输电线路基础知识（PPT92页)

输电线路基础讲课人：董晓明Tel:18654539653QQ:19714822微信：dongxiao0405目录输电线路简介1输电线路的组成2线路的测量与设计3一、输电线路简介1、输（送）电线路的概念（各部分职能？）输（送）电线路是连接发电厂与变电站（所）的传送电能的电力线路。2、输电线路的电压等级（为什么划分等级？特高压电网）国内：35kV，66kV，110kV，220kV，330kV，500kV，750kV,±800kV，1000kV，。省内：35kV，110kV，220kV，500kV，1000kV，±800kV县局市局省局3、输电线路的分类（优缺点？西门子特高压直流输电，电流之争）（1）按照传输电流的性质：交流输电线路、直流输电线路；（2）按照结构形式：架空输电线路、电缆线路。交直流输电优缺点1．HVDC的优点（1）直流输电线路造价低，对于架空线路，当线路建设费用相近时，直流输电的功率约为交流输电功率的1.5倍,对于电缆线路,直流输电的功率更大于1.5倍交流输电功率。（2）直流输电和交流输电线路，如绝缘水平相当，采用相同截面的导线，可输送大致相同的功率，由于节约一根导线，杆型也较简单，可降低线路造价30%～40%左右。（3）采用双极型直流输电方式时，其换流站可分期建设，先建设其中一极，投入运行，以降低工程的初期投资。（4）双极直流输电系统中，如果其中一极的设备发生故障，另一极仍能以大地作备用回路，带半负载运行，而交流输电则无法做到这一点。（5）直流输电不存在磁滞损耗和涡流损耗，线损较小，节约能量。（6）直流输电线所联系的两端交流电网不要求同步运行，直流输电本身也不存在稳定问题，输送的功率不受电力网稳定问题的限制。（7）直流输电对通讯的干扰小于交流输电。（8）交流电网用直流隔开后，由于电网小了其短路容量也较小，对电气设备有利，事故停电的影响范围也较小，提高了电网运行的安全性。2．HVDC的缺点（1）直流输电的换流装臵造价较高，抵消了一部分建设直流线路所节省的投资。（2）大容量换流装臵的本身是一个谐波源，会使电网的电压和电流波形产生畸变，因此在交流侧和直流侧均应装设滤波装臵，以抑制谐波分量。（3）HVDC线路两端的换流站都要消耗无功功率，需要装设约为输送功率40%～60%的并联电容器组进行补偿。（4）目前HVDC的电气设备，直流断路器尚在研制中，直流避雷器、直流电压、电流互感器以及线路上专用的直流绝缘子尚需依赖进口，由于生产批量不大，制造成本及价格较昂贵。优点:因受外界因素（如雷害、风害、鸟害等）的影响小，所以它的供电可靠性高；2）电力电缆是埋入地下的，工程隐蔽，所以对市容环境影响较小，即使发生事故，一般也不会影响人身安全；3）电缆电容较大，可改善线路功率因数。缺点：成本高，一次性建设投资大，电缆线路的投资约为同电压等级架空线路的10倍；2）线路分支困难；3）故障点较难发现，不便及时处理事故；4）电缆接头施工工艺复杂。低压电缆头的制作输电线路走线报道一、输电线路简介4、如何快速区分送电线路的种类（1）绝缘子的数量：合成绝缘子则基本可按绝缘子长度进行区分。（绝缘子的材质？为什么绝缘？大雨时会怎样？）（2）分裂导线的数量：110kV线路一般不采用分裂导线；220kV线路一般有单导线，双分裂导线（分垂直、斜排、水平排布方式）；500kV线路一般采用双分裂或四分裂导线。根据玻璃绝缘子片数来判断输电线路电压等级准确无误，而采取分裂导线数量仅作判断参考。电压等级（kV）35110220500绝缘子数量（片）3～47～813～1428～29停电更换绝缘子带电更换绝缘子美国工程师更换绝缘子带电清洗绝缘子导线间隔棒二、架空输电线路的组成构成架空输电线路的主要部件有:导线、避雷线（简称避雷线）、金具、绝缘子、杆塔、拉线和基础、接地装置等。98接地装置俯视图1346710258911121－横担；2－横梁；3－避雷线；4－绝缘子；5－砼杆；6－拉线；7－拉线盘；8－接地引下线；9－接地装置；10－底盘；11－导线；12－防振锤；134675892接地装置俯视图781－避雷线；2－双分裂导线；3－塔头；4－绝缘子；5－塔身；6－塔腿；7－接地引下线；8－接地装置；9－基础；10－间隔棒；图1-4输电线路的组成元件（猫头塔）10基础基础柱施工更换维修巡视以往的人工特高压巡视，巡检人员全靠攀爬杆塔进行，加之贵州地形起伏大，给巡检工作增加了难度，每天只能完成3—5基杆塔任务，整个线路巡视需要一个月。无人机可以直行、俯仰、翻滚，灵活地变换着各种姿态，全方位、无死角对±800千伏特高压宾金线进行“问诊”，高像素照片和高清视频也随即被传回地面站，凭借近距离、全方位、多角度的实时观测和高清拍摄，线路和杆塔的各种隐患都逃不过无人机的“火眼金睛”，实现了运维人员对特高压线路数据的同步获取、同步分析和同步定位，让工作人员在现场就能有针对性地查找出线路故障点与缺陷。无人机的使用，弥补了人工巡视的盲点，有效减轻了巡检人员的劳动强度，年人工节约经费将达到五十万以上。对于贵州山区，无人机一天就能巡视15—20基杆塔，放在湖南平原地带，一天巡视更是在30基杆塔以上。同时，无人机对于灾害性天气巡检的帮助也是不言而喻的。目前湖南省电网工程公司斥资120万，共部署两台六旋翼无人飞机。下阶段，将对部分±800千伏宾金线区段内山高路险、巡视人员难以到达的山区线路，采取“人机协同”的特殊巡视方式进行巡检，全面做好特高压线路的安全防护工作，确保特高压线路的安全稳定运行。飞行器巡视第一视角（一）送电线路的杆塔架空线路的杆塔一般根据其材质、用途、导线回路数、结构形式等进行分类。（1）按材质分类：木结构杆、钢筋混凝土电杆、钢管杆、角钢塔、钢管塔。（2）按用途分类：直位（杆）塔、耐张（杆）塔、换位（杆）塔、分歧（杆）塔、小转角（杆）塔、跨越（杆）塔。（3）按回路数来分类：单回路、双回路、三回路、四回路、多回路。（4）按结构形式分类：拉线型铁塔、自立式铁塔、自立式钢管铁塔。架空输电线路舞动双回路鼓型角铁塔直位导线竖直排列鼓型塔是双回路输电线路的常用塔型，因导线悬挂点围成的外形轮廓呈鼓形布置得名。铁塔左右各三根导线，分别构成一回三相交流线路。一回线路的三根导线均呈上中下排列，其中中间导线较上、下两根导线而言向外突出，使得六根导线构成的轮廓与突出的鼓身相似，因而得名鼓型塔。适用于覆冰较重地区，可避免导线脱冰跳跃时发生碰线闪络事故。干字型塔（耐张）如何区分直位塔和耐张塔？很简单，就是看与塔连接的绝缘子串，是被拉伸直还是下垂。下垂的为直线塔，拉伸的就是耐张塔。耐张塔的作用就象墙一样，支撑这一段线路。因此，一般来说它比直线塔要坚固。在2008年雨雪冰冻灾害中，折损严重的是直线塔，多个直线塔垮掉后，耐张塔才由于受不得强大的拉伸力而倒掉。直位塔好比竹竿，其作用就是挑起导线，一般只承受导线的自重，即垂直荷载。耐张塔与之对应，好比晒衣裳固定的墙，所以电力线路线路最易出危险的是耐张塔，因为导线受张力架空后，沿导线纵向拉起的力全部挂在耐张塔上，即耐张塔要承受电力线路架空后的张力载荷，也就是要当成墙壁一样承受导线的拉力。因此耐张塔的技术要求就比直线塔高得多。换位杆塔：允许导线在沿线路方向变换相对位置的杆塔。换位作用：为了减少电力系统正常运行时电流和电压的不对称，并限制送电电路对通信线路的影响。换位方式：1.循环换位2.直线杆换位3.耐张塔换位4.悬空换位换位耐张杆塔双回路（鼓型）铁塔（耐张，转角）四回路铁塔（直位）四回路铁塔（耐张）直位小转角塔拉V式直线塔酒杯塔（直位，自立式）钢管杆钢管组合塔分歧塔同塔并架多回路输电线路单回输电线路存在的问题：在经济发达且人口密集的地区，土地资源非常稀缺，只建设单回输电线路已不能满足电力需求。同塔多回线路是提高线路走廊的输送能力的一种有效手段；既能增加线路单位面积的输送容量，增加电力输送量，又能降低综合造价。在德国，政府规定凡新建线路必须同塔架设两回以上。在高压超高压线路中，为同塔四回为常规线路，最多六回。截止1986年，同塔并架多回紧凑型线路总长就有约2.7万km，已有50多年的运行经验。在日本110kV及以上的线路多数为同塔四回，500kV线路除早期2条为单回路外，其余均为同塔架双回。目前，日本同塔并架最多回路数为八回。近年来，随着电网建设速度的加快，广东等地区同塔多回路应用也比较普遍，并逐渐成为一项成熟的技术。直流输电线路1.直流输电线路基本类型就其基本结构而言，直流输电线路可分为架空线路、电缆线路以及架空——电缆混合线路三种类型。直流架空线路因其结构简单、线路造价低、走廊利用率高、运行损耗小、维护便利以及满足大容量、长距离输电要求的特点，在电网建设中得到越来越多运用。因此直流输电线路通常采用直流架空线路，只有在架空线线路受到限制的场合才考虑采用电缆线路。2.建设特高压直流输电线路关键技术问题直流架空线路与交流架空线路相比，在机械结构的设计和计算方面，并没有显著差别。但在电气方面，则具有许多不同的特点，需要进行专门研究。对于特高压直流输电线路的建设，尤其需要重视以下三个方面的研究：(1)电晕效应。直流输电线路在正常运行情况下允许导线发生一定程度的电晕放电，由此将会产生电晕损失、电场效应、无线电干扰和可听噪声等，导致直流输电的运行损耗和环境影响。特高压工程由于电压高，如果设计不当，其电晕效应可能会比超高压工程的更大。通过对特高压直流电晕特性的研究，合理选择导线型式和绝缘子串、金具组装型式，降低电晕效应，减少运行损耗和对环境的影响。(2)绝缘配合。直流输电工程的绝缘配合对工程的投资和运行水平有极大影响。由于直流输电的“静电吸尘效应”，绝缘子的积污和污闪特性与交流的有很大不同，由此引起的污秽放电比交流的更为严重，合理选择直流线路的绝缘配合对于提高运行水平非常重要。由于特高压直流输电在世界上尚属首例，国内外现有的试验数据和研究成果十分有限，因此有必要对特高压直流输电的绝缘配合问题进行深入的研究。(3)电磁环境影响。采用特高压直流输电，对于实现更大范围的资源优化配置，提高输电走廊的利用率和保护环境，无疑具有十分重要的意义。但与超高压工程相比，特高压直流输电工程具有电压高、导线大、铁塔高、单回线路走廊宽等特点，其电磁环境与±500千伏直流线路的有一定差别，由此带来的环境影响必然受到社会各界的关注。同时，特高压直流工程的电磁环境与导线型式、架线高度等密切相关。因此，认真研究特高压直流输电的电磁环境影响，对于工程建设满足环境保护要求和降低造价至关重要。3.直流的“静电吸尘效应”在直流电压下，空气中的带电微粒会受到恒定方向电场力的作用被吸附到绝缘子表面，这就是直流的“静电吸尘效应”。由于它的作用，在相同环境条件下，直流绝缘子表面积污量可比交流电压下的大一倍以上。随着污秽量的不断增加，绝缘水平随之下降，在一定天气条件下就容易发生绝缘子的污秽闪络。因此，由于直流输电线路的这种技术特性，与交流输电线路相比，其外绝缘特性更趋复杂。4.直流输电线路的绝缘配合设计直流输电线路的绝缘配合设计就是要解决线路杆塔和档距中央各种可能的间隙放电，包括导线对杆塔、导线对避雷线、导线对地、以及不同极导线之间的绝缘选择和相互配合，其具体内容是：针对不同工程和大气条件等选择绝缘子型式和确定绝缘子串片数、确定塔头空气间隙、极导线间距等，以满足直流输电线路合理的绝缘水平。5.直流输电线路的绝缘子片数的确定由于直流线路的静电吸附作用，直流线路的污秽水平要比同样条件下的交流线路的高，所需的绝缘子片数也比交流的多，其绝缘水平主要决定于绝缘子串的污秽放电特性。因此，目前在选择绝缘子片数时主要有两种方法：（1）按照绝缘子人工污秽试验采用绝缘子污耐受法，测量不同盐密下绝缘子的污闪电压，从而确定绝缘子的片数。（2）按照运行经验采用爬电比距法，一般地区直流线路的爬电比距为交流线路的两倍。两种方法中，前者直观，但需要大量的试验和检测数据，且试验检测的结果分散性大。后者简便易行，但精确性较差。实际运用中，通常将两者结合进行。6.特高压直