变电所进线档导线换位相间距离探讨

当输电线路 两端变电所进线相序不一致 时, 往往通过输电线路上的导线换位来解决。改 变双回路终端塔上的三相导线布置方式, 在变 电所进线架至终端塔档内换位, 使线路首端和 末端导线相序趋于一致, 这种换位方法简单可 行, 不增加直接投资, 施工比较方便, 在目前设 计中采用得较多。特别是在一些较短的新线路、 老线路开口环入新变电所等工程中, 更为实用。 在 110 kV 输电线路设计中, 除 110 DSn 伞型 终端塔( 7738 型铁塔) 可作双回路终端塔外, 对 110 JGu3 鼓型转角塔( 7737 型铁塔) 的部分杆 件进行修改补强后, 亦可用作双回路终端塔。本 文对采用这两种塔型的变电所进线档导线换位 相间距离进行简化计算, 并作分析和比较, 提出 了导线排列方式的优选、进线档档距确定、导线 张力控制等建议, 供输电线路设计时参考。
的确定, 现行规程没有具体的公式可循。 按照规程对导线相间安全净距的要求和本
地区工程设计经验, 决定采用如下公式:
D ′=
U 110
+
0. 65
f
( 6)
式中 D′—— 导线最小相间距离, m ; U —— 额定线电压, kV;
f —— 导线最大弧垂, m 。
本地区线路运行经验表明, 按( 6) 式进行设
距, 即水平档距控制值, 如表4所示, 并以此作为
终端塔定位的依据( 表4中, 进线档导线型号采
用 L GJ-240/ 40或 L GJ-185/ 30, 档 距控制 值略
有裕度) 。
3 结束语
3. 1 当终端塔采用110 JGu3鼓型转角塔时, 其 第2、4种导线布置方式下, 三相导线相间距离较 大, 进线档档距可随工程实际需要确定, 在工程 设计时宜优先采用。当终端塔采用110 DSn 伞 型终端塔时, 其第1、4、5种导线布置方式, 也同 样宜优先采用。
2. 13 2. 06 2. 06 1. 64
2. 55 2. 93 2. 41 3. 62
1. 3. 2 采用7738型铁塔作为终端塔, 其上、中、
下横担长依次为3. 7 m 、4. 2 m、4. 7 m。当其他
条件与1. 3. 1情况一样时, 点1、2、3、4、5、6坐标
为:
点1( 1. 8, 0, 0) 点2( 4. 0, 0, 0)
舞动) 的产生, 除风的作用外又与其他许多因素 有关, 很难用某种计算办法来确定, 因此, 各国 确定导线水平相间最小距离的公式或数据均是
根据线路的大量运行经验得出。现行送电线路 设计规程( SDJ3—79) , 提 出了如下公式 ( 当档 距不大于1 000 m 时) :
D=
0. 4L K +
U 11 0
· 3 8· 电 力 建 设 1998 年第 11 期
2 分析和比较
2. 1 相间距离校验公式 2. 1. 1 对于档距中央导线水平相间最小距离, 主要取决于较大 的风引起的导线不同步摆动
( 或舞动) 的条件, 此时正常运行的工频电压不 应使相间空气间隙击穿。而导线不同步摆动( 或
电所通用设计, 其110 kV 出线门架宽度为8 m ,
高度为10 m。门架相间距离2. 2 m, 边相距门架
支柱中心1. 8 m 。为便于计算, 现设定进线档水 平档距 L = 50 m, 铁塔下横担导线挂点比门架 导线挂点高 h = 2 m , 则点1、2、3、4、5、6坐标 为:
点1( 1. 8, 0, 0) 点2( 4. 0, 0, 0)
· 3 6· 电 力 建 设 1998 年第 11 期
变电所进线档导线换位相间距离探讨
Investigat ion on Inter-phases Distance of Shift -phases of Conduct ors for L ead-in Span in Subst ations
6 上相 C 中相 B 下相 A 1. 74 1. 74 3. 48
1. 3. 3 上述计算设定水平档距 L = 50 m, 当 档距 L 在30～70 m 之间取值时, 经过计算, 其 相间距离与表1、表2数值相比较, 差值仅为1～2 cm。因此, 表1、表2中数值可适用于档距在30～ 70 m 的情况。
表1 、表 2分 别 列 出 了终 端 塔 采 用 7737 型 和
7738型铁塔两种情况下, 不同排列方式的导线
相间距离计算结果。现取每种排列方式Βιβλιοθήκη Baidu其相
间 距离的最小值作为 D′的取值, 然后按( 6) 式
就可算出每种排列方式下的导线弧垂允许最大
值 f , 再与表3中数值相比较, 我们就可以确定
每种排列方式下进线档可采用的 最大水平档
表1 终端塔采用77 37 型铁塔情况
排列 方式
导线布置方式
相间最小距离/ m A 、B 相 B、C 相 C 、A 相
1 上相 A 中相 B 下相 C 2. 06 1. 74 3. 81
2 上相 A 中相 C 下相 B 2. 13 1. 98 3. 09
3 上相 B 中相 A 下相 C 1. 64 4 上相 B 中相 C 下相 A 2. 06 5 上相 C 中相 A 下相 B 1. 74 6 上相 C 中相 B 下相 A 1. 98
图 1 进线档空间直角坐标系示意图
1998 年第 11 期 电 力 建 设 · 37 ·
设门架导线挂点依次为点1、点2、点3, 终端 塔 上导 线挂点 自上 、中 、下依 次为 点4 、点5、点6。
则点1坐标为( X 1, Y 1 , Z1 ) , 点2坐标为( X 2, Y 2,
Z2) , 依次类推。
通过点1、点4的 P14 直线的直线方程为:
XX4-
X1 X1
=
YY4 -
Y1 Y1
=
Z - Z1 Z4 - Z1
( 1)
( 1) 式可简化为:
X
-X a 14
1
=
Y
- Y1 b14
=
Z - Z1 c 14
( 2)
同样, P25 直线的直线方程为:
X
-X a 25
2
=
Y
宋金根
( 湖州电力局, 浙江省湖州市, 313000)
[ 摘 要] 当输电线路两端变电所进出线相序不一致 时, 往往采用导线换位 的方法, 使 线路首端和末端 导线相序趋于一致。文章关于变电所进线档导线换位 相间距离的简化计算、导线排列方式的优 选、进线 档档距确定、导线张力控制等的建议, 可供输电线路设 计参考。 [ 关键词] 变电所 进线档 导线换位 相间距离
计是安全可行的。
2. 2 进线档弧垂计算
变电所通用设计中, 110 kV 进线架一般允
许每相导线最大使用张力为4 903 N 。当进线档 导线型号采 用 L GJ-240/ 40或 L GJ-185/ 30时,
其最大弧垂按第Ⅱ典型气象区, 导线挂点高差
取5. 5 m 进行计算, 计算结果见表3。
2. 3 进线档档距控制值
1 相间距离计算
1. 1 计算原则 导线在变电所进线门架上为水平排列, 在
终端塔上变至垂直排列, 则档距中导线最接近 处的净空距离主要决定于导线在终端塔上的布 置方式, 同时与两端挂点高差、档距、气象条件
收稿日期: 1998-06-11
等因素有关。根据经验, 进线档档距一般控制在 30～70 m, 弧垂较小, 本计算将导 线近似成直 线, 相应气象条件为无风无冰时。 1. 2 数学模型
1. 26
50
55
2. 06
2. 66
70
70
4
1. 97
2. 23
70
70
1. 74
1. 30
50
55
5
1. 98
2. 27
70
70
1. 64
0. 97
40
1 上相 A 中相 B 下相 C 1. 98 1. 98 3. 95
2 上相 A 中相 C 下相 B 2. 17 3 上相 B 中相 A 下相 C 1. 73
1. 74 2. 17
2. 92 2. 94
4 上相 B 中相 C 下相 A 2. 00 1. 97 2. 55
5 上相 C 中相 A 下相 B 1. 98 2. 00 2. 54
水平档距/ m
最大弧垂/ m
LG J-240/ 40 LG J-185/ 30
表3 进线档最大弧垂
30
35
40
45
50
55
60
65
70
0. 55 0. 48
0. 69 0. 59
0. 84 0. 72
1. 00 0. 86
1. 18 1. 01
1. 38 1. 18
1. 60 1. 35
1. 83 1. 54
1. 74
1. 30
50
55
导线 布置 方式
1
终端塔采用7738型铁塔
最小相 允许最
档距控制值/ m
间距离 大弧垂
LGJ -
LGJ-
D ′/ m
f /m
240/ 40 185/ 30
1. 98
2. 27
70
70
1. 98
2. 27
70
70
2
1. 74
1. 30
50
55
1. 64
0. 97
40
45
3
1. 73
点1、2、3分别与点4、5、6组合连接成线段, 每一
种排列方式下其3条线段就是进线档内的 A、
B、C 三相导线, 其直线方程和线间距离均可参
照( 2) 、( 3) 、( 4) 式进行计算。
1. 3 计算实例
1. 3. 1 采用7737型铁塔作为终端塔, 其上、中、
下横担长依次为3. 2 m、4. 1 m 、3. 6 m 。对于变
0. 75倍〔即按( 5) 式计算结果乘以0. 75〕。同时规 程又对导线间水平偏移的数值有相应的规定: 对设计冰厚5 mm 的地区, 上下层导线间的水 平偏移, 可根据运行经验取0～0. 5 m 。 2. 1. 3 本文讨论的变电所进线档, 导线由门架 上的水平排列变换至铁塔上的垂直排列, 导线 排列方式突然变化。对该档导线最小相间距离
点3( 6. 2, 0, 0)
点4( 3. 2, 50, 9)
点5( 4. 1, 50, 5. 5) 点6( 3. 6, 50, 2)
三相导线在终端塔上的布置方式有6种。假
定变电所门架导线相序排列为: 面向线路, 自左
向 右依次 为 A、B、C, 即点 1为 A 相、点 2为 B
相、点3为 C 相。在6种排列方式下其三相导线 相间最小距离的计算值列在表1。
+
0. 65
f
( 5)
式中
D ——导线水平相间距离, m; L K ——悬垂绝缘子串长度, m; U ——额定线电压, kV;
f ——导线最大弧垂, m。
2. 1. 2 对于垂直排列的导线相间距离, 主要取 决于上、下导线覆冰不均匀以及覆冰脱落时的
跳跃( 或舞动) , 因此与导线弧垂及冰厚有关。在 一般地区, 考虑到导线覆冰情况较少, 导线发生 舞 动的情况更为少见, 因此, 规程( SDJ3- 79) 推荐导线垂直相 间距离可为水平相间距离的
2. 07 1. 74
1998 年第 11 期 电 力 建 设 · 39 ·
导线 布置 方式
1 2 3 4 5 6
表4 进线档水平档距控 制值
终端塔采用7737型铁塔
最小相
允许最
档距控制值/ m
间距离
大弧垂
LG J-
L GJ -
D ′/ m
f /m
240/ 40 185/ 30
- Y2 b25
=
Z - Z2 c 25
( 3)
则直线 P 14 与直线 P 25 的最小距离 d 可由 下式计算:
X 2 - X 1 Y2 - Y1 Z2 - Z1
±
a 14
b14
c14
d=
a 25
b25
c25
( 4)
a14 b14 2 b14 c 14 2 c14 a14 2
a25 b25 b25 c 25 c25 a25 随着导线在终端塔上布置的方式的不同,
设线路自变电所两相邻门架中心、垂直门 架出线, 出线方向对准双回路终端塔中心线, 铁 塔横担与线路方向垂直布置。进线档水平档距 L , 终端塔下横担导线挂点比门型构架导线挂 点高 h 。由此建立空间直角坐标系: 以两相邻 门架中心点0为坐标原点, 门架横方向为 X 轴, 线路出线方向为 Y 轴的正方向, 0点垂直向上 为 Z 轴正方向。如图1所示( 终端塔采用7737型 铁塔) 。
点3( 6. 2, 0, 0)
点4( 3. 7, 50, 9)
点5( 4. 2, 50, 5. 5) 点6( 4. 7, 50, 2)
在6种排列方式下, 其三相导线相间最小距
离的 计算 值列 在表2 。
表2 终端塔采用77 38 型铁塔情况
排列 方式
导线布置方式
相间最小距离/ m A 、B 相 B、C 相 C 、A 相