電力系統(tǒng)中高壓電纜輸電線路設(shè)計(jì)研究吳義陽(yáng)

電力系統(tǒng)中高壓電纜輸電線路設(shè)計(jì)研究吳義陽(yáng)摘要：高壓輸電線路的電氣設(shè)計(jì)對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定的運(yùn)行至關(guān)重要，設(shè)計(jì)方案只有客觀、合理并且科學(xué)才能保證輸電工作有效的實(shí)施，所以高壓輸電線路的設(shè)計(jì)工作不能一蹦而就二山于現(xiàn)在高壓輸電線路的電氣設(shè)計(jì)工作仍然存在一些問(wèn)題，所以需要嚴(yán)格考察鋪設(shè)線路地區(qū)的綜合情況，包括環(huán)境條件和地質(zhì)地形條件等，解決這些問(wèn)題，這樣才能滿足電網(wǎng)的發(fā)展。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；高壓輸電；電路設(shè)計(jì)一、 中高壓電纜的主要技術(shù)特點(diǎn)1.1電纜金屬護(hù)套或屏蔽層接地方式對(duì)于三芯電纜，應(yīng)在線路兩終端直接接地，如在線路中有中間接頭者，應(yīng)在中間接頭處另加設(shè)接地。而對(duì)于單芯高壓電纜的接地方式則較為復(fù)雜，包括一端接地方式、線路中間一點(diǎn)接地方式、交叉互聯(lián)接地方式及兩端直接接地方式。1.2電纜金屬護(hù)套或屏蔽層接地方式選擇分析具有一定長(zhǎng)度的供電電纜線路以直埋或管路敷設(shè)方式時(shí)，沿縱長(zhǎng)每隔適當(dāng)距離需要設(shè)封閉式工作井，城市內(nèi)布置接頭工作井一般比較困難，例如llOkV雙回電纜接頭井的長(zhǎng)度約12m,寬約2m布置，難度可想而知。單芯電纜長(zhǎng)度較短時(shí),優(yōu)先考慮采用一端接地。安裝接地線時(shí)，先將銅屏蔽地線與鎧裝地線連接，再將接地線與主地線連接。一端接地時(shí)，按規(guī)范(GB50217—2007)要求，在交流系統(tǒng)中單芯電纜金屬層正常感應(yīng)電勢(shì)容許最大限值(Esm)不大于300Vo采用兩端直接接地方式，需敷設(shè)回流線，同時(shí)，需要經(jīng)過(guò)計(jì)算，以保證兩端直接接地方式的電纜金屬護(hù)套在正常負(fù)荷電流時(shí)必須符合規(guī)范允許值。此外，為方便工程今后的維護(hù)測(cè)試，對(duì)于HOkV及以上電纜，其金屬護(hù)套直接接地端一般需經(jīng)接地箱接地。交叉互聯(lián)方式適用于較長(zhǎng)的電纜線路，且將線路全長(zhǎng)均勻地分割成3段或3的倍數(shù)段。使用絕緣接頭把電纜金屬護(hù)套隔離，并使用互聯(lián)導(dǎo)線把金屬護(hù)套連接成開(kāi)口三角形，電纜線路在正常運(yùn)行狀態(tài)下流過(guò)3根單芯電纜金屬護(hù)套的感應(yīng)電流矢量和為零，就能避免電纜負(fù)載能力受流過(guò)金屬護(hù)套的循環(huán)電流引起發(fā)熱的影響。二、 高壓電纜與電力系統(tǒng)的連接及絕緣配合2.1連接方式①電纜進(jìn)線段方式，應(yīng)用高壓電纜作為變電站的岀線間隔，完成某一段落電纜敷設(shè)工作之后，在電纜終端桿塔電纜引上釆用架空線方式連接對(duì)端變電站，該種電纜方式應(yīng)用比較普遍；②將高壓電纜線路融入電力線路中，城市中架空線路路徑選擇難度較大，可將電力電纜應(yīng)用到架空線路中，將架空線路作為電纜的兩端；③變電所全段釆用高壓電纜。2.2系統(tǒng)絕緣配介應(yīng)用避雷器對(duì)來(lái)波幅值進(jìn)行限制，或者在電纜周邊設(shè)置進(jìn)線保護(hù)段，借助導(dǎo)線高幅值入侵波產(chǎn)生的沖擊電暈，對(duì)入侵波陡度和幅值進(jìn)行控制，并用導(dǎo)線自身波阻抗對(duì)避雷器的沖擊電流幅值進(jìn)行限制，以避免雷電波損壞電纜設(shè)施。2.2.1避雷線配置要求。依據(jù)變電所實(shí)際情況，對(duì)避雷線長(zhǎng)度進(jìn)行合理選擇。其是高壓電纜設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容。設(shè)計(jì)電纜時(shí)，要依據(jù)絕緣配合要求，在架空線路上對(duì)避雷線進(jìn)行架設(shè)，并確定其長(zhǎng)度。針對(duì)改擴(kuò)建工程，如果原架空線路中不包含避雷線，要釆用新型線路方式，落實(shí)避雷線架設(shè)工作。2.2.2避雷器配置要求。電纜進(jìn)線段20?22OkV電力電纜線路，應(yīng)在電纜線路與架空線路連接處裝設(shè)避雷器。而發(fā)電廠和變電所的35kV及以上電纜進(jìn)線段，無(wú)論電纜長(zhǎng)度是否超過(guò)50m,如果裝設(shè)一組閥式避雷器可滿足保護(hù)要求，只裝一組即可。三、電力系統(tǒng)高壓電纜輸電線路的設(shè)計(jì)解構(gòu)3.1外護(hù)套的合理選擇若高壓電纜線路超過(guò)110RV,其外護(hù)套可以采用聚氯乙烯亦或是聚乙烯等材料?，F(xiàn)階段，電纜防水層采用鉛合金護(hù)套與皺紋鋁護(hù)套能夠獲得理想的效果。需要注意的是鉛合金護(hù)套本身的耐腐蝕性更強(qiáng)，且彎曲半徑不大。但是，鉛合金護(hù)套的比重較大，且機(jī)械性能也相對(duì)薄弱，嚴(yán)重影響了施工的安裝效果。以金屬護(hù)套短路容量為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行思考，皺紋鋁護(hù)套要比鉛合金護(hù)套導(dǎo)電性能更理想，可以承受一定的短路電流。除此之外，聚氯乙烯要比聚乙烯的環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂的效果好，而且在實(shí)際燃燒的過(guò)程中，氯氣會(huì)分解，對(duì)阻燃的影響是積極的。3.2合理選擇并布置回流線第一，選擇回流線。根據(jù)《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》內(nèi)容的要求，如果是超過(guò)110kV的單芯電纜金屬護(hù)層單點(diǎn)直線接地，同時(shí)，受系統(tǒng)短路的影響而導(dǎo)致電纜金屬護(hù)層工頻感應(yīng)電壓高于絕緣耐受的強(qiáng)度，亦或是要抑制電纜附近弱電線路的電氣干擾強(qiáng)度，都一定要在某一端互聯(lián)并接地線路中安裝回流線。除此之外，在單相接地短路故障發(fā)生以后，通過(guò)回流線的作用，使得短路電流能夠向系統(tǒng)的中性點(diǎn)流入，進(jìn)而形成磁通可以抵消部分電纜導(dǎo)線接地電流所形成的磁通。第二,回流線的合理布置。將回流線布置在電纜線路附近需要嚴(yán)格遵循以下三點(diǎn)要求：其一，針對(duì)電纜三相品字形的布置情況，山于高壓電纜的輻射難度相對(duì)較大，所以應(yīng)當(dāng)將回流線布置在電纜品字兩肩，同時(shí)應(yīng)在半長(zhǎng)的位置進(jìn)行換位；其二，針對(duì)長(zhǎng)電纜線路交叉互聯(lián)的布置悄況，若電纜線路相對(duì)較長(zhǎng)，則應(yīng)當(dāng)細(xì)化單元，將每個(gè)單元?jiǎng)澐殖扇?，并?shí)現(xiàn)三相交義互聯(lián)的U的。與此同時(shí)，線路兩端金屬護(hù)層要接地，實(shí)際電阻不高，兒何平均直徑也相對(duì)較大；其三，如果是發(fā)電廠亦或是變電所設(shè)置電纜線路的終端，在實(shí)際操作的過(guò)程中會(huì)對(duì)回流線與電中性線的接地連接位置有所忽視。3.3基于一端接地的接地端選擇在電纜接地方面，應(yīng)將三芯電纜當(dāng)做中壓電纜，而且要保證三相電纜芯線位于電纜中的時(shí)候始終以三角形對(duì)稱布置的狀態(tài)呈現(xiàn)出來(lái)。另外，芯線與金屬護(hù)套以及變壓器初級(jí)繞組、次級(jí)繞組存在一定的相似性。當(dāng)電纜經(jīng)過(guò)交流電流的情況下，附近部分磁力線都能夠和金屬護(hù)套較鏈。這樣一來(lái)，護(hù)套內(nèi)部就會(huì)形成感應(yīng)電壓。如果護(hù)套兩點(diǎn)處于接地的狀態(tài)，那么護(hù)套和導(dǎo)線則會(huì)形成閉合回路并產(chǎn)生環(huán)形電流。如果電纜運(yùn)行狀態(tài)正常，則金屬護(hù)套環(huán)形電流的數(shù)量級(jí)和芯線負(fù)載電流應(yīng)保持一致，而且不會(huì)加快電纜絕緣層的老化，芯線的載流量也會(huì)有所減少。山此可見(jiàn)，應(yīng)當(dāng)釆用一端接地的方式，而另外一端通過(guò)經(jīng)護(hù)層電壓限制器接地方式實(shí)現(xiàn)電纜進(jìn)線的接地目標(biāo)。3.4絕緣分割交叉互聯(lián)接地通軸情況下，如果線路的路徑相對(duì)較長(zhǎng)且線芯電流較大，另外金屬護(hù)套僅有一端接地感應(yīng)電壓較高，會(huì)對(duì)設(shè)備亦或是工作人員的生命安全帶來(lái)不利的影響。而最常見(jiàn)的就是普通接頭，對(duì)電纜金屬護(hù)套與絕緣屏蔽層進(jìn)行合理地分割，能夠保證單元形式更加合理。在此過(guò)程中，每個(gè)單元被細(xì)化成三個(gè)相同段落，通過(guò)對(duì)絕緣接頭的合理運(yùn)用，能夠?qū)崿F(xiàn)相鄰段電纜金屬護(hù)套以及屛蔽層的連接。在這種情況下，可以保證連續(xù)回路對(duì)三相導(dǎo)體各段分別包圍，這屬于相對(duì)特殊的互聯(lián)方式。與普通接頭相比，對(duì)絕緣接頭的應(yīng)用能夠在電氣中針對(duì)外屏蔽層以及護(hù)套予以合理地分段。四、結(jié)語(yǔ)高圧k纜山傳統(tǒng)線路改造而成，直徑相對(duì)較大，普遍采用金屬線纜材質(zhì)。設(shè)計(jì)人員要依據(jù)電力系統(tǒng)實(shí)際悄況，運(yùn)用正確的方式，對(duì)高壓電纜輸電線路進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，并對(duì)其絕緣、避雷和架設(shè)工作等進(jìn)行合理規(guī)劃，以達(dá)到良好的設(shè)計(jì)效果,提高電力系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量，為人們提供安全、穩(wěn)定的用電環(huán)