝缘子需同时满足 3 种过电压的要求，即 3 种方法都计算，最终哪个大取哪第 3 页 共 22 页个；2、取整问题：计算过程中产生的小数点不需要取整，直到计算完成（塔高修正、海拔修正后）再取整；3、零值绝缘子放在计算完成后再加。二、空气间隙空气间隙放电电压（U50%）与持续运行电压、过电压的绝缘配合，参考过电压与绝缘配合的课件。（一）、最小间隙要求：709 在海拔不超过 1000m 的地区

10、，在相应风偏条件下，带电部分与杆塔构件(包括拉线、脚钉等)的最小间隙，应符合表 709-1 和表 709-2 的规定。表 709-1 110kV500kV 带电部分与杆塔构件(包括拉线、脚钉等)的最小间隙(m)表 709-2 750kV 带电部分与杆塔构件(包括拉线、脚钉等)的最小间隙(m)注：1 按雷电过电压和操作过电压情况校验间隙时的相应气象条件，可按附录 A的规定取值。第 4 页 共 22 页2 按运行电压情况校验间隙时风速采用基本风速修正至相应导线平均高度处的值及相应气温。3 当因高海拔而需增加绝缘子数量时，雷电过电压最小间隙也应相应增大。4 500kV 空气间隙栏，左侧数据适合于海拔

11、高度不超过 500m 地区；右侧是用于超过 500m 但不超过 1000m 的地区。50064 6.2.2-44 风偏后导线对杆塔空气间隙的正极性雷电冲击电压 50放电电压，750kV 以下等级可选为现场污秽度等级 a 级下绝缘子串相应电压的 085 倍，对 750kV 线路可为 08 倍，其他现场污秽度等级间隙也可按此配合。（二）、线路空气间隙的海拔修正空气间隙的海拔修正：50545 提供了简单修正的方法，7.0.12 条文说明针对 110kV500kV 输电线路也可采用以下修正方法：在海拔高度超过 1000m 地区，海拔高度每增高 100m 操作过电压和运行电压的间隙，应比表 709 所列

12、数值增大 1；如因高海拔而需增加绝缘子数量，则表 709 所列的雷电过电压最小间隙也应相应增大。（1 H 1000）操作过电压、持续运行电压： L LH100010000H雷电过电压： L LH10001000式中：LHHm海拔处空气间隙L10001000m海拔处空气间隙HHm海拔处绝缘子串长1000H1000m海拔处绝缘子串长精确修正参考参考课件绝缘配合海拔修正专题第 5 页 共 22 页（三）、悬垂绝缘子串的风偏摇摆角第 6 页 共 22 页绝缘子串最大风偏角计算条件：1、气象条件：按各过电压、持续运行电压的气象条件计算；2、垂直档距：按最小垂直档距垂直档距系数 Kv ：最小垂直档距/水平

13、档距（四）、导线风偏角1）线路手册 P106：针对导线任意点2）线路手册 P296针对悬垂绝缘子串导线挂点第 7 页 共 22页三、导线布置（一）、档距导地线间的空气间隙距离按雷电过电压确定档距5.3.1、5.3.3导线与地线的空气间隙距离（距离）：500645.3.1-8 有地线的线路应防止雷击档距地线反击导线，档距导地线间距应符合下列要求：（适用于普通档距）1)范围的输电线路，15无风时档距导线与地线间的最小距离宜按下式计算：式中：S1导线与地线间的距离(m)；l档距长度(m)。2)范围的输电线路，15无风时档距导线与地线间的最小距离宜按下式计算：533 大档的雷电过电压保护应符合下列要求

14、：1 范围线路大档的雷电过电压保护应符合下列要求：表 533 防止反击要求的大档导线与地线间的距离（二）、导线间距一）、导线的水平距离801 导线的线间距离应结合运行经验确定，并应符合下列规定：1 对 1000m 以下档距，水平线间距离宜按下式计算：式中：ki悬垂绝缘子串系数，宜符合表 801-1 规定的数值；D导线水平线间距离(m)；第 8 页 共 22 页系统标称电压（kV）3566110220距离（m）3.06.07.511.0Lk悬垂绝缘子串长度(m)；U系统标称电压(kV)；fc导线最大弧垂(m)。注：一般情况下，使用悬垂绝缘子串的杆塔，其水平线间距离与档距的关系，可按附录D 的规定

15、取值。注：表中数值不适用于覆冰厚度 15mm 及以上的地区。表 801-1ki 系数（表中 I、V 指同一塔头上不同相的绝缘子串型式）大可以参考线路手册 P115公式 2-6-55二）、导线的垂直距离2 导线垂直排列的垂直线间距离，宜采用公式(801-1)计算结果的 75。使用悬垂绝缘子串的杆塔的最小垂直线间距离宜符合表 801-2 的规定。表 801-2 使用悬垂绝缘子串杆塔的最小垂直线间距离三）、导线三角形排列时的等效水平线间距离3 导线三角排列的等效水平线间距离，宜按下式计算：第 9 页 共 22 页标称电压（kV）110220330500750垂直线间距离（m）3.55.57.510.

16、012.5悬垂绝缘子串型式串串串ki0.40.40式中：Dx导线三角排列的等效水平线间距离(m)；Dp导线间水平投影距离(m)；Dz导线间垂直投影距离(m)。803 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，应按第 801 条的规定增加 05m。四）、导地线间的水平位移802 如无运行经验，覆冰地区上下层相邻导线间或地线与相邻导线间的最小水平偏移，宜符合表 802 的规定。表 802 上下层相邻导线间或地线与相邻导线间的最小水平偏移(m)注：无冰区可不考虑水平偏移。设计冰厚 5mm 地区，上下层相邻导线间或地线与相邻导线间的水平偏移，可根据运行经验参照表 802 适当减少。超过

17、 10mm 冰区可以参考线路手册 P115 表 2-6-23第 10 页 共 22 页标称电压（kV）110220330500750设计冰厚 10（mm）0.51.01.51.752.0五）、保护角与地线间距：50064 5.3.14 杆塔处地线对边导线的保护角，应符合下列要求：1)对于单回路，330kV 及以下线路的保护角不宜大于 15，500kV750kV 线路的保护角不宜大于 10；2)对于同塔双回或多回路，110kV 线路的保护角不宜大于 10，220kV 及以上线路的保护角不宜大于 0；3)单地线线路保护角不宜大于 25；4)重覆冰线路的保护角可适当加大；5)多雷区和强雷区的线路可采

18、用负保护角。5双地线线路，杆塔处两根地线间的距离不应大于导线与地线间垂直距离的 5 倍。第 11 页 共 22 页四、输电线路的基本电气参数线路电气参数，除特别说明外，均指三相导线的平均值。常用的电气参数有：线路的正序（负序）阻抗、零序阻抗、正序（负序）电容、零序电容、正序（负序）电纳、零序电纳；导-地线回路的自阻抗、互阻抗、自容抗、互容抗等。（一）、正序（负序）阻抗标准形式：一）、单回路的正序（负序）电抗二）、双回路的正序（负序）电抗线路手册公式 2-1-10无计算参数时，线路的正序电抗及正序电阻也可以直接查表 2-1-22-1-4第 13 页 共 22 页地线对线路参数的影响：地线对输电线

19、路的正序（负序）参数影响不大，因此有无地线都可以用相同的公式计算线路的正需参数。而零序参数都与大地有关，地线的影响不能忽略，零序参数计算必须考虑地线的影响。（二）、线路的零序电抗无相关计算参数时，表 2-1-5 也经常用于估算线路电气参数。线路参数相关计算关键是细心，以及熟练使用计算器。第 15 页 共 22 页（三）、线的电容、电纳一）、正序、零序、线间电容的关系正序电容（导线-中性点）、零序电容（导线-大地）、线间电容的关系二）、线路的正序电容、正序电纳第 16 页 共 22 页三）、线路的零序电容、零序电纳其他类型线路的零序电容：单地线单回路的零序电容 双地线的零序电容无地线对称双回路的

20、零序电容单地线对称双回路的零序电容双地线对称双回路的零序电容以上几种零序电容参考线路手册 P22P23，这里不再详细阐述。计算经验：大计算量的公式，最好不要轻易自行简化公式或者改变公式形态，老老实实按照公式原样，把里面的每个参数分别算出来，再代入公式计算。以降低出错概率。第 17 页 共 22 页（四）、自阻抗、互阻抗、自容抗、互容抗1、导-地线回路的自阻抗、互阻抗、自容抗、互容抗：线路手册 P1532 、从导线阻抗换算到相序阻抗， 或者从导线容抗换算到相序容抗： 公式2-8-52-8-83、考虑端部负序和零序阻抗影响后线路的负序和零序阻抗第 18 页 共 23 页4、正序电流5、电容电流第

21、19 页 共 24 页五、线路的波阻抗及自然输送功率：线路手册 P24：X1: / km(欧姆)b1: S / km（西门子）L1: H / km（）C1: F / km（法拉）第 20 页 共 25 页六、导线表面电场强度与电晕（一）、电场强度计算：线路手册 P24（二）、产生电晕的临界电场强度线路手册 P30：电晕会造成能量损失七、导线电气参数的选择与校验导线电气参数的选择与校验主要包括：截面选择、电晕校验、可听噪声校验、无第 21 页 共 26 页线电干扰校验、静电感应校验等。（一）、导线截面选择501 输电线路的导线截面，宜根据系统需要按照经济电流密度选择，也可根据系统输送容量，并应结

22、合不同导线的材料结构进行电气和机械特性等比选，通过年费用最小法进行综合技术经济比较后确定。一）、经济电流密度法选择导线截面：二）、按载流量选择导线截面503 大的导线截面宜按允许载流量选择，其允许最大输送电流与陆上线路相配合，并通过综合技术经济比较确定。506 验算导线允许载流量时，导线的允许温度宜按下列规定取值：1 钢芯铝绞线和钢芯铝合金绞线宜采用 70，必要时可采用 80；大宜采用 90。2 钢芯铝包钢绞线和铝包钢绞线可采用 80，大可采用 100，或经试验决定。第 22 页 共 27 页3 镀锌钢绞线可采用 125。注：环境气温宜采用最热月平均最高温度；风速采用 05ms(大s)；辐射功

23、率密度采用 01Wcm2。采用 06m条文说明：计算导线允许载流量可选用电机工程手册(试用本)第 26 篇所列公式(原公式符号略有变更)：式中：I允许载流量(A)；WR长度导线的辐射散热功率(Wm)；WF长度导线的对流散热功率(Wm)；WS长度导线的日照吸热功率(Wm)；Rt允许温度时导线的交流电阻(m)。（二）、电晕校验502 输电线路的导线截面和型式应满足电晕、无线电干扰和可听噪声等要求。当选用现行圆线同心绞导线GBT 1179 中的钢芯铝绞线时，海拔不超过 1000m 可不验算电晕的导线最小外径应符合表 502 的规定。表 502 可不验算电晕的导线最小外径条文说明：2 年平均电晕损失不

24、宜大于线路电阻有功损失的 20。按此标准建设的输电线路，既可保证导线的电晕放电不致过分严重，以避免对无线电设施的干扰，同时也尽量降低了能量损耗，提高了电能传输效率。海拔不超过 1000m 地区，如导线外径不小于表 502 所列数值，通常可不验算电晕，线路所经地区海拔超过 1000m，不必验算电晕的导线最小外径仍保留技术规程中条文说明所列数值，见表 3。第 23 页 共 28 页表 3 高海拔地区不必验算电晕的导线最小外径（三）、可听噪声校验505 海拔不超过 1000m 时，距输电线路边相导线投影外 20m 处，湿导线条件下的可听噪声限值应符合表 505 的规定。表 505 可听噪声限值（四）、无线干扰校验504 海拔不超过 1000m 时，距输电线路