直流输电架空线路杆塔
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架空线路的基本结构及组成架空输电线路的主要部件有: 导线和避雷线(架空地线)、杆塔、绝缘子、金具、杆塔基础、拉线和接地装置等。
如图所示。
图架空输电线路一、导线和避雷线导线是用来传导电流、输送电能的元件。
输电线路一般都采用架空裸导线,每相一根,220kV及以上线路由于输送容量大,同时为了减少电晕损失和电晕干扰而采用相分裂导线,即每相采用两根及以上的导线。
采用分裂导线能输送较大的电能,而且电能损耗少,有较好的防振性能。
(一)架空导线的排列方式导线在杆塔上的排列方式:对单回线路可采用上字形、三角形或水平排列,对双回路线路可采用伞形、倒伞形、干字形或六角形排列,见图4—1。
图4-1 导线在杆塔上排列方式示意图导线在运行中经常受各种自然条件的考验,必须具有导电性能好、机械强度高、质量轻、价格低、耐腐蚀性强等特性。
由于我国铝的资源比铜丰富,加之铝和铜的价格差别较大,故几乎都采用钢芯铝线。
避雷线一般不与杆塔绝缘而是直接架设在杆塔顶部,并通过杆塔或接地引下线与接地装置连接。
避雷线的作用是减少雷击导线的机会,提高耐雷水平,减少雷击跳闸次数,保证线路安全送电。
(二)导、地线分类导、地线一般可按所用原材料或构造方式来分类。
1、按原材料分类裸导线一般可以分为铜线、铝线、钢芯铝线、镀锌钢绞线等。
铜是导电性能很好的金属,能抗腐蚀,但比重大,价格高,且机械强度不能满足大档距的强度要求,现在的架空输电线路一般都不采用。
铝的导电率比铜的低,质量轻,价格低,在电阻值相等的条件下,铝线的质量只有铜线的一半左右,但缺点是机械强度较低,运行中表面形成氧化铝薄膜后,导电性能降低,抗腐蚀性差,故在高压配电线路用得较多,输电线路一般不用铝绞线;钢的机械强度虽高,但导电性能差,抗腐蚀性也差,易生锈,一般都只用作地线或拉线,不用作导线。
钢的机械强度高,铝的导电性能好,导线的内部有几股是钢线,以承受拉力;外部为多股铝线,以传导电流。
由于交流电的集肤效应,电流主要在导体外层通过,这就充分利用了铝的导电能力和钢的机械强度,取长补短,互相配合。
±1100kv直流架空输电线路设计规程一、前言1100kV直流架空输电线路作为重要的电力输电通道,其设计规程的制定对于保证线路的安全性、可靠性具有重要意义。
本文将就1100kV直流架空输电线路设计规程进行详细阐述,力求在设计过程中充分考虑线路的各种因素,确保设计的科学性和合理性。
二、设计依据1100kV直流架空输电线路的设计必须符合国家相关法律法规、技术标准,并参考国际上成熟的设计经验。
根据《电气设计规范》和《电力线路设计规程》,以及相关的技术规范,进行设计。
三、设计原则1.安全性原则:确保线路运行安全,避免事故的发生。
在设计时,必须考虑线路的环境影响、自然灾害等安全因素,做好充分的安全预防措施。
2.可靠性原则:保证线路在各种复杂环境下能够正常运行,尽可能减少由于外部因素导致的线路中断。
3.经济性原则:在保证安全可靠的前提下,尽可能降低线路的建设和运行成本,提高线路的效益。
四、环境因素考虑1100kV直流架空输电线路的设计必须考虑周边环境因素,包括地形地貌、气候条件、土壤条件、交通运输等因素的影响。
在设计中要根据实际情况合理选择线路的走向和杆塔的布设方式,确保线路的安全性和稳定性。
五、线路参数确定1.跨越距离:1100kV直流架空输电线路的跨越距离应根据地形、气候、线路电压等因素综合考虑确定,确保线路的安全稳定运行。
2.线路高度:线路的导线及地线的悬挂高度,应符合国家标准,根据线路的电压等级和特殊情况进行合理确定。
3.悬挂点距离:考虑线路的安全性和可靠性,确定导线的悬挂点距离,并采取适当的措施减小导线之间的间隙。
1100kV直流架空输电线路的杆塔设计应满足承受线路跨越、风载、冰载等荷载,并具有足够的刚度和稳定性。
同时,杆塔的外形应美观,与周围环境协调一致。
七、导线选择1100kV直流架空输电线路的导线应选择具有足够机械强度、抗腐蚀性和传导性的导线,以保证线路的可靠运行。
导线的横截面积应根据线路的电流负荷进行合理选择。
直流输电技术摘要直流输电是指,将发电厂发出的交流电,经整流器变换成直流电输送至受电端,再用逆变器将直流电变换成交流电送到受端交流电网的一种输电方式。
主要应用于远距离大功率输电和非同步交流系统的联网,具有线路投资少、不存在系统稳定问题、调节快速、运行可靠等优点。
直流输电系统主要由换流站(整流站和逆变站)、直流线路、交流侧和直流侧的电力滤波器、无功补偿装置、换流变压器、直流电抗器以及保护、控制装置等构成。
其中换流站是直流输电系统的核心,它完成交流和直流之间的变换。
直流输电的发展也受到一些因素的限制。
首先,直流输电的换流站比交流系统的变电所复杂、造价高、运行管理要求高;其次,换流装置(整流和逆变)运行中需要大量的无功补偿,正常运行时可达直流输送功率的40~60%;换流装置在运行中在交流侧和直流侧均会产生谐波,要装设滤波器;直流输电以大地或海水作回路时,会引起沿途金属构件的腐蚀,需要防护措施。
要发展多端直流输电,需研制高压直流断路器。
随着电力电子技术的发展,大功率可控硅制造技术的进步、价格下降、可靠性提高,换流站可用率的提高,直流输电技术的日益成熟,直流输电在电力系统中必然得到更多的应用。
当前,研制高压直流断路器、研究多端直流系统的运行特性和控制、发展多端直流系统、研究交直流并列系统的运行机理和控制,受到广泛的关注。
许多科学技术学科的新发展为直流输电技术的应用开拓着广阔的前景,多种新的发电方式──磁流体发电、电气体发电、燃料电池和太阳能电池等产生的都是直流电,所产生的电能要以直流方式输送,并用逆变器变换送入交流电力系统;极低温电缆和超导电缆也更适宜于直流输电,等等。
今后的电力系统必将是交、直流混合的系统。
关键字直流输电直流输电系统系统结构运行特点目录1.直流输电技术发展 (3)1.1汞弧阀换流时期 (3)1.2 晶闸管阀换流时期 (3)1.3 新型半导体换流设备的应用 (4)2. 轻型直流输电 (4)2.1直流输电的特点 (4)2.2轻型直流输电和普通直流输电的区别 (5)3. 直流输电系统 (5)3.1两端直流输电系统 (5)3.1.1 单极系统 (6)3.1.2 双极系统 (7)3.1.3 背靠背直流系统 (9)3.2多端直流输电系统 (9)4. 直流输电的换流技术 (10)4.1换流站的基本换流单元 (10)4.1.1 6脉动换流单元 (11)4.1.2 12脉动换流单元 (11)4.2直流输电换流技术的新发展 (12)4.2.1 传统直流输电的缺陷 (12)4.2.2 传统直流输电的新发展 (12)4.3基于电压源换流器的新型高压直流输电系统 (13)4.3.1 基于电压源换流器的新型直流输电的实现 (13)4.3.2 新型直流输电的控制方法 (14)4.3.3 新型直流输电的技术特点 (14)5. 直流输电的应用和发展 (14)5.1直流输电的应用 (14)5.2直流输电的发展 (15)1.直流输电技术发展电力技术的发展是从直流电开始的,早期的直流输电是不需要经过换流的直流输电,即发电、输电和用电均为直流电。
1、<直流输电优缺点>优点:(1)直流输电架空线路只需正负两极导线、杆塔结构简单、线路造价低、损耗小。
(2)直流电缆线路输送容量大、造价低、损耗小,不易老化、寿命长,且输送距离不受限制。
(3)直流输电不存在交流输电的稳定问题,有利于远距离大容量输电。
(4)采用直流输电可实现电力系统之间的非同步联网。
(5)直流输电输送的有功功率和换流器消耗的无功功率均可由控制系统进行控制,可利用这种快速可控性来改善交流系统的运行性能。
(6)在直流电的作用下,只有电阻起作用,电感和电容均不起作用,直流输电采用大地为回路,直流电流则向电阻率低的大地深层流去,可很好地利用大地这个良导体。
(7)直流输电可方便地进行分期建设和增容扩建,有利于发挥投资效益。
(8)直流输电输送的有功及两端换流站消耗的无功均可用手动或自动方式进行快速控制,有利于电网的经济运行和现代化管理。
缺点:(1)直流输电换流站比交流变电所的设备多、结构复杂、造价高、损耗大、运行费用高、可靠性也较差。
(2)换流器对交流侧来说,除了是一个负荷(整流站)或电源(逆变站)以外,它还是一个谐波电流源;对直流侧来说,它还是一个谐波电压源。
(3)晶闸管换流器在进行换流时需消耗大量的无功功率(约占直流输送功率的40%~60%),每个换流站均需装设无功补偿设备。
(4)直流输电利用大地(或海水)为回路而带来一些技术问题。
(5)直流断路器由于没有电流过零点可以利用,灭弧问题难以解决,给制造带来困难。
2、<经济等价距离>当直流输电线路和换流站的造价与交流输电线路和变电站的造价相等时的输电距离称为经济等价距离。
3、<直流输电发展>(1)1882年,德国,HVDC首次成功试验 (2)1954年,瑞典,HVDC首次投入商业运行 (3)1972年,加拿大, HVDC首次全部采用晶闸管元件4、<晶闸管导通和关断>晶闸管的导通条件为:(1) 在阳极和阴极间加正向电压。
现行《110kV~750kV架空输电线路设计规范》GB50545-2010《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》DL/T5154-2012作废《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》DL/T5154-20021 总则1.0.1为了在架空输电线路杆塔结构的设计中贯彻国家的基本建设方针和技术经济政策,做到安全可靠、先进适用、经济合理、资源节约、环境友好,制定本标准。
套话,原则性问题。
与GB50545-2010的区别为涉及直流线路问题。
适用范围扩大。
1.0.2 本标准适用于新建的110kV~750kV架空输电线路杆塔结构的设计。
对应原DL/T5154-2002条文:、、由110kV~500kV调整为110kV~750kV,与GB50545-2010相一致。
与GB50545-2010的区别为涉及直流线路问题及750 kV的双回及多回问题。
适用范围扩大。
去掉了原DL/T5154-2002条文“通信杆塔设计可参照采用”;略去了、。
DL/T5154-2012条文说明明确了临时线路、通信杆塔结构设计参照执行,原线路的改造和改建参照验算和设计。
基本一致1.0.3 本标准确定了架空输电线路杆塔结构的设计原则,给出了角钢铁塔和混凝土电杆的设计计算方法。
新增1.0.4 本标准采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,用可靠度指标度量结构构件的可靠度,在规定的各种荷载组合作用下或各种变形或裂缝的限值条件下,满足线路安全运行的临界状态。
对应原DL/T5154-2002条文:一致1.0.5 杆塔结构设计,应从实际出发,结合地区特点,积极采用新技术、新工艺、新设备、新材料,推广采用节能、降耗、环保的先进技术和产品。
新增与GB50545-2010条文:一致。
1.0.6 杆塔结构设计采用新理论、新材料或新结构型式,当缺乏实践经验时,应经过试验验证。
对应原DL/T5154-2002条文:一致1.0.7 本标准规定了杆塔结构设计的基本要求,当本标准与国家法律、行政法规的规定相抵触时,应按国家法律、行政法规的规定执行。
《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》新旧规范对照:现行《110kV~750kV架空输电线路设计规范》GB50545-2010《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》DL/T5154-2012作废《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》DL/T5154-20021 总则1.0.1为了在架空输电线路杆塔结构的设计中贯彻国家的基本建设方针和技术经济政策,做到安全可靠、先进适用、经济合理、资源节约、环境友好,制定本标准。
套话,原则性问题。
与GB50545-2010的区别为涉及直流线路问题。
适用范围扩大。
1.0.2 本标准适用于新建的110kV~750kV架空输电线路杆塔结构的设计。
对应原DL/T5154-2002条文:1.0.1 、1.0.2、1.0.3由110kV~500kV调整为110kV~750kV,与GB50545-2010相一致。
与GB50545-2010的区别为涉及直流线路问题及750 kV的双回及多回问题。
适用范围扩大。
去掉了原DL/T5154-2002条文1.0.1 “通信杆塔设计可参照采用”;略去了1.0.2、1.0.3。
DL/T5154-2012条文说明1.0.2明确了临时线路、通信杆塔结构设计参照执行,原线路的改造和改建参照验算和设计。
基本一致1.0.3 本标准确定了架空输电线路杆塔结构的设计原则,给出了角钢铁塔和混凝土电杆的设计计算方法。
新增1.0.4 本标准采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,用可靠度指标度量结构构件的可靠度,在规定的各种荷载组合作用下或各种变形或裂缝的限值条件下,满足线路安全运行的临界状态。
对应原DL/T5154-2002条文:3.0.2一致1.0.5 杆塔结构设计,应从实际出发,结合地区特点,积极采用新技术、新工艺、新设备、新材料,推广采用节能、降耗、环保的先进技术和产品。
新增与GB50545-2010条文:1.0.3一致。
1.0.6 杆塔结构设计采用新理论、新材料或新结构型式,当缺乏实践经验时,应经过试验验证。
架空输电线路杆塔分类
一、根据塔型分类,可以分为:直线塔、直线转角塔、耐张转角塔,终端塔、换位塔和分歧塔是耐张转角塔的特殊形式。
750千伏干字型耐张转角塔750千伏酒杯型直线塔
750千伏分体式换位塔(实际由一基500千伏同塔双回路换位塔
转角塔和两个辅助小塔构成)
终端塔一般是指位于变电站或者电厂出口的铁塔,终端塔单侧受力,构架侧受力极小。
在某些工程还会存在分歧塔,一般是由同塔双回路变成两个并行的单回路时或两个单回路合成同塔双回路时使用。
交流1000千伏同塔双回路转角塔交流1000千伏同塔双回路直线塔
直流±800千伏转角塔直流±800千伏直线塔
二、按照回路数量,可以分为单回路塔、同塔双回路塔、同塔多回路塔
单回路塔一般是猫头塔、酒杯塔或紧凑型塔。
猫头塔单回路紧凑型塔
同塔双回路紧凑型直线塔同塔双回路紧凑型转角塔
同塔多回路铁塔
三、按照构件类型,可以分为:角钢塔、钢管塔
角钢塔的应用范围最广,钢管塔一般仅用于1000kV同塔双回路或交直流大跨越塔。
四、按照形状,可以分为:猫头塔、酒杯塔、干字型塔、T型塔、官帽塔、鼓型塔等等
以上图片已经例举了猫头塔、酒杯塔、T型塔、干字型塔(交流单回路耐张塔基本都是干字型,直流耐张塔也是),此处就不再插入图片。
五、按照输送的电流分类,可以分为:直流塔、交流塔。
有关直流场设备的简介直流输电概述直流输电工程是以直流输电的方式实现电能传输的工程。
与传统的交流输电系统相比有突出的优点:直流输电架空线路只需正负两极导线、杆塔结构简单、线路造价低、损耗小;直流电缆线路输送容量大、造价小、损耗小、不易老化、寿命长、且输送距离不受限制;直流输电不存在交流输电的稳定问题,有利于远距离里大容量送电;采用直流输电可以实现电力系统之间的非同步联网;直流输电输送的用功功率和换流器消耗的无功功率均可由控制系统进行控制;在直流输电作用下,只有电阻起作用,电感和电容均不起作用,且可以很好的利用大地这个良导体;直流输电可方便的进行分期建设和增容扩建,有利于发挥投资效益。
直流输电在我国乃至世界是一种发展趋势。
一般直流输电系统由整流站,逆变站和直流输电线路三部分组成。
其中整流站是把交流电转化为直流电,逆变站是把直流电转化为交流电。
其中整流站和逆变站统称为换流站。
一般直流输电工程采用两端直流输电系统,两端直流输电系统又可分为单极系统(正极或负极)、双极系统(正负两极)和背靠背直流系统(无直流输电线路)三种类型。
一般直流输电工程采用双极系统中的双极运行方式。
直流场设备换流站主要负责交-直-交转换功能,因此除装有普通交流变电站所装有的交流设备外,还有与换流有关的直流设备以及相关的辅助设备。
其中直流场设备主要包括以下几部分:1.穿墙套管2.避雷器3.开关类4.电容器5.电抗器6.测量设备下面分别予以介绍:1.穿墙套管穿墙套管主要用于母线或极线从户外向户内、户内向户外、户内向户内之间穿过墙壁,并保证载流导体与地绝缘。
按安装地点分为户内式和户外室两种;按结构形式可分为导体型和母线型两种。
直流场穿墙套管一般分为中性母线穿墙、极线穿墙套管和滤波器内穿墙套管,套管结构基本由户外端子、硅橡胶绝缘体、法兰等组成。
根据各部分电压等级不同采用不同内部结构的穿墙套管。
其内部是实心导体的,即导体型;内部是空气绝缘的,一般采用SF6充气或真空式,即母线型。
±800kV直流架空输电线路运行规程±800kV级直流输电设备检修技术的研究技术的研究项目分报告之一《±800kV直流架空输电线路运行规程》目录Q/GDW XXX—XXXX向家坝-上海、锦屏-苏南±800千伏特高压直流输电树模工程是世界直流输电技术发展的立异工程,是现在已建和在建的世界上电压等级最高、输电距离最远、容量最大的输电工程。
按照国度电网公司的总体部署,2010和2012年将划分建成投运。
特高压直流输电线路本身的特性一定要求有较高的可靠性,与1000千伏特高压交换输电线路比拟,±800千伏特高压直流输电线路杆塔更高、导线截面更大,绝缘水平更高,在线路的防污闪、防雷害方面提出了更高的要求。
为此在总结以往超高压、特高压交换线路运转经验的基础上,积极研讨特高压直流线路的运转标准和技术管理要求,是开展特高压直流线路运转维护准备事情确当务之急。
根据XXX《±800kV级直流输变电设备运行检修技术的研究》任务委托书,为确保±800kV级直流特高压输变电工程投运后安全经济运行,XXX承担了《±800kV直流架空输电线路运行规程》的研究工作,用来指导特高压直流线路运行维护工作,以提高特高压直流运行管理水平和运行可靠性。
2、依托工程±800kV向家坝-上海、锦屏-苏南直流树模工程。
3、研究内容1、研讨±800kV特高压直流线路运转维护管理基本要求;2、研讨±800kV特高压直流线路运转维护标准;3、研究±800kV特高压直流线路特殊区段的运行管理要求;1Q/GDW XXX—XXXX4、主要结论通过对±800kV特高压直流输电线路运行维护标准的研究,规定了±800kV直流架空送电线路运行工作的基本要求、技术标准,并对线路巡视检查、检测、在线监测、缺陷管理、维修、运行标准、技术管理等提出了具体要求。
华东±1100kV特高压直流输电线路工程杆塔设计原则输电线路工程杆塔设计原那么国家电网公司直流建设部二○一五年十月目录1 工程概况 (1)2 技术标准和规程规范 (1)3 电气条件 (2)3.1气象条件组合 (2)3.2导地线方案及参数 (15)3.3运算用最大风速 (17)3.4空气间隙 (17)3.5极间距取值 (18)3.6绝缘子串型及参数 (19)3.7导地线布置方式 (28)3.8防雷爱护 (28)4 杆塔型式和杆塔规划 (29)4.1杆塔型式 (29)4.2杆塔规划 (29)5 荷载运算 (52)5.1导地线风荷载运算 (52)5.2绝缘子及金具荷载 (53)5.3杆塔荷载条件 (54)5.4电气荷载表 (55)5.5杆塔荷载运算 (55)5.6荷载组合 (59)6 杆塔设计 (61)6.1构造要求 (61)6.2杆塔材料的使用 (63)6.3专门杆塔设计 (67)6.4铁塔与基础连接设计 (68)附录1 角钢构件轴心受力强度与稳固运算 (72)附录2 耐张塔45度大风工况运算 (74)附录3 铁塔运算工况组合 (77)表110MM冰区悬垂直线塔运算工况汇总 (77)表210MM冰区悬垂转角塔运算工况汇总 (78)表310MM冰区耐张塔运算工况汇总 (79)表410MM冰区加强型悬垂直线塔运算工况汇总 (81)表515MM中冰区悬垂直线塔运算工况汇总 (82)表615MM中冰区悬垂转角塔运算工况汇总 (83)表715MM中冰区耐张塔运算工况汇总 (85)表8单极终端塔运算工况汇总 (87)表9重冰区悬垂直线塔荷载组合 (90)表10重冰区耐张塔荷载组合 (91)1 工程概况准东-华东±1100kV特高压直流输电线路工程起于新疆准东五彩湾换流站,止于安徽皖南换流站,输送容量12000MW。
线路航空直线长度2997.1km,初设路径全长约3324.143km〔含长江大跨过3.143km〕,曲折系数1.11。