電力系統(tǒng)中高壓電纜輸電線路設(shè)計研究吳義陽

電力系統(tǒng)中高壓電纜輸電線路設(shè)計研究吳義陽摘要：高壓輸電線路的電氣設(shè)計對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定的運行至關(guān)重要，設(shè)計方案只有客觀、合理并且科學(xué)才能保證輸電工作有效的實施，所以高壓輸電線路的設(shè)計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)計工作仍然存在一些問題，所以需要嚴格考察鋪設(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)計一、 中高壓電纜的主要技術(shù)特點1.1電纜金屬護套或屏蔽層接地方式對于三芯電纜，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電纜金屬護套或屏蔽層接地方式選擇分析具有一定長度的供電電纜線路以直埋或管路敷設(shè)方式時，沿縱長每隔適當(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度約12m,寬約2m布置，難度可想而知。單芯電纜長度較短時,優(yōu)先考慮采用一端接地。安裝接地線時，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，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，需要經(jīng)過計算，以保證兩端直接接地方式的電纜金屬護套在正常負荷電流時必須符合規(guī)范允許值。此外，為方便工程今后的維護測試，對于HOkV及以上電纜，其金屬護套直接接地端一般需經(jīng)接地箱接地。交叉互聯(lián)方式適用于較長的電纜線路，且將線路全長均勻地分割成3段或3的倍數(shù)段。使用絕緣接頭把電纜金屬護套隔離，并使用互聯(lián)導(dǎo)線把金屬護套連接成開口三角形，電纜線路在正常運行狀態(tài)下流過3根單芯電纜金屬護套的感應(yīng)電流矢量和為零，就能避免電纜負載能力受流過金屬護套的循環(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)用避雷器對來波幅值進行限制，或者在電纜周邊設(shè)置進線保護段，借助導(dǎo)線高幅值入侵波產(chǎn)生的沖擊電暈，對入侵波陡度和幅值進行控制，并用導(dǎo)線自身波阻抗對避雷器的沖擊電流幅值進行限制，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)變電所實際情況，對避雷線長度進行合理選擇。其是高壓電纜設(shè)計中的主要內(nèi)容。設(shè)計電纜時，要依據(jù)絕緣配合要求，在架空線路上對避雷線進行架設(shè)，并確定其長度。針對改擴建工程，如果原架空線路中不包含避雷線，要釆用新型線路方式，落實避雷線架設(shè)工作。2.2.2避雷器配置要求。電纜進線段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及以上電纜進線段，無論電纜長度是否超過50m,如果裝設(shè)一組閥式避雷器可滿足保護要求，只裝一組即可。三、電力系統(tǒng)高壓電纜輸電線路的設(shè)計解構(gòu)3.1外護套的合理選擇若高壓電纜線路超過110RV,其外護套可以采用聚氯乙烯亦或是聚乙烯等材料。現(xiàn)階段，電纜防水層采用鉛合金護套與皺紋鋁護套能夠獲得理想的效果。需要注意的是鉛合金護套本身的耐腐蝕性更強，且彎曲半徑不大。但是，鉛合金護套的比重較大，且機械性能也相對薄弱，嚴重影響了施工的安裝效果。以金屬護套短路容量為出發(fā)點進行思考，皺紋鋁護套要比鉛合金護套導(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)力開裂的效果好，而且在實際燃燒的過程中，氯氣會分解，對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)計規(guī)范》內(nèi)容的要求，如果是超過110kV的單芯電纜金屬護層單點直線接地，同時，受系統(tǒng)短路的影響而導(dǎo)致電纜金屬護層工頻感應(yīng)電壓高于絕緣耐受的強度，亦或是要抑制電纜附近弱電線路的電氣干擾強度，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，通過回流線的作用，使得短路電流能夠向系統(tǒng)的中性點流入，進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格遵循以下三點要求：其一，針對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較大，所以應(yīng)當(dāng)將回流線布置在電纜品字兩肩，同時應(yīng)在半長的位置進行換位；其二，針對長電纜線路交叉互聯(lián)的布置悄況，若電纜線路相對較長，則應(yīng)當(dāng)細化單元，將每個單元劃分成三段，并實現(xiàn)三相交義互聯(lián)的U的。與此同時，線路兩端金屬護層要接地，實際電阻不高，兒何平均直徑也相對較大；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，在實際操作的過程中會對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候始終以三角形對稱布置的狀態(tài)呈現(xiàn)出來。另外，芯線與金屬護套以及變壓器初級繞組、次級繞組存在一定的相似性。當(dāng)電纜經(jīng)過交流電流的情況下，附近部分磁力線都能夠和金屬護套較鏈。這樣一來，護套內(nèi)部就會形成感應(yīng)電壓。如果護套兩點處于接地的狀態(tài)，那么護套和導(dǎo)線則會形成閉合回路并產(chǎn)生環(huán)形電流。如果電纜運行狀態(tài)正常，則金屬護套環(huán)形電流的數(shù)量級和芯線負載電流應(yīng)保持一致，而且不會加快電纜絕緣層的老化，芯線的載流量也會有所減少。山此可見，應(yīng)當(dāng)釆用一端接地的方式，而另外一端通過經(jīng)護層電壓限制器接地方式實現(xiàn)電纜進線的接地目標(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較長且線芯電流較大，另外金屬護套僅有一端接地感應(yīng)電壓較高，會對設(shè)備亦或是工作人員的生命安全帶來不利的影響。而最常見的就是普通接頭，對電纜金屬護套與絕緣屏蔽層進行合理地分割，能夠保證單元形式更加合理。在此過程中，每個單元被細化成三個相同段落，通過對絕緣接頭的合理運用，能夠?qū)崿F(xiàn)相鄰段電纜金屬護套以及屛蔽層的連接。在這種情況下，可以保證連續(xù)回路對三相導(dǎo)體各段分別包圍，這屬于相對特殊的互聯(lián)方式。與普通接頭相比，對絕緣接頭的應(yīng)用能夠在電氣中針對外屏蔽層以及護套予以合理地分段。四、結(jié)語高圧k纜山傳統(tǒng)線路改造而成，直徑相對較大，普遍采用金屬線纜材質(zhì)。設(shè)計人員要依據(jù)電力系統(tǒng)實際悄況，運用正確的方式，對高壓電纜輸電線路進行合理設(shè)計，并對其絕緣、避雷和架設(shè)工作等進行合理規(guī)劃，以達到良好的設(shè)計效果,提高電力系統(tǒng)運行質(zhì)量，為人們提供安全、穩(wěn)定的用電環(huán)