高压输电

高压输电（精选12篇）

高压输电 篇1

凡事都有两面性。现代社会对电的依赖已经到了无以复加的地步, 很难想象没有电的生活会变成什么样子。电是以电磁波的形式进行传输的, 电能在输送过程中形成电磁场, 虽然高压输电线路不会产生电磁辐射, 但其对周围环境的影响仍然受到较多的关注。基于此, 本文对高压输电线路电磁场强的分布特点、影响因素以及对周围环境的影响进行了分析, 并提出了相应的防护措施。

1 高压输电线路的电磁场及研究方法

1.1 关于高压输电线路的电磁场

我国交流电源的频率采用50Hz (工频电) , 输电线路产生的电磁场属于极低频段 (0~300Hz) , 其波长为6000km[1] (λ=v/f≈3.0×105km·s-1/50s-1) 。极低频段的电磁振荡系统不会向空间辐射电磁波, 电磁波主要籍由振荡回路中的导体传递, 因为电磁之间转换缓慢, 能量可以全部回到回路中。但输电线路周围会感应出电场和磁场, 根据麦克斯韦方程组电流或变化的电场可以产生磁场, 电压或变化的磁场可以产生感应电场 (由静止电荷产生静电场) 。高压输电线路产生的电磁场随时间以正玄规律变化, 一般称作时谐电磁场, 由于线路周围场点与导线之间距离远小于电场的波长, 故可简化为准静态场, 由此可将工频电场和工频磁场分开来考虑, 认为两者之间是独立的。以下未注明的电磁场均为工频电磁场, 磁场强度即磁感应强度。

1.2 高压输电线路电磁场的研究方法

研究高压输电线路电磁场可以通过对现有线路进行≈实测取得数据, 再类比估计相近线路的电场强度和磁场强度, 从线路设计角度又希望采用数值计算的方法, 对未实施线路的电磁场进行预测。目前, 数值计算已经有多种方法。例如有限元法、逐次镜象法、模拟电荷法及边界元法等[2]。数值计算方法在建立模型后, 可以采用如VB语言、C语言等编程计算, 对取得的计算结果再利用Matlab、ANSYS之类的软件进行仿真或绘图, 但数值计算结果还是要与线路实测结果进行比较, 以便估计误差或改进计算方法。电磁场强的测量采用低频或工频电磁场分析仪, 在输电线路垂弧最低位置及线路横截面上布点, 如图1所示。图2是某两条220k V输电线路电磁场的计算和实测结果。由图2可见, 实测结果比计算结果稍低, 因实测结果受多种因素影响, 其曲线光滑程度较差。

2高压输电线路电磁场的分布特点及影响因素

2.1电磁场强与导线距离的关系

通过图2可以看到:以中心导线对地的投影点为原点, 电磁场强离原点越远衰减的越多, 不过电场强度与磁感应强度不同的是电场强度最大值不在原点, 而是离开原点一定距离, 并且从原点到20m范围内衰减较快, 20m以外趋缓[3]。

图3是导线离开地面不同高度时地面的电磁场强计算结果 (220k V单回路输电线路, 图4同) 。A、B、C距地面高度分别为7.5、13.5、17.5m, 可见导线离地越高电磁场强越小[3]。

2.2 导线布置、参数、相序及相间距离的影响

单回路塔形输电线路有三角形排列、水平排列和倒三角形排列三种导线布置型式。导线布置型式对电磁场强影响的计算结果如图4所示。从该图可见, 电场强度的最大值排列次序是三角形排列>水平排列>倒三角排列, 磁场强度排列次序为水平排列>三角形排列>倒三角排列, 所以倒三角排列的导线布置型式较优。

由于磁感应强度的计算不需考虑导线等效半径, 所以它不受导线参数的影响。电场强度的计算与导线等效半径有关系, 并且随着导线半径及分裂根数与分裂半径的增大而增大, 其中分裂根数的影响最大。采用同塔双回或多回线路时, 相序排列对电磁场有较明显的影响, 尤其是同相序排列时的电场强度较高, 而逆向序排列影响较小。相间水平距离和垂直距离改变对单回、同塔双回或多回都有一定影响, 一般来说相间距离增大, 电磁场强均随之增大;相间垂直距离的影响与相序排列无关, 但相间水平距离的变化影响电场强度时与相序排列有关, 但总的来说影响程度不如导线对地高度及导线参数大。

3 高压输电线路电磁场对环境的影响

关于高压输电线路电磁场对环境影响的评价, 目前执行HJ/T-1998《500k V超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》中关于工频电磁场强的限值 (推荐值) 规定, 电场强度以4k V/m为评价标准, 磁感应强度以0.1m T为限值。这个规定是国际上最严格的[1], 但即使如此, 目前大量监测数据显示, 110~500k V的输电线路, 电场强度是低于4k V/m的, 磁感应强度一般不超过3。世界卫生组织 (WHO) 及国际非电离辐射防护委员会 (ICNIRP) 相关研究表明, 没有发现工频电磁场对健康有害。

4 高压输电线路电磁场的防护措施

尽管高压输电线路理论计算和实测均可满足国家标准, 但为了减轻公众疑虑, 仍应按照相关标准做好以下防护措施: (1) 输电线路尽量避开城镇居住区、学校等敏感地点; (2) 线路设计上适当增加导线距地高度、优化导线架设方式 (导线布置、参数、相序等) ; (3) 采取必要的屏蔽措施; (4) 定期监测线路电磁场强, 发现数据异常增加, 积极采取措施进行处理; (5) 电力相关人员工作时做好个人防护措施。

5 结语

本文阐述了高压输电线路电磁场形成的原理与监测研究电磁场强的方法, 分析了高压输电线路电磁场强分布特点、影响因素及对环境的影响, 并提出了相应的防护措施。大量监测数据表明, 高压输电线路电磁场强在国标限值以内, 一般不会对健康造成危害。

参考文献

[1]聂婧.输变电电磁环境调查分析与思考[J].商情, 2013 (1) :125, 122

[2]兰生, 张振兴, 原永滨.考虑弧垂的交流特高压输电线三维电磁场[J].电机与控制学报, 2012, 16 (12) :42-46, 53

[3]佟瑶, 纪伟光, 殷晓红等.输电线路工频电磁场监测分析及防护措施[J].黑龙江电力, 2013, 35 (2) :178-181

[4]朱艳秋, 宋晓东, 赵志勇.输220kV高压输电线路工频电磁场影响因素研究[J].电力科技与环保, 2011, 27 (1) :5-8

高压输电 篇2

摘要：本文论述了三峡工程中的输变电工程的概况，特别是直流输电系统。另外也论述了与电力电子技术相关的“西电东送”、全国电网联网与直流联网“背靠背”工程等方面的内容。

关键词：三峡工程 高压直流 输电概 述

举世瞩目的长江三峡工程分为三大部分：枢纽工程、移民工程和输变电工程。随着三峡大坝的横空出世、高峡平湖的梦想成真，从2003年起，这个当今世界上最大的水电站将产生源源不断的强大电能。

三峡枢纽工程分三期施工，一期工程的标志为大江截流。二期工程主要修建三峡大坝的泄洪坝段、左岸厂房坝段、永久船闸。

二期工程以2003年第一批机组发电为完成标志。2001年11月22日，首批机组的安装正式启动，首台机组重达721吨的发电机定子，被两台总共可吊1200吨的行车，稳稳地吊放到直径20多米的机坑内。首批机组装4台70万千瓦水轮发电机。

三期工程要对二期已筑起的大坝和右岸之间的导流明渠截流，建右岸厂房坝段。三峡输变电工程也随之成为三峡工程的重头戏。26台70万千瓦水轮发电机组，1820万千瓦的总装机容量，到2010年全部机组建成投产后，三峡电站的年均发电量将达847亿千瓦时。其中900万千瓦将通过直流方式输送出去。

三峡工程按1993年价格水平计算的静态总投资为900.9亿元，考虑物价、利息等变因，当时测算到2009年的动态总投资为2039亿元。这些年宏观经济形势一直较好，物价指数下降，目前枢纽工程控制在概算内，还略有节余。据预测，到2010年工程全部完工时，三峡工程的动态总投资可望控制在1800亿元以内。三峡工程中的输变电工程

由滔滔长江之水转换而成的如此充沛的电能，如何自高山峡谷之中被瞬间传递到千里之外的负荷中心？总投资275亿元的三峡输变电工程将担此重任。

按照设计方案，三峡电站分为左岸和右岸电站，左、右岸电站又各分为两个电厂。其中，左一电厂装机8台，出线5回；左二电厂装机6台，出线3回；右

一、右二电厂装机均为6台，出线分别为4回和3回。这15回出线将分别把26台机组发出的电能送至座落在湖北境内的一批500千伏变电站和换流站，再向全国辐射。

根据国务院去年底批准的三峡工程分电方案，三峡电站供电区域为湖北、河南、湖南、江西、上海、江苏、浙江、安徽、广东等八省一市。由于华中、川渝地区电力供求关系的变化，国务院决定三峡电站不向川渝送电。

因此，三峡电力外送将形成三大主要通道：

中通道：在华中四省建500千伏交流输电线路4970公里，鄂豫间两回，鄂湘间两回，鄂赣间一回，变电容量1350万千伏安（其中湖北境内的500千伏线路2630公里，变电容量525万千伏安）；设计输电能力900万千瓦。

东通道：除利用现有的葛洲坝至上海直流线路输电120万千瓦外，2002年前建成第二

回东送500千伏直流输电线路和湖北宜昌、江苏常州换流站，额定容量300万千瓦；2008年再建成第三回送上海的直流线路，增加容量300万千瓦。同时，在华东地区配套建设500千伏交流输电线路850公里，变电容量850千伏安。

南通道：2004年前建成一条973公里的500千伏直流输电线路和湖北荆州、广东惠州两个换流站，送电能力为300万千瓦。

到2008年，上述三个通道全部建成后，一个纵横九千公里、贯穿八省一市的三峡输变电工程将腾空而起。届时，三峡电力将畅通无阻地奔向东西1500公里、南北1000公里范围内的广大用户。

1997年3月26日，三峡电力外送工程的第一枪从西线打响。500千伏长寿至万县超高压输电线路正式开工。尽管三峡的电力电量后来不考虑向川渝输送，但这条线路对于联接华中和川渝电网仍将发挥极其重要的作用。

从1999年开始，三峡输变电工程便进入大规模的建设阶段。为了确保三峡工程首批机组2003年投产发电后的电力外送，2003年前，三峡输变电工程要建成500千伏输电线路4116千米，其中交流线路3016公里、直流线路1100公里；投产变电容量825万千伏安，直流换流站600万千瓦。其施工任务之艰巨可想而知。

2002年，三峡输变电工程新开工和续建项目投资规模为45.61亿元。其中，续建直流换流容量1200万千瓦、交流变电容量650万千伏安、500千伏输电线路4043千米；新建变电容量75万千伏安、500千伏输电线路1203千米。三峡工程的直流输电工程

三峡（宜昌）至常州直流输电工程是三峡电站用直流方式向外输出电力的第一条通道。这条直流输电线，其额定直流电压±500千伏，额定直流电流3000安培，输送容量300万千瓦。三峡至广东直流输电工程是三峡电站用直流方式向外输出电力的第二条通道，也是“十五”末实现向广东送电1000万千瓦的关键项目。三广线（三峡至广东）输电距离约976公里，由荆州换流站、惠州换流站、三广直流线组成。

荆州换流站工程作为三峡电力外送的门户换流站，建设计划于20001年9月15日开始进行四通一平及工程前期准备，2004年1月极Ｉ投运，2004年6月极ＩＩ和双极投运。这项项工程建设规模与三常线基本相同：额定直流电流3000安培。换流站直流线路电压等级为双极±500千伏，额定输送功率为单极150万千瓦，双极300万千瓦。建成后将成为世界上最大规模的换流站。

通过招标ABB公司赢得以上两的工程项目。为支持国产化，本次两个工程招标的主要设备换流阀和换流变压器等均采取了合作生产的方式。同时，引进了ABB•公司的直流输电成套设计技术以及控制保护的设计制造技术。

据悉，按照三峡工程设计，将在2003年6月蓄水至135米，并相继实现永久船闸通航和首批机组发电的二期工程目标。根据国务院有关规定，在工程蓄水、通航、发电前，需进行阶段验收。本次验收范围包括枢纽工程、移民工程和输变电工程三部分。

三峡左岸电站厂房2号机定子机座于11月22日吊入1号机坑进行组装，这标志着三峡机组机电设备安装正式开始。该台定子机座设备由VGS联营体供货，其机座外径为21.4米，高度为3.3米，总重量达180吨。

根据广东省电力需求预测，到2005年，广东全省用电负荷将达3617万千瓦，2010年可达4905万千瓦；“十五”期间，广东需新增电源容量1208万千瓦。目前，在广东省大型电源建设项目中，2005年底前可投产总装机容量约647万千瓦（含火、核、气、水），此间应退役小火电机组约157万千瓦。很显然，广东本省新增装机容量无法满足用电需求。“西电东送”、“三峡南送”，把三峡的电力输送到广东，不仅仅是决策者的明智之举，也是国家电网建设发展的迫切需要。“西电东送”

我国有极丰富的水力资源，其理论蕴藏量6.78亿kW，可利用开发装机容量为3.78亿kW，居世界首位。到1997年底水电装机容量为6008万kW，占可利用开发装机容量的15.89%。远远低于世界上水电开发利用较高的国家。根据国家水电规划到2010年水电装机容量达到

1.5亿kW，那时占全国发电设备总装机容量的比率将从现在的23%左右提高到加30％。今年水电装机容量达到7000万kW。从2000年到2010年的十年间要新增装机容量8000万kW，实现电力工业“3311”设想，即：3000万kW特大型工程水电、3000万kW常规水电；1000万kW抽水蓄能电站。

“西电东送”工程与“西气东输”、“南水北调”、青藏铁路一起，是西部大开发的四项跨世纪工程。其中“西电东送”被称为西部大开发的标志性工程，开工最早、建设速度最快，于2000年11月在贵州拉开建设序幕。

“西电东送”是指开发贵州、云南、广西、四川、内蒙古、山西、陕西等西部省区的电力资源，将其输送到电力紧缺的广东、上海、江苏、浙江和京、津、唐地区。“西电东送”分北、中、南３条通道，北部通道是将黄河上游的水电和山西、内蒙古的坑口火电送往京津唐地区；中部通道是将三峡和金沙江干支流水电送往华东地区；南部通道是将贵州、广西、云南三省区交界处的南盘江、北盘江、红水河的水电资源以及云南、贵州两省的火电资源开发出来送往广东。

贵州至广东直流输电工程是“西电东送”中容量最大的一条输电通道。贵广线输电距离约936千米，资金来源为国内贷款，工程计划2001年底开工建设，2004年底单极投运，2005年６月完成双极投运。贵州至广州±500千伏直流、贵州至广东两回500伏交流与三峡至广东±500千伏直流工程同时开工建设，我国西电东送八“龙”入粤格局已初步确立。八项输电工程跨越我国西南部广袤山区，纵横绵延逾千公里，气势如虹。

“十五”期间，我国西电输往广东的电力将达到1120万千瓦，在现代化道路上疾驰的广东获得更充足的电能，城镇将变得更加璀璨迷人；同时，广东与中西部经济联系也将更加紧密。

金沙江天然落差5100米,水能蕴藏量达到40000MW，是水电站的“富矿”。溪洛渡和向家坝水电站是金沙江干流规划中的处于河段最后面的两级，于四川云南省交界的金沙江上。距华东（上海）和华中（武汉）分别是1750公里和980公里，因此向华东和华中输电和联网均超过HVDC平均点(800公里)。它的建设不仅增加三峡，葛洲坝枯期保证出力，还具有防洪、灌溉、养活三峡水库的泥沙淤积等一系列社会效益。

溪洛渡，向家坝水电站是继三峡工程之后，在电力建设中具有重大战略意义的又一宏伟工程。除此之外，我国西部地区，还有一批水电站的工程，如龙滩、小湾、拉西瓦、公伯峡、景洪等水电站，装机容量均在1000MW以上。

金沙江一期工程溪洛渡、向家坝水电站是加大西电东送力度的重要战略项目，已列入国家电力发展“十五”期间重点项目前期工作计划。溪洛渡、向家坝水电站总装机容量1860万千瓦，多年平均发电量873亿千瓦时。其中各送930万千瓦将通过HVDC方式向华东、华中进行输送。

1999年12月14日，中国长江三峡工程开发总公司委托国家电力公司开展金沙江一期工程输电系统规划设计工作。此后国家电力公司组织力量重点研究了由不同输电方式、不同输电电压等级、不同的输电规模组合的12个基本输电方案，分为纯直流（±500千伏或±600千伏）、纯交流（特高压1150千伏）和交直流混合（至华中为交流750千伏或500千伏，至华东为直流 ±600千伏或±750千伏）三大类。

专家提出，鉴于本工程的实际情况，金沙江一期工程的西电东送输电方案不宜选用1150千伏特高压电压等级送电；采用750千伏交流送电华中，与采用500千伏交流相比，在技术上没有多大优越性，经济上又较贵，本工程不予推荐；纯直流方案经济性较好，两电站输电方案清晰，过渡方便，是一个较好方案。因此，纯直流方案应是首选方案，建议按此方案开展下阶段工作。金沙江一期工程送电川渝、云南采用500千伏的电压等级可较好满足要求。输电直接从电站开关站出线，就近接入川渝电网、云南电网。电站接线应可避免川渝、云南电网在电站侧交流联网运行。专家们还肯定了溪洛渡及向家坝电站东送线路按南、北两个通道考虑的思路。全国电网联网与直流联网“背靠背”工程

按照西电东送、南北互联、全国联网的方针，全国互联电网的基本格局是：全国将以三峡输电系统为主体，向东、西、南、北四个方向辐射，形成以北、中、南送电通道为主体、南北电网间多点互联、纵向通道联系较为紧密的全国互联电网格局。北、中、南三大片电网之间原则上采用直流背靠背或常规直流隔开，以控制交流同步电网的规模。

超高压输电线路防雷分析 篇3

关键词：超高压；输电线路；雷击分类；防雷措施

一直以来，雷电都是影响输电线路可靠性以及安全性的一个首要的因素。并且我国作为一个雷电多发的国家，在电网的安全运行中更是受到了雷击的破坏与威胁，使得超高压输电线路中出现很多的故障，从而影响供电的可靠性以及安全性。当然雷击的预防一直以来都是国家电网生产管理部门研究的一个重要的课题，在工作中也取得了一定的成就，但是由于对雷电的规律性以及对雷电的产生、特性等方面认识的不足导致对于雷击事故还是久治不绝，严重的危害了我国超高压输电线路供电的可靠性以及安全性。

一、超高压输电线路雷击特点及雷击分类

高压输电线路一般分为电缆输电线路与架空输电线路两类，而超高压输电线路则是指那些电压在500kV以上的输电线路。这些输电线路往往跨越的距离远，并且线路杆塔的高度也相对来说比较大，再加上输电线路所在地形的复杂性让整个输电线路在整体上很容易受到雷击，从而造成输电线路故障。

（一）超高压输电线路雷击特点

在超高压输电线路的雷击中，频繁的会发生在山区线路之中。并且在超高压线路的雷击中越少架空输电线路距离地面高的区域，就越容易遭到雷击。一般来讲，在超高压输电线路雷击中具有下面的一些特点：

1.雷电的活动在剧烈性以及分布性上都不具有均匀性，所以往往难以控制。但是需要指明的是雷击多发生在山区以及内陆，并且土壤电阻也跟雷电的活动有着直接的关系；

2.在有潮湿的盆地、突出的山头或者是河床的超高压输电线路中，很容易受到雷击，需要重点的预防。

（二）超高压输电线路雷击类型

在超高压输电线路的雷击中，主要可以分为反击跟绕击两种类型。具体情况如下：

1.反击

在电塔顶部或者是一些避雷线中受到雷击的时候，由雷击造成的电流就会通过塔体或者是一些接地装置，让塔体的电位升高，并且在相应的一些导线上也会产生感应过电压，发生反击现象，从而造成超高压输电线路事故。

2.绕击

而在超高压输电线路中雷电绕过了避雷线以及一些避雷装置所形成的雷击称为绕击。一般绕击雷多发生在沿坡路的路线上，并且绕机率会随着山坡角度的增加而增加。所以在杆塔中位于山顶的更容易受到绕击雷的袭击。下图是关于绕击雷跟反击雷的一些相关的特性：

二、超高压输电线路雷击原因及事故形成过程分析

在超高压的输电线路中，受到雷击的原因是有很多的，并且在线路受到雷击之后并不是一次性的出现故障，而是有一个故障出现过程的。下面我们具体来分析一下超高压输电线路雷击原因以及事故的形成过程。

（一）超高压输电线路雷击原因

在超高压输电线路中出现雷击的情况是有多种原因共同作用的结果。具体来讲，在超高压输电线路中出现雷击的原因有下面的几点：

1.线路的绝缘水平不足够抵御雷击，使得整个线路易受到雷击；

2.输电线路的杆塔、横担、树木等对地间隙不够，使得容易受到雷击；

3.整个线路中避雷线的布置不当，从而引起雷击；

4.避雷线与导线之间的距离没达到标准要求，引发雷击；

5.对多雷区、线路终端等防雷薄弱的环节没做好防雷措施，引发雷击事故。

（二）超高压输电线路雷击事故形成过程

在超高压输电线路中，雷击事故的发生并不是一瞬间的事情，而是需要一个具体的过程。一般来讲，在超高压输电路雷击事故的行程中，主要有四个阶段：

1.超高压输电线路在雷击中受到雷电过电压的作用；

2.在受到雷电过电压作用之后，输电线路会发生各种形态的闪络；

3.在闪络发生之后，首先输电线路中存在的是冲击闪络，但是随着电压的不断作用会变成稳定的工频电压，作用于输电线路；

4.用于受到工频电压的作用，输电线路出现跳闸，使得超高压输电线路供电中断，发生整个雷击事故。

三、超高压输电线路防雷措施探讨

由上面的分析我们可以发现，在超高压输电线路的雷击中，有很多的原因引起了雷击事故发生，从而导致整个输电线路故障，危害供电的可靠性以及安全性。而这些引发事故的因素并不是不可控的，如果相关生产管理部门能够做到协调，那么也能够减少超高输电线路中的雷击事故，增强供电的可靠性。具体来讲，在超高压输电线路的防雷中有下面的几个措施：

（一）做好防雷线路布置，形成完善的防雷系统

在超高压输电线路的防雷中一般需要做好线路的四道防线。这些防线分别是针对直击雷、闪络、建弧、停电这四个方面进行设置的。首先在防直击雷方面需要安装一些有效的避雷针以及避雷线；其次，在防闪络方面则需要一方面改善避雷线的接地，另一方面加强整个线路的绝缘；再次，在防建弧方面则可以通过减少线路绝缘上的工频电场强度或者是采用非直线接地的方式；最后在防停电方面则可以采用一些自动重合闸装置或者是使用环网供电等保证供电的可靠性。以此通过这四道防线，在整个超高压输电线路中形成一个完善的防雷系统，实现超高压输电线路的安全可靠供电。

（二）保证防雷技术应用，落实防雷措施

在超高压输电线路的防雷中，在建立起整个防雷系统之后，还需要不断的改进防雷技术并且不断的落实防雷具体措施。在具体操作中，首先应该针对输电线路降低接地的电阻值，保证整个线路中接地的良好性；其次，应该在导线下面设置一些耦合线，保证在雷击的时候进行及时的分流以及耦合，提高输电线路的耐雷性；再次，针对一些易受雷击的地形区域进行特别的防雷保护，在山坡应该采用负保护角，降低雷击的绕击率，在一些山顶铁塔或者是一些地区的杆塔上方应该安装可以控制的放电避雷针，以此来减少雷击事故的发生；最后，在整个超高压输电线路的选择中，也应该考虑到雷击现象，尽量绕开多雷地形以及一些多雷区，保证输电的安全与可靠。

参考文献：

[1]蒋国文，超高压输电线路雷击事故分析及保护措施[J]，电瓷避雷器，2008（3）

浅析高压输电线路设计 篇4

关键词：高压输电线路,路径选择,设计要点

现如今, 随着现代科学技术的蓬勃发展, 电力系统也得到了高效的发展。高压输电线路是电力企业发展的动脉, 做好高压输电线路的设计, 可以保证高压输电线路的正常运行, 促进电力企业的发展, 在实际的工作中, 高压送电线路的运行往往会受到客观环境的影响, 严重地影响到电力系统运行的质量以及可靠性能。本文中, 笔者主要对高压送电线路的设计工作中要点进行加强控制和分析, 仅供参考。

1 高压输电线路路径的选择

从高压送电线路设计和施工的过程中可以看出, 线路路径是不可或缺的工作内容, 高压送电线路在选择交叉点的时候, 往往以公路、铁路一级其他的线路为基础, 以保证送电线路作业的安全性和高效性为基本原则。如果送电线路的位置出现一定的误差, 工作人员就应该进行及时地调整, 减少送电线路路径出现曲折的现象。路径应该避开气象、水文以及不良地质路段, 提高输电线路工程抵御自然灾害以及突发事故的能力及其水平, 使线路的建设对地方规划以及其他设施的负面影响减少了, 特别是尽可能地避让采矿区域, 使线路的安全运行有所保证。在各个方面条件允许的情况下, 线路尽可能和已有及其拟建电力工程进行并行, 降低了减少的成本, 减少了线路工程减少中的交叉跨越, 对涉及外部条件的地震安全性评价、文物调查及评估、地质灾害评估、压覆矿产评估、环境影响评价等工程的前期工作都需要得到有关的行政管理部门的许可批准后, 工程才跨越进行实施。可见, 对高压送电线路的路径选择意义重大。高压输电线路的路径选择应该是整个线路设计工作中的重点, 方案的合理性对线路的运行条件、技术指标和施工、经济起着非常重要的作用。设计人员应该充分调研线路沿线的地面物体和地下地质情况, 并且多路径方案进行比选, 尽量选择长度短、转角和交叉跨越少、地形较好的路径方案。另外还要尽量避开房屋、经济作物区和树林, 全面考虑青赔费用与民事工作。从而制定最佳的线路方案, 降低高压输电线路的建设成本, 提高高压输电线路的可靠性。

2 高压送电线路的杆塔设计

杆塔用来支撑架空输电线路的导线与地线, 并使得它们的距离在各种气象环境下, 符合电气绝缘安全与电磁场限制条件等要求。杆塔作为输电线路结构中的支撑者, 其施工工期、建设造价、运输费用与时间, 在整个线路中占着很大的比重, 因此, 对于杆塔的基础选型、设计与施工应加以重视。不同型式的杆塔在造价、施工、占地面积与运行安全等方面都有所区别, 其基础型式应按照具体的地貌地质与气象情况来选择。工程设计中, 一般尽量采用典型设计或已经过实际施工乃至运行过的成熟杆塔;如果一定要采用新型杆塔, 则需要进行充分的研究与反复的科学试验, 以避免不必要的损失。通常情况下, 主体杆塔在选型的过程中, 主要的材料以及钢筋混凝土结构为主。但是如果是区域比较狭窄的地区, 就应该选择三角形或者是垂直形式的导线杆塔。如果是城市中的高压送电线路, 则主要以钢管杆塔为主。

3 高压送电线路的基础设计

高压送电线路的重要组成部分之一就是杆塔的基础, 这个的劳动消耗量、工期以及造价在整个线路工程当中占有非常大的比重。而施工的工期大约占了整个工程工期的一半时间, 运输量大约占了整个工程的2/3, 而费用大约占了这个工程的1/3。目前我国的高压送电线路所采用的普通基础都属于浅基础的类型, 主要分原状土和回填土两个大类。分别按照剪切法和土重法进行计算, 高压输电线路的杆塔基础在受力的上面和其它的建筑物基础是有很大程度上的不同, 主要是输电线路的杆塔基础除了受下压力的作用以外, 还应该受到了相等的上拔力作用, 与此同时还有一些水平力的作用。而大部分的建筑物结构非常大, 其基础只受到了下压力, 基本没有上拔力。所以在高压输电线路基础设计的时候, 都应该既可以满足下压力又可以满足上拔力的要求。既可以利用土的重力抵抗上拔力, 还可以利用土的地耐力承受压力。其输电线路的杆塔基础有一个非常明显的特点, 基础在全路径内分散, 而沿线地基力学性质、地质条件、地形地貌差异非常大, 而交通运输的条件也是有很大的差别。所以在进行高压输电线路基础设计的时候, 应该结合基础的施工方法、地基承载能力。基础荷载特性、塔位地质情况等相关的因素综合比较施工条件、环境保护以及基础的技术经济性。

4 高压输电线路导线选择

在对架空输电线路导线进行选择的过程中, 除了需要掌握常见的相关数据以及其反映的内在含义和对实际工作的影响以外, 还应当对当前常见的集中导线性能有所掌握, 最好做到熟知, 才能展开选择工作。

常见的导线有钢芯耐热铝合金绞线、型线同心绞线架空导线、钢芯软铝绞线以及碳纤维有机材料复合加强芯软铝绞线几种。其中钢芯耐热铝合金绞线的导电率偏低, 并且存在不容忽视的线损问题, 因此通常不会在主干输电线路中进行应用。型线同心绞线架空导线则拥有较小的电阻, 因此其线损能耗相对比较低, 具备良好的自阻尼性能, 密闭式结构也可以更好地保护钢芯, 在使用寿命方面略胜一筹。钢芯软铝绞线的导电率较高, 线损能耗也相应呈现出比较低的特征, 此种线路具有与相同规格结构的钢芯铝线几乎相同的热膨胀系数, 但随着温度的升高会呈现出良好的自阻尼特征, 目前是主干线路的备选材质之一。而对于碳纤维有机材料复合加强芯软铝绞线, 在导电性能和机械特征方面都表现良好, 其能够表现出良好的抗拉伸和抗扭转特征, 并且耐腐蚀、密度小, 具有很小的热膨胀系数, 因此其在导电和物理两个层面的良好特性, 都使得它成为架空输电导线的重点选择对象之一, 只要价格允许, 碳纤维有机材料复合加强芯软铝绞线通常会被列为架空输电线路导线的首选。

除此以外, 对于架空线路系统中的承力元件, 诸如镀锌钢线、镀铝锌合金线、铝包钢线等也应当在线路架设过程中做出重点考虑, 需要根据线路规划以及其所面临的自然和社会环境做出综合考量, 才会获得良好的实施效果。

结束语

随着国民经济发展与经济社会现代化建设进程日益完善, 所谓经济发展, 电力先行。社会需求对电力系统建设事业提出了更为全面与系统的发展要求。高压送电线路作为电力系统运行中的基础性载体。因此在对高压输电线路设计的时候, 不仅要从电力传输的有效性方面进行考虑, 对于其物理特征以及安全特征也必须深入考量才能获取优质选择结果。

参考文献

[1]张户.对电力工程中35kV输电线路的设计分析[J].中国新技术产品, 2010 (24) :21-23.

[2]江涛.110-220kV输电线路工程设计与施工的探讨[J].广东科技, 2011 (24) :16-18.

高压输电 篇5

Discussion on Lightning Protection Techonology for High-V-wire

张秀青1，刘武2，于振波3

（1淄博市气象局防雷中心，山东 淄博 255048；2民航贵州空管分局建设办，贵阳 550012；3山东省雷电防护技

术中心，济南 250031）

摘要：通过某高压变电站因雷击经常停电的实际解决实例，就雷电对输电线路的威胁途径和破坏原理进行了分析，并提出了具体防雷技术。

关键词：高压；输电线路；防雷技术

引言

高压输电线路一般位于空旷地带，且线路敷设距离较长，因而遭受雷击和受雷电影响出现故障的概率非常高。某一新建变电站经常发生因雷击跳闸停电故障，严重影响了附近工厂企业的正常生产和人们的日常生活，为此，对该变电站进行了实地勘查，以期找出问题的根源，查找存在的问题隐患，提出相应的防护措施和对策。根据此次现场勘查情况和解决方案，依据雷电的破坏原理和相关的国家技术标准，现就高压输电线路的防雷技术做一分析和阐述。故障描述及现场勘查情况

据变电站工作人员描述：每到雷雨天气，经常发生跳闸停电故障。有时造成输电线路被雷击断，造成停电；有时仅仅因雷击造成跳闸，由于需要一定的时间进行检修，确认安全后才能合闸送电，因而影响生产，但设备未发现损坏。变电站内的设备未出现因雷击损害的现象。

现场勘查情况：该变电站为35kV变电站，孤立且周围比较空旷。输入线路为35kV，全线位于田野空旷地带，输出为10kV，部分线路位于空旷地带。35kV输电线路未全线架设避雷线，仅是靠近变电站的进线段架设了避雷线，10kV输电线路未架设避雷线。35kV输电线路的杆塔型式为有拉线的钢筋混凝土单杆，10kV输电线路的杆塔型式为无拉线的钢筋混凝土单杆。避雷线在每个杆塔处均做了接地，引下线设在钢筋混凝土杆塔中间，接地电阻均满足要求。变电站内避雷针较少，部分设备未在避雷针保护范围之内。雷电对输电线路的威胁途径

由于变电站内的设备未出现因雷击损害的现象，因而重点考虑对输电线路的保护。根据雷电的破坏原理，雷电对输电线路的威胁途径主要有以下几种：

（1）雷电直接击中高压输电线路产生直击雷过电压。

当雷电直接击中架空输电线路时，在雷击点产生的雷电过电压最大值可按下式确定： 雷击点过电压最大值

Us＝100I【1】

式中：Us是雷击点过电压最大值，单位为kV；

I是雷电流幅值，单位为kA。

直击雷过电压一般可达几千kV～1万kV，易导致线路绝缘发生闪络，对各类输电线路构成威胁。同时，当雷电直接击中输电线路时，由于雷电放电通道温度很高（可达6000～10000℃）和雷电冲击波作用，可直接击断输电线路，从而造成输电线路停电。

（2）雷击输电线路附近产生雷电感应过电压。

在架空输电线路附近发生雷云对地放电时，由于雷电的静电感应作用，会在输电线路上产生感应过电压。感应过电压的最大值可按下式确定：

UikphI【2】d

式中：Ui为雷击大地时感应过电压最大值，单位为kV；

I为雷电流幅值，单位kA；

h为输电线路距地面的平均高度，单位为m；

d为雷击点与输电线路的距离，单位为m；

kp为系数，当d＞65m时，一般取值为25Ω。

由此可知，输电线路上雷电感应过电压的最大值可达300～400kV，主要是对35kV及以下输电线路的绝缘存在较大威胁，从而造成跳闸停电，但对35kV以上线路的绝缘威胁则要小得多。

（3）雷击架空输电线路上的避雷线或杆塔顶端形成作用于输电线路绝缘的雷电反击过电压。当雷击架空输电线路上的避雷线或杆塔顶端时，形成的暂态高电压对输电线路造成反击，从而造成跳闸停电。该反击过电压的大小与雷电流参数、杆塔型式、避雷线与线路的距离、距地高度以及接地电阻等有关。防雷措施和对策

针对雷电对输电线路的破坏途径，采取相应的防护措施。

3.1直击雷过电压的防护措施

在输电线路上方架设避雷线可有效地减少雷电直击输电线路的概率，从而降低直击雷过电压的危害。根据电力行业标准DL/T620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》【3】的规定：330kV和500kV线路应沿全线架设双避雷线；220kV线路宜沿全线架设双避雷线；110kV线路一般沿全线架设避雷线；66kV线路当负荷重要且所经地区年平均雷暴日数为30天以上时宜沿全线架设避雷线；35kV及以下线路，一般不沿全线架设避雷线；在雷电活动强烈的区域和经常发生雷击故障的杆塔和线段，应架设避雷线。但从实际来看，一些输电线路，尤其是35kV及以下线路在架设时，未充分考虑实际情况，未考虑该地区的雷电活动情况或根本就缺少此方面的资料，按照规范要求全线未架设避雷线或仅是靠近变电站的进线段部分架设了避雷线，致使经常因雷击造成停电甚至造成线路被击断。

从该实例来看，尽管输电线路按照标准在靠近变电站的进线段部分架设了避雷线，但是，由于整个输电线路位于田野空旷地带，远端未架设避雷线的部分遭受直接雷击的概率仍然很高，造成输电线路中断，从而影响到该变电站的供电。为此，建议在空旷地带或多雷区，10kV和35kV及以上线路在架设时，应全线架设避雷线。

另外，利用钢筋混凝土电杆内的钢筋作接地引下线时，其钢筋与接地螺母、铁横担间应有可靠的电气连接。避雷针和避雷线的保护范围计算方法应采用国家标准GB50057规定的“滚球法”，而非“角度折线法”。（4）

3.2雷电感应过电压的防护措施

为减少雷电感应过电压对输电线路的影响，应采取以下措施：

（1）钢筋混凝土杆铁横担和钢筋混凝土横担线路的避雷线支架、输电导线横担与绝缘子固定部分或瓷横担固定部分之间，应有可靠的电气连接并与接地引下线相连。

（2）3V～10kV钢筋混凝土杆输电线路，宜采用瓷或其他绝缘材料的横担，当用铁横担时，输电线路应采用高一电压等级的绝缘子。

（3）与输电线路相连的电缆，应在其两端装设阀式避雷器或保护间隙。

3.3雷电反击过电压的防护措施

雷击点电压的大小除了与雷电流波形有关外，还与雷电流通过与该点连接的全部阻抗有关，如通过的杆塔、杆塔的接地装置以及通向相邻杆塔的避雷线等。为减小雷电反击过电压对输电线路绝缘的影响，应采取以下措施：

（1）尽量降低杆塔的接地电阻值。

（2）增大避雷线与输电导线之间的距离，对于35kV输电线路，避雷线与输电导线之间的距离不应小于3.0m。

（3）杆塔的型式影响杆塔的波阻和电感，建议在雷击频繁引起故障的区域，杆塔采用波阻和电感相对较小的铁塔或门型铁塔。

3.4其他防护措施和对策

（1）在经常因雷击停电的地区，或周围生产对供电的连续性有较高要求时，建议在输电线路上装设自动重合闸装置，使断路器跳闸后能够及时恢复，以缩短停电时间，提高供电的可靠性。

（2）对于3～10kV线路终端用户，可能由于雷击常造成RCD不应有的跳闸。当发生感应暂态雷电过电压时，由于过电压波属于高频波，在高频条件下容抗大大减小，从而引起RCD不应有的误动作，造成跳闸，影响正常用电。由于这种雷电过电压波作用时间极短，量级为微秒级，可采用带少许延时的RCD避免经常跳闸的问题。

（3）建议有重要设备和场所以及对供电要求高的生产单位自备柴油发电机，作为备用电源自动投入。

（4）应做好各终端厂区内变压器和低压配电系统的防雷，防止用电厂区内的设备因雷击遭到破坏。有条件的厂区，建议采用电缆直接埋地的方式入户。

（5）变电站内电气设备的进线处、架空线与电缆连接处应装设避雷器，防止沿输电线路传导来的雷电过电压波造成设备的毁坏。

（6）在变电站内增设避雷针，对整改变电站形成保护。

（7）定期对每根钢筋混凝土杆引下线的接地电阻进行检测，要求R≤10Ω。【4】 4 结束语

高压输电线路遭受雷击的事故时有发生，防雷技术人员在实际工作中也会时常面对此类问题。防雷技术人员不仅要掌握低压配电部分的防雷技术，也要理解雷电对高压输电线路的危害及其防护技术，才会更好的深入分析各种雷击引起的电力事故，找到真正的事故原因。

参考文献：

[1]《雷电防护标准汇编》编委会，中国标准出版社第四编辑室.雷电防护标准汇编.电力卷[S].北京：中国标准出版社，2009：380.[2]《雷电防护标准汇编》编委会，中国标准出版社第四编辑室.雷电防护标准汇编.电力卷[S].北京：中国标准出版社，2009：379.[3]《雷电防护标准汇编》编委会，中国标准出版社第四编辑室.雷电防护标准汇编.电力卷[S].北京：中国标准出版社，2009：386.[4]中华人民共和国机械工业部.(GB50057-94)建筑物防雷设计规范[S].北京：中国计划出版社，2000：20-26.作者简介：

高压输电 篇6

关键词：高压直流输电线路 继电保护技术 安全性

中图分类号：TM73文献标识码：A文章编号：1674-098X（2014）09（a）-0026-01

1 高压直流输电线路继电保护的影响因素

1.1 电容电流

高压直流输电线路电容大、波阻抗小以及自然功率小的特征，这就给差动保护整定带来较大的影响，为了保障高压直流输电线路运行的安全性与稳定性，必须要对电容电流采取科学合理的补偿措施。此外，在分布电容因素的影响下，一旦高压直流输电线路运行出现故障，故障距离与继电器测量阻抗之间的线性关系就会发生改变，成为双曲正切函数，此时，就不能使用传统继电保护措施。

1.2 过电压

高压直流输电线路在出现故障之后，电弧熄灭时间会延长，情况严重时甚至会发生不消弧的情况，在电路电容因素的影响下，两端开关不会在同一时间断开，此时，行波来回折反射就会严重影响整个系统的运行。

1.3 电磁暂态过程

高压直流输电线路长，在操作与发生故障时高频分量幅值较大，这就给高频分量的滤除工作带来较大的困难，这不仅会导致电气测量结果发生偏差，此时，半波算法在高频分量的影响下准确性难以保障，此时，电流互感器也会发生饱和现象。

2 高压直流输电线路继电保护设计原则与注意事项分析

2.1 输电线路的主保护

影响输电线路主保护的因素是多种多样的，必须要根据高压直流电路的实际情况进行选择，在设计时，需要使用两台不同原理的装置，第一套保护装置可以使用分相电流差动纵联保护装置；第二套保护装置可以使用相电压补偿纵向保护装置，两套装置分别来使用不同的通道。

2.2 输电线路的后备保护

输电线路后背保护是主保护的重要补充，在进行设计时，需要控制好线路两端切除故障差，配置好完整的接地距离保护与相间距离设备，距离保护特征不应该局限在四边形、圆形与椭圆形几种，可以将微机保护充分的利用起来，从根本上提升系统运行的安全性。

2.3 并联电抗器保护

高压直流输电线路中并联电抗器出现故障后，线路会发出相应的命令，启动自动保护装置，此时，并联电抗器就可以充分的发挥出其作用，若故障超过了高压直流输电线路允许的标准，则需要及时的将两侧断路器断开。

2.4 自动重合闸

高压直流输电线路常用的自动重合闸有三相重合闸、单相重合闸与快速重合闸集中模式，具体选择哪一种模式，还需要根据具体的过电压水平进行分析，为了防止过电压操作情况的发生，在非全相情况下过电压倍数在允许标准范围时，可以使用单相重合闸，若超过标准范围，就需要使用三相重合闸。在进行设置时，需要充分的考虑到线路两端的时间间隔与重合顺序，将其控制在标准范围内。

3 高压直流输电线路常用的继电保护技术

3.1 行波暂态量保护

如果高压直流输电线路出现故障，会出现反行波，要保障系统运行的稳定性，就需要做好行波保护工作，这也是高压直流输电线路的主保護措施。

就现阶段来看，常用的行波保护措施由SIEMENS方案与ABB方案。其中，SIEMENS是基于电压积分原理的一种保护措施，起保护启动时间为16～20 s，与ABB方案相比，该种的保护速度相对较慢，但是，抗干扰能力则优于ABB保护方案；ABB行波保护的检测原理是极波与地模波，能够检测到图变量为10 ms之内的反行波突变量，在必要的情况下，也可以使用用电压、微分启动与电流图变量几种方式来识别。

以上两种行波保护能力都较为有限，耐过渡电阻能力不理想，此外，还存在着缺乏整定依据、理论体系不严密等缺陷。为了提升行波保护的效果，学界也提出了形态学梯度技术与数学形态学滤波技术，但是，无论是暂态量保护还是行波保护，都存在一些弊端，还需要进行深入的分析。

3.2 微分欠压保护

微分欠压保护是一种基于电压幅值水平与电压微分数值的保护措施，兼具主保护与后备保护的功能，在现阶段下，SIEMENS方案与ABB方案检测的对象都是输电线路的电压水平与电压微分。其中，后者上升延时为20 ms，在电压变化率上升沿宽度未达到标准的情况下，就能够起到后备保护作用，但是其耐过渡电阻能力并不理想。

微分电压保护动作的可靠性与灵敏度要优于行波保护，但是动作速度则不如行波保护，两者都存在着灵敏度不理想、整定依据不足、耐过渡电阻能力较差的问题。

3.3 低电压保护

低电压保护是高压直流输电线路的常用后备继电保护，主要依靠对电压幅值的检测来实现保护工作，根据保护对象的不同，低电压保护包括极控低电压保护措施与线路低电压保护措施，其中，前者保护定值低于后者，前者在线路发生故障时会闭锁故障极，后者在开展保护动作时会启动线路重启程序。

低电压保护的设计简单，但是缺乏科学、系统的整定依据，难以帮助技术人员判断故障的具体类型，动作速度较慢。

3.4 纵联电流差动保护

纵联电流差动保护模式使用双端电气量，选择性较好，但是该种保护模式在故障发生较长的时间后才能够做出保护措施，因此，只能够用于高阻故障的诊断与切除中。由于各类因素的影响，现阶段使用的差动保护也未联系到电压变化过程与电容电流问题，很容易出现误动，虽然电流差动保护装置有着动作速度快以及灵敏度高的优势，但是这种优势却未在高压直流输电线路中充分的发挥出来，性能还有待提升。

4 结语

综上所述，高压直流输电线路有着线路长、电压高、电容大、输送功率大、波阻抗小的特点，这也对继电保护工作提出了较高的要求，继电保护不仅仅需要满足传统保护的目的，还需要对线路过电压产生限制，提升设备与系统运行的稳定性与安全性，就现阶段来看，虽然我国的高压直流输电线路已经得到了广泛的使用，但是其继电保护技术还存在着各类问题，缺乏科学、系统的整定依据，灵敏度不高，还需要开展进一步的研究，相信在不久的将来，高压直流输电线路继电保护技术定可以得到跨越式的发展。

参考文献

高压输电线路电气设计研究 篇7

近年来, 我国加强了高压输电线路建设力度, 通常情况下, 主要应用的电气设计包含两种, 即架空输电线路和电缆输电线路。然而, 后者在应用的过程中, 需要在地下设置电缆, 尽管可以有效将电网输电占空空间进行释放, 然而在日常使用过程中, 不仅容易发生故障, 在日常维护过程中的难度也相对较高。因此现阶段我国在进行高压输电线路构建的过程中, 主要应用高压架空法, 其需要在高空中对电缆进行设置, 这一过程中需要对输电塔进行利用, 具有较高的可靠性和安全性。

1 高压输电线路电气设计的具体内容

1.1 可行性分析过程

在进行高压输电线路电气设计的过程中, 设计人员首先应当针对设计内容的可行性进行详细的分析, 其中包含需要耗费的成本、技术及设备要求以及项目建成后能够实现的经济效益等。根据这些内容, 才能够再进行原材料和工程规模的探讨和研究, 更重要的是, 在进行可行性分析的过程中, 还应当对高压输电线路在投入使用以后将会造成的社会影响等进行有效的预测, 并向相关部门咨询意见。在实施可行性分析的过程中, 相关工作人员应当对实验数据、图表计算等内容进行充分的考虑, 更重要的是, 应当对这些数据和资料同国家法律法规是否相符进行充分的研究, 从而制定出一份详细的报告, 对高压输电线路工程进行阐述, 只有在这一基础上才可以进行设计方案和具体施工内容的制定。

首先, 设计方案。对于高压输电线路电气设计的方案而言, 需要进行可行性分析, 并对施工过程中需要面对的自然环境因素、施工技术和设备要求以及工程规模等进行全面的预测;其次, 客观因素。在实施可行性分析的过程中, 需要制定详细的内容和具体的数据, 保证各项内容的真实性, 才能够促使高压输电线路施工过程中的稳定性和安全性提升;再次, 论证严密。在提升相关可行性分析严密性的过程中, 可以应用分析法对设计内容进行整体研究, 并对客观因素进行假设, 同时制定出避免方案;最后, 风险预测。在实施可行性研究的过程中, 一项重要的内容就是风险预测, 也就是说, 工作人员应当在工程实际施工以前, 就对各种可能出现的风险进行预测, 从而及时采取有效措施对其进行规避, 提升工程质量[1]。

1.2 初步设计

这一过程中, 设计人员应当根据设计具体环境和限制性因素, 构建多种不同的设计思路, 并经过排除法, 最终确定最为全面和科学的设计方案。

首先, 加强对高压输电线路敷设路径、当地气候以及导线等因素的了解。高压输电线路在构建过程中, 主要是室外施工, 因此受环境影响严重, 在选择导线参数的过程中也应当综合考虑这些因素。同时在将线路使用过程中的消耗降到最低的过程中, 还应当根据气候因素选择线路原材料。

其次, 建设铁塔基础。高压输电线路是否能够长期稳定运行, 同铁塔基础是否牢固具有本质关系, 而施工现场地形和地质等条件都会影响铁塔的稳定性, 同时机械负荷又可以反作用于地质之上, 在这种情况下, 只有在施工过程中, 加强监督才能够有效控制施工质量[2]。现阶段, 我国铁塔以杆塔结构为主, 自力式铁塔应用较少。绝缘支持式铁塔是拉线塔的一种, 使用过程中成本较高;拉索杆塔能够促使线路更加紧凑, 在特高压线路施工的过程中更加适用, 然而却需要对地面面积进行较大的占用;现阶段我国经常使用的铁塔为拉V塔, 既适应我国多数地形和地质, 也可以有效节约成本。

1.3 施工图设计

在设计施工图过程中, 一定要注重全面性, 其中应包含预算内容、修正概算以及铁塔的具体施工图等, 在进行高压输电线路电气设计的过程中, 要保证其实用性, 促使其在施工过程中可以作为重要的依据[3]。

2 高压输电线路电气设计中需要注意的问题

2.1 抗冰性

在进行高压输电线路电气设计的过程中, 其不同施工环境会对工程产生较大的影响, 其中对工程以及线路日后使用影响最大的气候因素就是冰冻, 在这种情况下, 在进行高压输电线路电气设计的过程中, 必须注重其抗冰性能的高低。设计人员在设计过程中, 应对当地浮冰厚度进行实地考察和统计, 如果存在严重的冰冻现象, 那么需要对抗冰塔进行应用, 从而保证输电线路的顺利运行, 与此同时, 还需提升电缆自身的抗冰性能, 尽量应用具有较高绝缘度的导线材料。

2.2 路径选择

在进行高压输电线路电气设计的过程中, 设计人员不仅应当对当地的气候进行充分的了解, 从而选择合适的抗冰导线材料和铁塔类型, 同时还应当对当地的地形以及路径等进行充分的考察, 在多个路径当中选择最为科学的路径。如果高压输电线路被设计于闹市或山林地区, 不仅在日常运行过程中, 会受到高空抛物和树木挂碰的严重影响, 在进行定期维修的过程中, 难度也非常大, 在这种情况下, 必须在进行气象、地质、水源等多个因素的考察以后才可以选择路径[4]。最为科学合理的路径通常可以保证高压输电线路拥有较少的曲折和较短的转角, 自然条件良好的同时交通相对便利。

2.3 合理选择线路杆塔

杆塔是高压输电线路整个工程施工以及日后使用过程中不可缺少的关键环节之一, 在这种情况下, 工程设计阶段就应当科学地选择线路杆塔。机械性和绝缘性强是杆塔选择的关键因素之一, 同时还应当严格挑选构建杆塔的混凝土以及钢材。杆塔需要符合高压输电线路施工现场的地质条件和特征, 可以保证不同地质条件下, 杆塔始终拥有较强的牢固性和稳定性。例如, 部分地区在施工过程中, 拥有较厚的土壤, 此时要想提升杆塔稳定性, 应当促使土地开挖量减少, 尽量节省材料, 而如果施工当地拥有相对较软的土质, 那么需要对杆塔进行交叉网状布局, 促使杆塔在使用过程中的支撑能力提升[5]。值得注意的是, 在进行杆塔种类确定的过程中, 应当将成本作为一个关键因素。

3 结束语

综上所述, 近年来, 在社会经济不断进步的背景下, 工业生产及人们的日常生活中对电能的可靠性要求越来越高, 在这种情况下, 积极加强高压输电线路电气设计研究具有重要意义。值得注意的是, 这项工程具有规模大、耗时长和客观影响因素多的特点, 因此, 要想提升我国电能可靠性, 并实现长期可持续发展, 必须及时进行高压输电线路电气设计具体内容的探讨, 并有针对性的采取有效措施, 有效避免安全隐患。

摘要：近年来, 在科学和信息技术不断进步的背景下, 我国社会经济取得巨大发展。在这一过程中, 人们的日常生活和工业生产等各个方面对电能的需求量及电能可靠性的要求越来越高, 在这种情况下, 我国加大了电网建设力度。高压输电线路是电网的重要组成部分, 在对该线路进行设计的过程中, 电气设计不容忽视, 因此现阶段, 积极加强高压输电线路电气设计的研究具有重要意义。文章从高压输电线路电气设计的具体内容入手, 对设计过程中的注意事项展开了探讨。

关键词：高压输电线路,电气设计,研究

参考文献

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[3]敬海兵.1000kV特高压交流输电线路防雷问题研究[D].西华大学, 2012.

[4]黄道春.超/特高压绝缘子串污闪、冰闪特性及电位和电场分布研究[D].武汉大学, 2009.

高压直流输电系统损耗浅析 篇8

关键词：高压,直流,输电系统,损耗

整个换流站的损耗可分为晶闸管阀的损耗、换流变压器的损耗、交流滤波器的损耗、并联电容器组的损耗、并联电抗器的损耗、平波电抗器的损耗、直流滤波器的损耗、PLC滤波器的损耗等, 下面将按设备的种类分项说明。

1 晶闸管阀的损耗

一个典型晶闸管阀的简化等效电路如图1所示, 它包含了一个阀中所有串联的晶闸管的作用。CAC和RAC是R-C阻尼电路中的集中电容和电感值。RDC表示直流均压电阻器和其它在阻断时导致损耗的电阻。它还包含了晶闸管漏电流的效应。CS包括了杂散电容和电涌分布电容 (如果采用的话) 。LS表示饱和电抗器, 它用来限制di/dt在安全值范围内, 并改善快速增长电压的分布。RS表示阀的电流导通分量的电阻, 如:母线、接触电阻、饱和电抗器绕组的电阻等。

假设换相期间阀的电流是线性的 (实际上, 阀换相期间的电流波形是正弦波形的一部分) 。这种简化对于损耗计算结果几乎没有影响, 然而, 梯形电流大大简化了计算。对于每个晶闸管阀而言, 它的损耗可大致分为导通过程、导通状态、关断过程、关断状态四个时间段的损耗, 具体来说可分为八个部分, 即导通状态下的晶闸管损耗、晶闸管扩散过程的损耗、其它导通损耗、关断期间与直流电压相关的损耗、关断期间与电阻相关的阻尼损耗、电容充放电引起的阻尼损耗、关断过程的损耗、阀电抗器的损耗等。

综上所述, 晶闸管阀的损耗共有八个部分, 它们分别是:晶闸管的导通损耗, 是在导通状态下晶闸管上的电流和电压产生的损耗, 和电阻上存在电压、电流时就会产生损耗是一样的道理;晶闸管的扩散损耗, 是由触发后建立全导通的延迟过程引起的, 是实际和理想的通态电压差值和电流的乘积;其它的导通损耗主要是由阀主回路中的电阻引起, 而非晶闸管引起;直流电压相关损耗, 是阀的并联电阻产生的损耗, 由非导通期间阀两端的电压引起, 包括由晶闸管的断态和反向电流引起的损耗;电阻相关的阻尼损耗, 由通过串联电容交流耦合的电路的电阻元件和非导通期间阀两端的电压共同决定;电容充放电引起的阻尼损耗, 由阀电容存储的能量随阀阻断电压的级变变化而产生;关断损耗, 是当晶闸管关断时, 其中的反向电流在晶闸管和阻尼电阻中产生的额外损耗;电抗器的损耗, 由三部分组成:绕组的电阻损耗、铁芯的涡流损耗和磁滞损耗等如果在绕组上采用额外的阻尼电路, 也将产生损耗。以上各部分损耗分别计算、加和, 就可以得到全部晶闸管阀的损耗。

2 换流变压器的损耗

换流变压器绕组中的电流含有谐波 (大小取决于换流站的运行参数) , 在确定换流变压器的损耗时应该考虑谐波的影响。对于相同均方根值的电流而言, 非正弦电流在换流变压器中产生的损耗比正弦波要大。在空载状态下, 变压器带电但阀阻断, 此时的变压器损耗就是空载损耗。空载损耗 (即铁芯损耗) 应该根据IEC60076-1确定。

在运行状态下, 变压器的运行损耗应为激磁损耗 (即铁芯损耗) 和由电流大小决定的损耗 (负荷损耗) 之和。负载状态下, 谐波电压将用在换流变上。当变压器分接头位置与负荷水平相适应, 交流系统电压额定时, 可认为负载运行时的铁芯损耗等于空载损耗。忽略谐波电压对激磁电流的影响。变压器的负荷损耗应考虑电流的基波、谐波的共同作用, 由以下几个步骤确定:

3 交流滤波器的损耗

为了确定损耗大小, 换流器被看作是谐波电流源, 且交流系统开路, 因此换流器产生的所有谐波电流都看作流入交流滤波器。每条滤波支路中流过的谐波电流 (计算每个滤波元件损耗的基础) 应该用换流器产生的总的谐波电流计算。

3.1 交流滤波器的电容器损耗

滤波器电容的基频损耗应该根据IEC60871-1确定。电容器组的额定三相Mvar值应该由电容值和电容器组上的基频电压决定。谐波电流产生的损耗很小, 可以忽略不计。

3.2 交流滤波器的电抗器损耗

电抗器中的基频和谐波电流都应考虑。电抗器基频下的阻抗和基频、谐波频率下的品质因数应该在工厂测量, 并根据绕组的最大运行温度修正。

3.3 交流滤波器的电阻损耗

电阻中的损耗应该计及基频和谐波电流。电阻值应由工厂测量得到, 并根据电阻的运行温度修正。经过滤波器电阻的各次谐波都应计算到。

4 并联电容器组的损耗

并联电容器辅以滤波器向交流系统提供无功功率。并联电容器组中的功率损耗应该在投入该组的各种工况下决定, 它在基频下的损耗应该根据IEC60871-1决定。电容器组的三相Mvar额定值应由电容值和其基频端电压的决定, 谐波电流引起的损耗可不计。整个电容器组的损耗应由下式计算:

其中:P1:电容器平均每k Var容量消耗的功率, 单位为k W/kVar;S:系统额定电压和频率下, 电容器组的额定容量。

5 直流平波电抗器的损耗

平波电抗器中的电流是直流电流, 并带有谐波。平波电抗器损耗的直流分量应由工厂试验 (根据IEC60289和IEC60076-1) 得到。 (此处可参考IEEE标准)

谐波电流引起的绕组损耗应由计算得到。计算中用到各负荷水平下的谐波电流幅值和对应的谐波电阻值。谐波电流值由相关的谐波计算公式计算。谐波电阻由测量得到。如果采用铁芯—油箱结构, 还应计算励磁损耗。总的运行损耗应为直流损耗、谐波损耗 (及励磁损耗) 之和。

6 直流滤波器的损耗

直流滤波器连接在换流器的高压端和低压端之间。计算滤波器中流过的谐波电流时应该将换流器用一个电压源和阻抗代替。用相应公式来计算换流器的谐波电压。平波电抗器和直流线路用它们的实际阻抗代替。计算中认为交流系统运行在额定频率, 滤波元件运行在额定值。

6.1 直流滤波器的电容器损耗

直流滤波器的电容器损耗主要是直流均压电阻器损耗和电容器的谐波损耗, 后者很小, 可以忽略不计。

电容器组的总电阻R, 由各电容器单元均压电阻的平均值 (产品试验得到) 和电容器组的结构得到。

6.2 直流滤波器的电抗器损耗

计算电抗器中的损耗应:在某负荷水平下, 根据相应的运行参数计算电抗器中的谐波电流, 在工厂试验中测量谐波频率下电抗器的电抗值和品质因数, 并根据绕组的最大运行温度进行修正。

6.3 直流滤波器的电阻损耗

计算电阻损耗时应考虑所有的谐波电流。电阻器的电阻值R应该由工厂测量确定。流过电阻器的谐波电流应在换流站的不同负荷水平, 和相应的运行参数下计算。

7 辅助设备和站用电的损耗

站用电的消耗按换流站的服务设施、运行需要和环境条件变化, 另外也包括间歇性负载:供热, 冷却、照明和维护设备。附件损耗应该分别根据空载及各种负荷水平, 直接在每个损耗源的主馈线进行测量。只在特殊条件下产生的附件损耗不应计入。对间歇性负载的损耗, 应该在一定的运行时间内测量, 然后对结果取平均值。当主馈线还对其他设备供电时, 应该减去这类设备的损耗。

8 RI (radiointerference) /PLC滤波器的损耗

除了交、直流的谐波滤波器, 有些情况下还需要其它设备以抑制射线干扰, 或对电力线载波系统的干扰。这类设备可能由是串联在交、直流系统中的电抗器支路 (可能并联有调谐电容) 组成, 也可能是并联的支路, 或是串并联混合的结构。并联支路的损耗很小, 可忽略不计。对于串联滤波器, 仅考虑电抗器中的损耗。

参考文献

[1]IEEE Std1030-1987, IEEE Guide for Specification of High-Voltage Di-rect-Current SystemsPart I-Steady-State Performance (ANSI) .

[2]赵遵廉.中国电网的发展与展望[J].供电企业管理, 2003.

[3]浙江大学发电教研组直流输电科研组.直流输电[M].水利电力出版社, 1985.

[4]张勇军.高压直流输电[M].华南理工大学出版社, 2007.

高压输电线路施工过程探讨 篇9

作为电力系统重要的组成部分, 高压输电线路担负着在电力系统中输送和分配电能, 联络变电站与变电站、变电站与发电厂并使其正常有效地运行的重任。电力企业对高压输电线路的施工管理包括:施工图纸的会审及技术交底、施工组织设计、施工技术管理、施工现场管理等。目前, 电力企业对于高压输电线路施工的管理也变得日益严格、规范。如何保证高压输电线路施工过程中的安全和质量, 严格依据高压输电线路设计单位的施工图设计图纸进行施工, 是高压输电线路施工中的重点和难点。同时, 高压输电线路施工环境的复杂性和多样性, 也给高压输电线路的施工带来了严峻的考验。

1 高压输电线路桩位复测

作为高压输电线路施工进入现场的第一步, 同时也是检查整条高压输电线路每个杆位是否正确的重要手段, 应对设计人员现场交桩定位进行校核测量, 也就是高压输电线路的桩位复测。桩位复测工作一般包括:杆位中心桩的档距、坐标高程及耐张段长度, 转角塔位还应包括方向桩、转角度等。其中要特别注意的是杆位中心桩及高程, 尤其是不能混淆转角塔的方向桩与中心桩。为了确保桩位的正确性, 可以用不同颜色的木桩将方向桩和中心桩区分开来, 同时利用桩位周边的地形、地物、标志性建筑等对桩位进行标注锁定。此外, 对易碰损的桩应加以外引或保护, 以防移位或松动, 高程辅助桩应牢固固定。废弃的桩位一定要及时处理掉, 以免在施工过程中被误认为是杆塔中心桩从而造成严重的施工失误。复测人员应细致、认真地做好复测工作, 在复测过程中, 如果发现与施工图有出入的地方, 应及时与设计人员进行沟通, 明确原因, 并及时加以解决[1]。

2 高压输电线路基础施工

所谓的基础, 是指高压输电线路杆塔地下部分的总体。它能够承受高压输电线路杆塔的荷重并将其传递给周围的地基, 起到稳固高压输电线路的目的。基础施工质量的优劣, 将直接对高压输电线路的运行安全造成影响。高压输电线路施工中一般采用板式基础、阶梯基础、掏挖基础、岩石基础、斜插基础及桩基础等多种基础形式。为了有效控制基础施工的质量, 应针对不同的基础形式所具有的不同技术要求及特点来制定相应的施工技术措施。

2.1 掏挖基础施工

直接将混凝土浇筑在掏挖成型的土坯中, 即可形成掏挖基础。掏挖基础的特点是其承载充分利用了原状土的机剪强度。因此, 在基坑开挖施工过程中, 应严格按照设计图尺寸进行开挖, 尽量避免对基坑周边原状土的扰动。在基坑施工完成后, 为避免基坑裸露时间太长而造成坍塌, 需要立即进行混凝土浇灌。此外, 施工过程中要特别注意保证施工人员的安全, 一旦发现孔壁有坍塌迹象, 应立即停止施工。

2.2 阶梯基础施工

阶梯基础具有施工难度小、工艺简单等特点。要注意在开挖施工过程中, 以防降低地基土的承载力, 应尽量避免扰动到基底原状。由于高压输电线路穿越地区地形地貌复杂, 经常会遇到如较塑状态的粉质粘土等容易塌方的较差土质。此时, 应根据现场具体的土质情况, 合理放坡, 并采用基坑土堆放在离基坑较远处、做好基坑开挖和混凝土浇制过程的排水施工、基坑附近严禁堆土、校核L (基础中心至坡边的距离) 是否满足要求, 是否能按要求降基等基坑支护措施, 以确保施工人员的安全。

2.3 钻孔灌注桩基础施工

作为杆塔基础的主要形式之一, 钻孔灌注桩基础近年来被广泛应用在高压输电线路杆塔基础的施工中。钻孔灌注桩基础是采用专用的机械设备钻孔成型后, 将混凝土从导管中灌入而形成的。与其他基础施工相比, 钻孔灌注桩基础施工具有抗沉降及冲刷能力好, 受力均匀;开挖土方量小, 施工机械化程度高;可大量节省钢材及混凝土, 缩短工期;施工机械较大, 对施工工艺要求较高等特点。在软土、河道、自重湿陷性黄土等特殊地质条件下, 杆塔基础应首选钻孔灌注桩基础。

2.4 施工过程介绍

下面以浙江省永康市某220 k V输电线路工程为例, 对钻孔灌注桩基础施工过程进行介绍。

(1) 工程概况:某220 k V输电线路工程51#、52#、53#、54#、55#、56#、57#杆塔桩位所在地质条件为河道、软土, 属于特殊地基。基础设计为钢筋混凝土钻孔灌注桩, 每基桩数为4根, 共计28根, 混凝土采用C20, 桩1 200 mm、1 400 mm, 桩长17 m、19 m, 配筋1625、1925。

(2) 施工过程:施工的工艺流程依次为测量放线、护筒埋设、钻进成孔、一次清孔、钢筋笼制作安装、下放导管、二次清孔、砼搅拌灌注、提出护筒成桩。每个步骤都是环环相扣、相互影响的。

1) 成孔。在钻孔前, 先要挖埋用6 mm厚钢板卷制而成的护筒。由于常用的杆塔基础灌注桩施工设备不能自走, 无法满足本工程流动性大的要求。为满足成孔需要, 最后选用了车载式钻井机和立式泥浆泵。杆塔所处地层比较松散, 为中砂、粗砂及粒径小于6 cm的砾石层。因此, 选用梳齿型钻头既能满足钻孔需要, 还能提高钻孔效率。选用泥浆主要指标控制为密度1.05～1.10 kg/L, 漏斗粘度25～30 s, 失水量18 ml/30 min以下。这一方面是因为地层比较松散, 多为无泥质充填, 极易发生扩径坍塌, 所以要求泥浆必须具有良好的护壁性能。另一方面, 由于钻孔孔径较大、成孔速度快、出渣量大, 要求泥浆具有良好的携带钻渣能力, 以便更有效地清除孔底钻渣, 提高效率[2]。

2) 制笼与安装。所谓的制笼, 是用钢筋制成一个笼式框架, 框架中所有钢筋的接触点都必须焊接, 还应按设计要求安放砼保护层垫衬板。钢筋笼应控制主筋间距-10～+10 mm、钢筋笼直径-10～+10 mm、钢筋笼长度-100～+100 mm、箍筋间距-20～+20 mm的制作精度。在钢筋笼安装时, 可用吊车垂直下吊至孔内, 找准位置后固定在护筒上。

3) 砼灌注。在灌注之前首先要清孔, 本工程的细颗粒地层采用清水或细泥浆正循环即可, 但砾石层则应采用泵吸反循环清孔。一般清孔时间要控制在1～2 h, 直至检测孔底无沉渣或沉渣厚度小于300 mm。随后用内径203 mm、壁厚6 mm、长度为1.5～3 m的无缝管来制作灌注导管。在安装导管时, 为保证隔水塞和混凝土的顺利排出, 要注意以事先排好的顺序依次连接, 导管下口距孔底的高度应控制在0.5 m左右。砼的拌制需严格按照规定配方, 采用现场拌制的方式。在灌注过程中, 一定要连续紧凑, 现场要有专人负责协调、指挥, 并及时检测孔内砼灌注的实时情况。确定取管深度及时间, 当砼灌出地面后, 要集中人力, 迅速提出灌注导管, 拆除灌注设备, 为做桩头作好准备工作[2]。

4) 做桩头。杆塔桩头与桩身必须一体且一次浇筑完成。

3 高压输电线路杆塔施工

高压输电线路的杆塔施工一般可分为整体组立施工和分解组立施工。其中, 整体组立杆塔时, 对混凝土抗压强度的要求应达到设计强度的100%;分解组立杆塔时, 对混凝土抗压强度要求必须达到设计强度的70%。在施工过程中, 还应重点注意以下几点: (1) 在杆塔的起吊设备、绳索规格、起吊方案的选择及起吊现场的布置等方面, 必须要符合相关的起吊技术标准要求。此外, 为防止车位不合理造成起吊困难, 起吊杆塔前要根据现场情况合理地选择吊车车位。 (2) 为防止钢管杆在起吊过程中脱节, 在钢管杆整体起吊前, 应检查其每段之间的插接长度是否满足设计要求, 并在插接部位预先做好保护措施。 (3) 在杆塔起吊过程中, 要缓慢转杆, 防止杆塔突然倾倒。为防止杆塔一侧受力后有些部件会变形损坏, 在必要时要采用双吊点同时起吊。起吊的吊点位置应与设计图纸上所标注的位置一致, 不能擅自更改。 (4) 在组立杆塔过程中若遇到特殊情况, 如组立角钢塔时发现杆件加工尺寸误差太大, 无法正常安装, 就必须与铁塔加工单位联系更换。

4 高压输电线路架线施工

高压输电线路架线施工中, 最重要同时难度最大的是交叉跨越。在架线施工前, 应对高压输电线路沿线的电力线、弱电线路、铁路、公路、河流、房屋等跨越情况进行调查, 特别要留意大跨越或重要的障碍物。根据实地调查过程中了解到的跨越复杂情况和被跨越物的重要程度, 积极与相关监管部门沟通联系, 在取得其批准同意后方可搭设跨越架, 进行架线施工。 (1) 跨越架一般分为双面和单面两种, 其中双面跨越架是用在跨越公路、铁路、电力线路和多路通讯线等复杂跨越时, 需要在被跨越物两侧搭设跨越架并封顶作业;在跨越乡村道路、低压配电线路、广播线和通讯线时, 只需在被跨越物的一侧搭设跨越架施工作业。 (2) 紧线施工时, 拉线对地夹角和拉力都应符合相关设计要求并对杆塔进行保护, 不能强行紧线。 (3) 在采用降温法观测导线的弧垂时, 应注意放线时的气温, 并选择具有代表性弧垂观测档距进行观测。大耐张段有两个以上观测点时, 应先待距牵引端远方的观测档弧垂达到要求值后再反复调整, 以使各档观测弧垂达到要求值[3]。

5 结语

高压输电线路的施工是一项劳动强度大、技术含量较高、时效性要求很强的野外作业过程。在施工过程中, 会有很多因素影响到施工的进度及质量。因此在施工前, 应细致考虑施工过程中将会遇到的问题及解决问题的措施;同时在施工过程中, 应根据现场的具体情况, 灵活地采取相应的技术措施, 确保施工质量和施工安全, 为电力事业的发展贡献力量。

摘要：介绍了高压输电线路桩位复测的工作内容和高压输电线路基础施工的多种基础形式。着重分析了挖掏基础施工、阶梯基础施工和钻孔灌注桩基础施工各自的特点和应用范围, 并以实例说明了钻孔灌注桩基础施工的过程。最后阐述了高压输电线路杆塔施工和高压输电线路架线施工的相关内容。

关键词：高压,输电线路,施工,杆塔

参考文献

[1]邓杰智.220kV及以下输电线路施工应注意的问题探讨[J].湖北电力, 2011, 35 (1) :39～40

[2]蒙华伟.送电线路铁塔基础钻孔灌注桩施工实践[J].建筑工程, 2010 (11) :151～152

高压输电线路的在线监测技术 篇10

输电线路是电能传输的基本通道, 它的正常运行直接关系到电力系统的设备安全和电力系统运行的可靠性。配电线路呈网络状结构, 传输距离比较长, 电力线路常常发生短路故障、接地故障、雷击、过流等情况, 往往会因为线路分布地形复杂、路途遥远, 常用的电力自动化监测控制系统难以准确地指示出故障点, 从而造成故障查找困难、停电时间比较长等不利局面。

智能化输配电线路的在线监测系统, 利用高压监测技术、GSM短信技术对线路进行实时监测。当输配电线路发生故障时, 该系统能够及时报警, 并能根据故障监测端设备编号准确显示故障位置, 从而自动发送短信, 把相关信息及时发送到运行维护人员的手机上, 极大地节省了故障查找时间和成本。

通过输配 电线路的 在线监测 系统, 可以及时发现故障隐患, 及时排除, 从而达到安全供电的目的 ;还可以了解线路电能输送裕度、线路损耗, 为整个电力系统的管理和电力调配提供科学全面的参考数据, 对输配电线路的运行和维护起到积极的作用, 具有很好的经济和社会效益。

2 在线监测系统的具体应用

2.1 输电线路视频监测

输电线路视频在线监测能够对绝缘子串、导线 (导线金具、导线弧垂) 、地线 (地线金具、地线羊角) 、杆塔 (塔身、塔基及对面杆塔) 等进行全方位无盲点监视, 并且可以监测到输电绝缘子闪络弧光情况, 以高灵敏度的红外报警启动即时拍摄监控现场视频录像, 以及即时抓拍监测现场图片等, 将现场情况以高清晰图文信息数据的形式, 连同其他现场辅助信息数据, 通过3G无线网络即时传送至监控中心监测平台, 实现线路实景信息的采集、传输、处理和人机互动的一体化功能。

输电线路视频在线监测系统, 是由GPRS/CDMA 1X无线网络、Internet互联网技术、视频采集传输系统、工业摄像机、中心接收基站和信息处理软件等共同组成。可应用于各种自然和地理环境, 通过固定终端按照设定的工作方式自动拍摄、发送现场视频或图片, 还可以远程操控固定终端摄像机查看细节, 使运行维护人员在监控中心就可以获取包括对输电导线、输电绝缘子、输电铁塔、输电走廊间隔环境、线路设备运行状态以及人员施工等现场的实时视频图像, 可以替代人力巡线, 改变输电线路的巡视方式, 使输电线路的巡视更加方便快捷, 解决了恶劣天气条件下无法开展电力线路巡视的困难。

2.2 输电线路故障定位监测

输电线路 故障定位 监测, 可在线准确监测线路各类故障发生的位置, 包括接地、短路、断路等故障。利用在各相线路上安装的电流互感器采集信息, 利用高速采集前置电路来收集线路的故障信息和工频信息。在高速数据采集电路捕捉到暂态数据信息后, 通过系统软件进一步分析处理, 实现高精度故障定位, 并及时发送故障信息和输出报警等。

2.3 输电线路雷击定位监测

目前, 输电线路 雷击定位 在线监测系统, 主要使用综合雷击故障定位、行波故障定位和逐个杆塔安装的故障定位等三种方式。该系统可以根据不同的监测信息特征辨识雷击故障与非雷击故障, 能辨识绕击故障与反击故障 ;该系统具有数据采集、测量和通信功能, 采集的信息通过通信网络传输到后端综合分析软件系统中进行及时处理 ;该系统还能够记录线路上通过的雷击电流、定位雷击点和统计雷击次数, 能迅速准确地判定故障点, 及时发现绝缘隐患, 帮助排除输电线路故障。

2.4 微风振动监测

微风振动监测通常采用弯曲振幅法和加速度测量法。

弯曲振幅法是通过测量线路上两个固定点之间的相对振幅来实现监测的, 取导线或地线上距线夹 (悬垂线夹、防振锤线夹、间隔棒线夹、阻尼线夹等) 出口89mm处为一个参照点, 测量导线或地线相对于线夹的弯曲振幅, 以此值大小来计算导线或地线在线夹出口处的动弯应变量, 作为确定导线或地线微风振动的标准方法。

加速度测量法是利用传感器内质量体的惯性运动与运动加速度特征之间的不一致性原理实现测量的, 是一种运动惯性测量。依据速度与加速度的物理模型, 通过测量加速度来测量物体的运动状态, 并对加速度进行实时监测, 通过速度与加速度、位移的微分与积分关系, 来测量线路运动参照体的运动速度, 进而运算求得位移的改变, 间接地获得导线微风振动的振幅。

2.5 输电线路气象监测装置

输电线路微气象在线监测, 是专门为电力企业和重要用户提供的特别技术服务, 是区域小气候观测、流动气象观测、季节性生态监测等多要素的自动气象站。气象在线监测系统可以对线路所处的环境温度、空气湿度、风速风向、降雨量、大气压力、光辐射等参数进行实时监测, 利用线路微气象区的气象数据, 能够在紧急状况下根据当时的气象条件制定合理的防范或处理措施。

微气象监测系统的技术结构主要由信息监测单元、通讯单元和信息处理单元三部分组成, 其中信息监测单元安装在线路的铁塔上 ;通讯单元安装在信息处理中心, 负责接收处理各监测点的数据以及下发命令 ;分析查询系统 (信息处理单元) 安装于监测中心计算机中, 负责存储、分析、查询各种数据信息。该系统可以使运维人员及时了解线路所在区的气象数据, 通过长时间对线路气象条件数据的观测和分析, 可以为后期线路运行维护和其它新线路设计投运提供数据参考。

2.6 输电线路导线弧垂度监测

输电线路 导线弧垂 度在线检 测, 主要使用的是接触类导线弧垂度智能监测和非接触类导线弧垂度智能监测方法。

接触类导线弧垂度智能监测, 是利用安装在导线上的导线弧垂度采集单元, 通过测量线路与地面的倾角和测量导线的温度, 或者利用雷达或激光测距等方法实现对导线弧垂度的测量。

非接触类 导线弧垂 度智能监 测, 是利用安装在杆塔或地面上的导线弧垂采集单元, 通过张力测量法、图像法等方法对导线弧垂度进行测量。

输电线路导线 (金具) 温度在线监测及动态增容系统, 能够测量输电线路导线的温度、固定导线金具的温度、环境温湿度以及风速风向。该系统利用采集的数据可以计算出线路实际的动态容量和导线弧垂。运行维护人员可以根据这些数据, 及时对输电线路的热稳定负载进行调整, 最大限度地发挥输电线路的输送能力。

总之, 上述各种方法能够测量出输电导线对地距离及变化, 利用导线倾角、导线温度、线路张力、现场图像等信息, 通过信息监测采集处理平台进行分析, 获得线路的弧垂度信息。

2.7 输电线路覆冰在线监测

输电线路 覆冰在线 监测, 是指通过全天候地采集输电线路运行状态下的绝缘子串拉力、绝缘子串风偏角、绝缘子串倾斜角、风速、风向、环境温度、空气湿度等特征参数, 数据处理中心根据所监测的数据, 结合导线覆冰数学模型、模糊逻辑诊断等方法计算近似覆冰厚度和预测覆冰发展趋势, 方便用户对输电线路覆冰程度进行定性定量分析, 实现对线路冰害情况的提前预测, 及时向运行管理人员发送报警信息, 以利于提前做好应对紧急情况的措施和准备, 有效减少线路冰闪、舞动、断线、倒塔等事故的发生。

3 总结

输电线路故障的发生在多数情况下是不可避免的。当输电线路发生故障时, 需迅速查明故障, 并及时排除或尽快找到故障点加以处理, 因为故障排除时间的长短直接影响到送电保障和系统的安全运行。排除时间越长, 停电所造成的损失越大, 对整个系统稳定运行的冲击也越大。

高压输电线路杆塔设计问题的研究 篇11

关键词：杆塔设计；问题；输电线路；高压

中图分类号：TM753 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 24-0000-01

杆塔设计是否科学合理，直接影响到高压输电线路的正常运行，因此，相关设计人员应该重视设计问题，按照技术规范的要求，合理制定设计大纲，选择正确的杆塔类型，科学选择线路路径，切实提高杆塔设计的可行性、经济性。基于此，笔者结合自身的工作实践，就高压输电线路杆塔设计问题做出以下几点研究。

一、杆塔设计的主要注意事项设计

（一）设计总体思路的确定

在设计高压输电线路杆塔的过程中，必须严格按照相关的技术规范要求来进行，同时必须综合考虑杆塔工程的功能、施工保护、环境保护、施工条件（人员、设备、资金）、施工地的地质水文条件等多方面因素对杆塔设计的深刻影响，从而制定出科学合理的、全面的杆塔设计总体思路大纲[1]。

（二）杆塔类型的选择

在整个高压输电线路工程的建设资金中，杆塔工程约占三分之一，同时，由于不同类型的杆塔其对运输、造价、施工、用地等方面的要求也不同，因此，科学选择恰当的杆塔类型具有重要的现实和经济意义。

对于新建线路工程，一般应该在建设资金允许的前提下，选择一种或两种施工简单、材料准备容易的直线水泥杆，在线路的拐弯处或跨越位置选择角钢塔，以提高工程的安全性能。

对于沿规划道路而建的多回同塔高压输电线路，应该选择钢管塔作为线路杆塔，因为其占地面积较小且便于施工。不过，钢管塔并不适用于大的转角塔，原因是其结构构造容易使得杆顶挠度变形，且会导致基础施工投入大幅度增加。因此，从安全、投资及环境等角度综合考虑，一般建议直线塔优先选择钢管塔，而转角塔选择角钢塔会更加合适。

对于那些已经投入运行多年的老旧高压输电线路，如果出现对地距离不足、存在安全隐患问题等情况，那么在设计新建线路时，应该科学减小水平档距，优先选择较高的杆塔，以增加导线的对地距离。同时，在设计输电线路的加高工程时，推荐运用Y型钢管塔（也称酒杯型钢管塔），因为其安装十分简便，其占地面积小，同时还能大大缩短施工时间，具体表现在从前的杆塔施工一般都需要3至5天，而酒杯型钢管塔的施工只需要1天。因此，也直接缩短了线路施工的停电期间，有利于提高企业的经济效益。

（三）路径选择

在设计高压输电线路时，路径的勘测与选择好坏，直接关系到设计方案的可行性、线路施工的经济性、线路运行的安全性和便利性。因此，要想制定出运行容易、安全可靠、投资费用少且路径长短合适的有效线路设计方案，需要消耗的精力不少，十分不易，沿路徒步往返个3至5趟，都只是为了其中一条线路的设计更加合理。由此可知，输电线路的勘测工作，考验的不仅仅包括设计人员的耐心、细心和业务能力，还包括其对工作的高度责任心。

在选择路径时，要求设计人员必须熟悉掌握每项工程的实际情况，并能通过认真查找资料的手段了解线路沿线的拟建、在建、已经建好的地上和地下工程情况，汇集不同的设计方案叫进行讨论对比，最终选择出地形条件合理、转角少、长度短、交叉跨越少的线路设计方法。同时，在选择线路时，还应尽量绕开农田果园等经济作物种植处、居民房屋建筑、树木等地方，并认真考虑资金清赔等事宜。同时，在线路勘察时，还应做到同时兼顾重要杆位建立的可能性以及线路杆位的经济性，在重要地区应多加测勘测，尽量使得杆塔位置绕开交通不便利的位置，提高杆塔施工的效率和进度[2]。

二、杆塔工程的设计施工方法

在高压输电线路杆塔设计过程中，作为设计人员，由于受力性能的不同，输电线路杆塔通常分为耐张型和直线型两种。由于杆塔的选择直接关系到线路建设的经济性、线路的维修便利性、线路运行的可靠性，因此，在设计杆塔工程时，必须重视杆塔类型以及杆塔结构的合理恰当选择。一般来说，在便于施工及运输的丘陵、平原地区，建议选用预应力混凝土杆和钢筋混凝土杆，在跨越大、出线走廊受限制、垂直档距大的地方，建议选用铁塔。

在设计杆塔工程时，对杆塔的组立也不容忽视。在我国，杆塔的组立方法主要有分解组立、整体组立两种。在具体的工程实践中，应结合实际针对性的确定组立杆塔的形式，以更好适应工程的实际需要。

此外，杆塔工程的设计还必须认真考虑杆塔的强度，以采取正确的施工工艺和施工方法。总所周知，杆塔材料、杆塔结构类型以及其受力情况是影响杆塔强度的三大关键因素，因此杆塔设计者必须从实际情况出发，全面把握其影响作用，选择合理的杆塔类型，分析受力情况，运行科学的基础施工方法，来提高杆塔的强度。例如，对于基础作用力较大、处于流塑地质上的直线塔或耐张塔，应设计选择钻孔灌注桩基础的施工方法[3]。

三、结束语

综上所述，加强对高压输电线路杆塔设计问题的研究具有重要的现实意义。由于不同的线路杆塔工程都受其当地施工环境和施工条件等的影响，因此，在设计的过程中，应坚持从实际出发，因地制宜，积极认真做好勘测工作，选择最有效的方案，避免死搬硬套，只有这样才能真正减少高压输电线路杆塔设计的面临问题，才能真正提高其设计水平和设计质量，保证线路的安全运行。

参考文献：

[1]马明.关于高压输电线路杆塔基础稳定性的研究[J].科技与企业，2012（18）：97.

[2]王璋奇.输电线路杆塔设计中的几个问题[J].电力建设，2002（01）：19-21.

高压输电线路施工技术探讨 篇12

1 输电线路的勘测设计

勘测设计作为输电线路设计是非常重要的一个环节, 其不仅需要做好各项调查工作, 同时还要在各种法规和规程标准下进行路径方案的确定, 从而保证输电线路运行的经济性和可行性, 保证所选路径便于施工及运行的安全。

(1) 在进行输电线路路径选择时, 首先要避开农田, 在此前提下要对线路运行、施工、交通条件及路径长度等诸多因素进行充分的考虑, 并与线路施工中需要涉及的设施所属的单位进行充分的协调, 从而确定几条具体的路径方案再进行综合性的比较。

(2) 在进行路径选择时, 需要保证路径所经区域内尽量远离一些不良地质区域的及对安全运行的有较大影响的地发起, 同时由于线路在运行时会受到电磁干扰, 所以路径的选择尽量避开电台、电视发射台、机场、铁路通信设施以及弱电线路等, 以免相互之间产生影响, 干扰线路的安全运行。

(3) 输电线路需要从发电厂或是变电站内进行进出, 所以其这个区域范围内以采用双回路及多回路的杆塔为宜, 这样可以有效的减少进出线的走廊。

(4) 在线路设计时还需要充分的考虑耐张段的长度, 通常以3~5 km为宜, 同时也可根据实际的情况需要进行适当延长, 但对于一些高差和档距相关较大的区域则需要尽量缩小, 对于转角的位置要根据现场的施工条件来进行确定。

(5) 当出现大跨越的送电线路时, 需要自成一个耐张段来进行设计, 保证其技术性和运行经济性来进行方案的确定。

(6) 为了达到节省投资的目前的, 所以在超高压的送电线路设计上, 可以适当放大其耐张段的长度, 对于转角度不大的地方利用直线转角杆塔做紧线或是锚塔。

2 高压输电线路的施工过程

高压输电线路的施工质量对于输电线路的稳定运行具有重要的影响, 在施工的过程中, 应该严格按照施工规范执行, 保证工程的施工质量。高压输电线路工程是一项比较系统的工程, 其是由很多的环节组成, 其中的每一个环节都非常重要, 任何一个环节出现问题都将会影响到整个工程的质量。从基础工程、杆塔工程、架线工程及光缆工程, 其中每个环节都要严格执行, 确保整个工程的施工质量。只有保证工程优质高效的完工, 才能够为电网的稳定运行创造有利的基础。

2.1 基础工程

基础可以有效的保证杆塔的牢固性可靠性, 使其避免发生下沉、倾倒或变形的情况, 所以保证基础工程施工的质量是至关重要的, 其高质量的基础施工, 可以有效的保证日后高压输电线路运行的安全性。

(1) 准备阶段:准备阶段主要就是将施工所需要用到的工具和各种设备准备齐全, 为工程的施工做好准备工作。首先要详细的了解工程需要哪些工具, 对于仪器仪表类工具要事先进行校验工作, 在校验合格后才可使用, 周到全面的准备工作是工程能够顺利开始的重要基础。

(2) 测量分坑:不同的基础型式采用不同的分坑方法进行测量分坑, 但不论采用何种方法, 在测量分坑时都要求准确的测量并标识出基坑开挖范围, 为基础开挖做好准备工作。

(3) 基坑开挖:基坑开挖一般分为人工开挖和机械开挖, 根据基础型式和土质情况确定采用那种开挖方法, 如台阶式基础且机械设备能够进入到现场, 一般采用挖机开挖人工修整;掏挖式基础、人工挖孔桩基础主要采用人工开挖;岩石基础可采用火工产品进行松动爆破开挖, 但开挖前需对塔位周围岩石进行调查研究, 并查看与设计查勘的情况是否有差异, 而且岩石基础的开挖必须保证岩石结构的整体性不受破坏。

(4) 扎筋装模:施工前必须检查钢筋规格和数量与设计是否相符, 绑扎时主筋和箍筋的间距必须按设计尺寸控制, 钢筋绑扎施工可以在基坑内完成, 也可以采取在基坑外完成后吊装入坑的方法。基础模板可以采用木模板和钢模板, 不管采用那种模板, 安装前模板表面必须清洗干净并涂涮脱模剂, 模板安装时四周必须撑牢, 保证基础浇制过程中模板不会生变形等现象。

(5) 混凝土浇制:混凝土浇制分为人工搅拌和机械搅拌, 一般采用机械搅拌。搅拌时必须按照设计配合比下料, 水灰比符合设计要求, 混凝土拌和均匀, 混凝土下料时超过2 m高度采用溜槽, 保证混凝土不发生离析现象, 浇制过程中按要求进行振捣, 整个浇制过程必须连续施工完成, 中间停浇时间不能超过2 h。

(6) 拆模回填:基础拆模时的混凝土强度, 应保证其表面及棱角不损坏, 特殊型式的基础底模及支架拆除时的混凝土强度要符合设计要求。基础拆模经检查合格后应立回填, 回填土应分层夯实, 并预留300~500 mm的防沉层, 保证验收时回填土不能低于基面。

(7) 基础养护:基础浇制后7 h内进行养护, 当天气炎热、干燥有风时应在3 h内进行浇水养护, 对于普通硅酸盐和矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土, 养护时间不得小于7昼夜, 日平均温度低于5度时不得浇水养护。

(8) 基础整理:在基础工程完工后, 要进行基础的整理工作。首先应该对施工现场进行清理工作, 将表面的垃圾以及各种残留物清理干净。清理完成后, 进行排水沟的设计与施工, 根据当地气候环境以及地质情况, 设计出完善的排水沟工程。排水沟的设计应该能够对山坡侧面汇集的雨水及时的排出, 对于地表水以及山洪等进行有效的疏导, 减少对基面的冲刷影响。

2.2 杆塔工程

在杆塔工程施工时, 对于杆塔形式和结构的选择是非常重要的一个环节, 所以在施工时需要根据受力特点的不同选择直线型杆塔或是耐线型杆塔。而对于交通运输便利的地区, 则宜选择钢筋混凝土杆塔或是预应力混凝土杆塔。而在不便于交通运输的地方及出线走廊受限制的地区, 以选择铁塔为宜。当前在我国高压输电线路中进行杆塔组立的方式主要有两种, 即整体组立和分解组立。为了有效的保证杆塔在组立过程中不会发生变形的情况, 则要对杆塔的受力情况进行计算, 再结合杆塔本身的强度, 保证组立过程中的施工方法科学合理。这几点如果都无法保证, 那么所组立的杆塔则会发生变形, 杆塔自身的强度与其杆塔本身的材料具有直接的影响, 同时还杆塔型式和结构也有必然的联系。杆塔作为承载导线和避雷物的支持物, 所以需要具有较高的强度及刚度, 避免发生变形的可能, 保证具有一定的荷载。

2.3 架线工程

对于高压输电线路的架线工程施工需要提前做好施工前的准备工作, 对于有障碍物的地方则需要考虑架线进行施工, 所以需要将加线施工中的人员、材料及设备等都配备好, 对施工的经济性进行考虑, 采用科学合理的放线方式。拖地展放在操作上较为简单, 不需要专用设备即可进行, 但其在施工过程中将线拖在地下, 特别是在山区内进行展放时则对线磨损的较严重, 会直接影响到放线的质量。而利用张力进行放线, 其需要应用到牵强机械, 机械不仅较贵, 而且较为笨重, 但其展放的质量能够保障, 同时具有较高的效率。对于放线滑车的轮径的要选择偏大些为好, 当基础混凝土达到标准强度后, 杆塔组装完成, 螺栓坚固工作完成后, 即可进行紧线工作, 由于张力的影响, 所以在耐张塔的反侧要做好临时接线, 从而保证塔身的稳定和牢固。

2.4 光缆施工

光缆施工前需要做好各项准备工作, 同时还要保证光缆符合施工的技术性能, 因此需要在施工前对光缆进行技术性能的测试, 只有在符合质量要求的光缆才能进行施工, 在施工过程中, 不能对光纤进行猛拉和扭结, 保证走线的前后协调一致, 以避免光缆发生扭结的情况。在进行需要连接的光纤, 则需要确定好新年好点, 对光纤进行熔接, 熔接完成后需要将接头处密封在接头盒内, 以避免其受到雨水和灰尘的侵蚀。

3 结语

随着输电线路的不断发展, 其施工量也在不断的加大, 输电线路施工环境较为恶劣, 施工技术要求较高, 受到的影响因素较多, 所以在施工中的质量和安全性非常重要, 需要广大施工人员在施工中严格遵守相关的规程和操作步骤, 提高安全防范意识, 从而在有效的控制工程质量的同时, 也有效的提高施工的技术水平。

摘要：当前随着经济的快速增长, 人们对电能的需求量不断的上升, 用电负荷的增加, 使电网结构中存在着的各种问题不断的显现出来, 人们迫切需要保证电网系统运行的稳定性和供电的可靠性, 在这种情况下, 加快电网的改扩建工程已成为当务之急。本文分析了输电线路的勘测设计, 并进一步对高压输电线路的施工过程进行了具体的阐述。

关键词：高压输电线路,施工过程,施工管理

参考文献

[1]杨忠辉.输电线路工程施工中技术问题及处理措施的探讨[J].广东科技, 2010 (14) .

[2]施伟杰.电力工程110 kV输电线路施工技术相关研究[J].中国高新技术企业, 2013.

[3]曾广忠.浅谈输电线施工技术及故障处理措施[J].中华民居 (下旬刊) , 2012.