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          輸電線路的電壓等級和要求

          我國采用的電壓等級有380/220V、6、10、35、66、110、154、220、330、500kV,其中154 kV為非標準電壓等級,66 kV和330 kV為限制發展電壓等級。

          目前通常把10 kV及以下電力線路稱為配電線路,其中把1 kV以下的線路稱為低壓配電線路,1~10 kV線路稱為高壓配電線路;35 kV及以上的電力線路稱為送電線路,其中35 kV~220 kV線路稱為高壓送電線路,330~500 kV線路稱為超高壓送電線路。

          根據電力事業的發展需要,將來可能發展750~1000 kV或更高的電壓等級。之所以采用高電壓來輸送電能,是因為采用高電壓輸送電能有以下優點:

          1、減少線路損耗;

          2、提高送電功率;

          3、輸送距離遠;

          4、相對提高了線路安全性。

          所以,電力系統大部分都采用高壓輸電線路作為電力網內長距離、大功率的主要聯絡干線。

          輸電線路按其結構形式有架空電力線路和電纜電力線路。因架空線路與電纜線路比,具有建設速度快、檢修維護方便、輸送容量大、綜合造價低等優點,我國電力線路主要采用架空電力線路形式。架空電力線路一般使用在城市外的長距離的曠野或高山上,而城市中為城市美觀現多采用電纜下地。

          架空電力線路的組成元件主要有導線、避雷線和接地體、絕緣子、金具、桿塔、拉線和基礎。

          對電力線路的基本要求是:

          1、保證線路架設質量,加強運行維護,提高對用戶供電的可靠性。

          2、要求電力線路的供電電壓在允許的波動范圍內,以便向用戶提供質量合格的電能。

          3、在送電過程中,要減少線路損耗,提供送電效率,降低送電成本。

          4、架空線路由于長期置于露天運行,線路的各元件除受正常的電氣負荷和機械荷載作用外,還受到風、雨、冰、雪、大氣污染、雷電等自然和人為條件的作用,要求線路各元件應有足夠的機械和電氣強度。

          “經濟電流密度”常作為新建線路選擇導線截面的依據,也可作為運行線路經濟與否的判斷標準。所謂“經濟電流密度”,就是當輸電線路單位導線截面上通過這一電流時,使輸電線路的建設投資、電能損耗和運行維護費用等綜合費用最低、最經濟。經濟電流密度是經過各種經濟技術比較得出的最合理的單位導線截面的電流值,所以,經濟電流密度既是一個很重要的技術指標,也是一個很重要的經濟指標。

          輸電線路的導線作用是傳導電流,輸送電能,因此必須具有導電率高,熱性能好、機械強度高彈性系數大,有一定的柔軟性、并具有較好的耐振、耐磨、耐化學腐蝕性能,能夠適應一般自然環境和一定的污穢環境,使用壽命長,且質量輕、價格低、性能穩定。

          35~220kV線路導線一般采用鋼芯鋁絞線,其型號以LGJ加導線標稱截面表示,如LGJ-185/30,表示鋼芯鋁絞線,鋁的標稱截面積為185mm2、鋼芯標稱截面積為30mm2。

          近幾年,在送電線路中為提高導線的抗腐蝕性能,廣泛采用稀土導線(LGJX)、鋁合金線、鋁包鋼芯鋁絞線等。

          電力線路中相鄰兩基桿塔之間的水平距離稱為檔距;相鄰兩基承力桿塔之間的線路稱為一個耐張段,一般一個耐張段由若干個檔距組成,如相鄰兩基承力桿塔之間只有一個檔距,則該耐張段稱為孤立檔。

          一般送電線路每相多采用一根導線,而超高壓線路則每相采用兩根、三根、四根或更多的導線,一般稱此為相分裂導線,其中每根導線稱為子導線。

          架空線路導線周圍的空氣是良好的絕緣體,但當導線表面電場強度超過了空氣的耐壓強度時,就會引起空氣層的放電,這時可聽到嗤嗤的放電聲,在夜間還可看到導線周圍有藍色的螢光,這種現象稱為電暈。

          線路產生電暈,不但引起電暈損耗而且對電力線路附近的無線電和高頻通信等產生干擾影響。由于超高壓線路電壓較高,導線表面電場強度較大,故極易引起電暈現象。為了避免電暈現象,可增大線間距離和導線直徑,但線間距離的增加必定引起桿塔頭部尺寸的加大,增加桿塔費用,這是不經濟的,所以較為有效的方法是采用相分裂導線(相當于加大了導線直徑),從而可防止電暈的發生,避免電暈損耗和電暈干擾影響。另外,超高壓線路輸送功率大,需要很大的導線截面,如每相采用一根導線,則制造和架設大截面的單根導線將帶來很大困難,所以多采用相分裂導線以滿足輸送功率的要求,而且也便于架設,同時還可以減少導線斷線拉力,有利于減少桿塔材料消耗量。

          導線最小直徑除滿足導線的機械強度外,主要是以導線不發生電暈為原則,對海拔高度不超過1000m地區,導線不發生電暈的最小直徑如下表所列。

          表:



          導線不發生電暈時的最小直徑

          線路額定電壓(kV)

          110

          220

          330

          500

          導線最小直徑(mm)

          9.6

          21.6

          33.6

          2×21.6

          2×36.24

          3×26.82

          4×21.6



          還有一種稱之為緊湊型送電線路。所謂緊湊型送電線路是指在同一電壓等級下,相間距離遠遠小于現行常規線路的相間距離的線路。例如220kV現行常規線路的相間距離為5.5~6.0m,而緊湊型線路的相間距離僅為3.4m。

          緊湊型送電線路的結構特點是分裂導線根數多、相間距離小、相間安裝絕緣間隔棒、分裂導線的排列方式多樣。

          緊湊型送電線路的優點是線路自然輸送功率可比常規線路提高30%~50%;減少塔頭尺寸和線路走廊寬度。缺點是需安裝相間隔離棒,線路本體造價高;導線排列特殊,線路施工安裝和檢修維護比較困難。

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