CN102306920B - 特高压紧凑型输电线路相间间隔棒防舞动安装配置方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种特高压紧凑型输电线路相间间隔棒防舞动安装配置方法，本发明利用有限元分析法建立1000kV特高压紧凑型输电线路导线-绝缘子串-相间间隔棒耦合有限元模型，综合考虑舞动发生时的1-6阶波形的影响，根据输电线路的不同档距和气象条件（包括不同的覆冰厚度和风速）等因素，对输电线路舞动和抑制舞动仿真计算分析，得到1000kV特高压紧凑型输电线路相间间隔棒抑制导线舞动的安装配置方法。此方法可以用于指导1000kV特高压紧凑型输电线路的防舞工作，为电网安全稳定运行提供了技术支持。
Description
技术领域
本发明涉及输电线路故障防治领域，特别涉及一种特高压紧凑型输电线路相间间隔棒防舞动安装配置方法。
背景技术
随着我国社会经济的快速发展，电力需求呈现高速增长的态势。从电网建设的远景和特高压电网规划来看，线路不断增多，输送电力线路走廊紧张在很多地区可能成为影响电网建设的主要因素。紧凑型输电技术与常规型输电技术相比，具有降低电能输送成本，减少输电走廊对土地的占用等特点，是经济发达、土地昂贵、房屋稠密地区节省线路走廊和工程投资、提高输送容量的有效方法之一。相对于常规型线路，紧凑型输电线路的相间距离变得更小，但是，在大风、覆冰等条件下，导线可能发生舞动现象，以致相邻导线碰线和相间空气绝缘击穿。
为了保证紧凑型输电线路在恶劣情况下导线保持安全的相间距离，在导线上安装相间间隔棒是一个有效地措施。根据国家电网公司《1000kV特高压紧凑型输电关键技术研究》项目相关子课题研究表明，1000kV特高压紧凑型输电线路多采用10或12分裂导线，其导线发生舞动的几率大于采用其他多分裂形式导线的线路。因此，有必要对1000kV特高压紧凑型输电线路相间间隔棒的安装位置、安装数量以及抑制舞动能力进行计算分析，得到1000kV特高压紧凑型输电线路相间间隔棒的防舞动安装配置方法，为1000kV特高压紧凑型输电线路技术的具体工程设计、建设及运行维护提供参考依据。
为防止导线舞动引起的相间闪络事故，我国的220kV、330kV和500kV紧凑型输电线路上通过安装相间间隔棒，在一定程度上经受住了恶劣天气的考验，但仍存在一些需要进一步研究的问题。例如《输电线路用复合绝缘子运行技术及实例分析》（作者：阎东，卢明，张珂，吕中宾，中国电力出版社2008年出版）一书中指出关于相间间隔棒排列布置的优化目前还缺乏成熟的理论，基本是从现场运行得到的一些实际经验，基本是定性的内容，包括尽可能在档距中央位置设置、不应等距分布、通常情况只考虑低阶舞动、档距较大需要设置较多相间间隔棒等；由中国电力科学研究院等单位完成的《输电线路舞动治理工作指导意见》中给出了相间间隔棒抑制舞动的安装配置方法，但对相间间隔棒使用的气象条件没有做出更为具体的划分，而且该方法仅针对500kV及以下电压等级的输电线路，不能直接用于1000kV特高压紧凑型输电线路；专利申请号为201010248382.1的一种抑制单导线输电线路舞动相间闪络的方法，提出了一种将相间间隔棒与导线的垂直断面内错开布置的方法，但该方法仅适用于单根导线的抑制舞动方法，不适用于1000kV特高压紧凑型输电线路。
1000kV特高压紧凑型输电线路属于全新电压等级的输电线路，其导线分裂数多，导线为倒三角排列方式（相间距离为14.6m）。目前还没有相关标准和规范可直接指导1000kV特高压紧凑型输电线路相间间隔棒的防舞动安装配置工作。
发明内容
本发明的目的是提供一种特高压紧凑型输电线路相间间隔棒防舞动安装配置方法，此方法可以用于指导1000kV特高压紧凑型输电线路的防舞工作，为电网安全稳定运行提供技术支持。
为了达到上述目的，首先定义杆塔编号由小到大的两杆塔为两相邻杆塔，其中一个为小号侧杆塔，一个为大号侧杆塔（假设杆塔编号连续且由小到大，例如编号为3号和4号的杆塔即为两相邻杆塔，其中3号杆塔为小号侧杆塔，4号杆塔为大号侧杆塔），本发明的特高压紧凑型输电线路相间间隔棒防舞动安装配置方法，其特征在于：特高压紧凑型输电线路相间间隔棒防舞动安装配置方法，其特征在于：对两相邻杆塔按照编号连续且由小到大的方式进行编号，其中将编号小的杆塔定义为小号侧杆塔，将编号大的杆塔定义为大号侧杆塔；
对于两相邻杆塔之间距离L小于或等于600m、当地最大风速小于或等于10m/s和当地最大覆冰厚度小于或等于7.5mm的，两相邻杆塔之间不安装相间间隔棒；
对于两相邻杆塔之间距离L小于或等于600m、当地最大风速大于10m/s小于或等于16m/s和当地最大覆冰厚度大于7.5mm小于或等于20mm的，两相邻杆塔之间安装4个相间间隔棒，4个相间间隔棒的其中2个安装在输电线的左上相与下相之间，距小号侧杆塔的距离为2/9L和7/12L，另2个安装在输电线的右上相与下相之间，距小号侧杆塔的距离为2/9L和7/12L；
对于两相邻杆塔之间距离L大于600m小于或等于800m、当地最大风速小于或等于16m/s和当地最大覆冰厚度小于或等于7.5mm的，两相邻杆塔之间安装6个相间间隔棒，6个相间间隔棒的其中2个安装在输电线的左上相与下相之间，距其中小号侧杆塔的距离为2/9L和7/12L，2个安装在输电线的右上相与下相之间，距小号侧杆塔的距离为2/9L和7/12L，另2个安装在输电线的左上相与右上相之间，距小号侧杆塔的距离为2/9L和7/12L；
对于两相邻杆塔之间距离L大于600m小于或等于800m、当地最大风速小于或等于16m/s和当地最大覆冰厚度大于7.5mm小于或等于20mm的，两相邻杆塔之间安装9个相间间隔棒，9个相间间隔棒的其中3个安装在输电线的左上相与下相之间，距小号侧杆塔的距离为2/9L、1/2L和7/12L，3个安装在输电线的右上相与下相之间，距小号侧杆塔的距离为2/9L、1/2L和7/12L，另3个安装在输电线的左上相与右上相之间，距小号侧杆塔的距离为2/9L、1/2L和7/12L；
对于两相邻杆塔之间距离L大于800m小于1000m、当地最大风速小于或等于16m/s和当地最大覆冰厚度小于或等于20mm的，两相邻杆塔之间安装12个相间间隔棒，12个相间间隔棒的其中4个安装在输电线的左上相与下相之间，距小号侧杆塔的距离为11/12L、2/9L、1/2L和7/12L，4个安装在输电线的右上相与下相之间，距小号侧杆塔的距离为11/12L、2/9L、1/2L和7/12L，另4个安装在输电线的左上相与右上相之间，距小号侧杆塔的距离为11/12L、2/9L、1/2L和7/12L。
所述的相间间隔棒包括间隔棒主体和子导线间隔棒，子导线间隔棒固定在同相的导线之间，是保持同相导线间距的支架，间隔棒主体连接在子导线间隔棒间，是保持不同相导线之间距离的支架。
1000kV特高压紧凑型输电线路属于全新电压等级的输电线路，其导线分裂数多，导线为倒三角排列方式（相间距离为14.6m），本发明利用有限元分析法建立1000kV特高压紧凑型输电线路导线-绝缘子串-相间间隔棒耦合有限元模型，综合考虑舞动发生时的1-6阶波形的影响，根据输电线路的不同档距和气象条件（包括不同的覆冰厚度和风速）等因素，对输电线路舞动和抑制舞动仿真计算分析，得到1000kV特高压紧凑型输电线路相间间隔棒抑制导线舞动的安装配置方法。
本发明提供的特高压紧凑型输电线路相间间隔棒防舞动安装配置方法，此方法可以用于指导1000kV特高压紧凑型输电线路的防舞工作，为电网安全稳定运行提供了技术支持。
附图说明
图1是本发明施实例的结构示意图。
具体实施方式
图1标记的说明：左上相1，下相2，右上相3，导线4，子导线间隔棒5，间隔棒主体6。
参见图1，本发明特高压紧凑型输电线路相间间隔棒防舞动安装配置方法所使用的相间间隔棒包括间隔棒主体6和子导线间隔棒5，子导线间隔棒5固定在同相的导线4之间，是保持同相导线4间距的支架，间隔棒主体6连接在子导线间隔棒5间，是保持左上相1、下相2、右上相3不同相导线4之间距离的支架。
首先定义杆塔编号由小到大的两杆塔为两相邻杆塔（假设杆塔编号连续且由小到大，例如编号为3号和4号的杆塔即为两相邻杆塔，其中3号杆塔为小号侧杆塔，4号杆塔为大号侧杆塔）。
本发明特高压紧凑型输电线路相间间隔棒防舞动安装配置方法是：对于两相邻杆塔之间距离L小于或等于600m、当地最大风速小于或等于10m/s和当地最大覆冰厚度小于或等于7.5mm的，两相邻杆塔之间不安装相间间隔棒。
对于两相邻杆塔之间距离L小于或等于600m、当地最大风速大于10m/s小于或等于16m/s和当地最大覆冰厚度大于7.5mm小于或等于20mm的，两相邻杆塔之间安装4个相间间隔棒，4个相间间隔棒的其中2个安装在输电线的左上相1与下相2之间，距小号侧杆塔的距离为2/9L和7/12L，另2个安装在输电线的右上相3与下相2之间，距小号侧杆塔的距离为2/9L和7/12L。
对于两相邻杆塔之间距离L大于600m小于或等于800m、当地最大风速小于或等于16m/s和当地最大覆冰厚度小于或等于7.5mm的，两相邻杆塔之间安装6个相间间隔棒，6个相间间隔棒的其中2个安装在输电线的左上相1与下相2之间，距小号侧杆塔的距离为2/9L和7/12L，2个安装在输电线的右上相3与下相2之间，距小号侧杆塔的距离为2/9L和7/12L，另2个安装在输电线的左上相1与右上相3之间，距小号侧杆塔的距离为2/9L和7/12L。
对于两相邻杆塔之间距离L大于600m小于或等于800m、当地最大风速小于或等于16m/s和当地最大覆冰厚度大于7.5mm小于或等于20mm的，两相邻杆塔之间安装9个相间间隔棒，9个相间间隔棒的其中3个安装在输电线的左上相1与下相2之间，距小号侧杆塔的距离为2/9L、1/2L和7/12L，3个安装在输电线的右上相3与下相2之间，距小号侧杆塔的距离为2/9L、1/2L和7/12L，另3个安装在输电线的左上相1与右上相3之间，距小号侧杆塔的距离为2/9L、1/2L和7/12L。
对于两相邻杆塔之间距离L大于800m小于1000m、当地最大风速小于或等于16m/s和当地最大覆冰厚度小于或等于20mm的，两相邻杆塔之间安装12个相间间隔棒，12个相间间隔棒的其中4个安装在输电线的左上相1与下相2之间，距小号侧杆塔的距离为11/12L、2/9L、1/2L和7/12L，4个安装在输电线的右上相3与下相2之间，距小号侧杆塔的距离为11/12L、2/9L、1/2L和7/12L，另4个安装在输电线的左上相1与右上相3之间，距小号侧杆塔的距离为11/12L、2/9L、1/2L和7/12L。
不同气象条件和两相邻杆塔之间不同距离L下的相间间隔棒距离设置如下表：
对于两相邻杆塔之间距离L大于1000m的线路尽可能避免经过最严重工况气象条件地区（20 mm厚度覆冰、16 m/s风速）。若线路必须经过20 mm厚度覆冰、16 m/s风速的气象区，建议将两相邻杆塔之间距离L减小到800m以下，并根据气象条件加装相间间隔棒。
本发明利用有限元分析法建立1000kV特高压紧凑型输电线路导线-绝缘子串-相间间隔棒耦合有限元模型，综合考虑舞动发生时的1-6阶波形的影响，根据输电线路的不同档距和气象条件（包括不同的覆冰厚度和风速）等因素，对输电线路舞动和抑制舞动仿真计算分析，得到1000kV特高压紧凑型输电线路相间间隔棒抑制导线舞动的安装配置方法。
本发明提供的特高压紧凑型输电线路相间间隔棒防舞动安装配置方法，此方法可以用于指导1000kV特高压紧凑型输电线路的防舞工作，为电网安全稳定运行提供了技术支持，此方法的推广和应用，对于特高压紧凑型输电线路架设、防止特高压紧凑型输电线路舞动带来的对输电线路的损坏有着积极的意义。
Claims (1)
1.特高压紧凑型输电线路相间间隔棒防舞动安装配置方法，其特征在于：对两相邻杆塔按照编号连续且由小到大的方式进行编号，其中将编号小的杆塔定义为小号侧杆塔，将编号大的杆塔定义为大号侧杆塔；
对于两相邻杆塔之间距离L小于或等于600m、当地最大风速小于或等于10m/s和当地最大覆冰厚度小于或等于7.5mm的，两相邻杆塔之间不安装相间间隔棒；
对于两相邻杆塔之间距离L小于或等于600m、当地最大风速大于10m/s小于或等于16m/s和当地最大覆冰厚度大于7.5mm小于或等于20mm的，两相邻杆塔之间安装4个相间间隔棒，4个相间间隔棒的其中2个安装在输电线的左上相1与下相2之间，距小号侧杆塔的距离为2/9L和7/12L，另2个安装在输电线的右上相3与下相2之间，距小号侧杆塔的距离为2/9L和7/12L；
对于两相邻杆塔之间距离L大于600m小于或等于800m、当地最大风速小于或等于16m/s和当地最大覆冰厚度小于或等于7.5mm的，两相邻杆塔之间安装6个相间间隔棒，6个相间间隔棒的其中2个安装在输电线的左上相1与下相2之间，距小号侧杆塔的距离为2/9L和7/12L，2个安装在输电线的右上相3与下相2之间，距小号侧杆塔的距离为2/9L和7/12L，另2个安装在输电线的左上相1与右上相3之间，距小号侧杆塔的距离为2/9L和7/12L；
对于两相邻杆塔之间距离L大于600m小于或等于800m、当地最大风速小于或等于16m/s和当地最大覆冰厚度大于7.5mm小于或等于20mm的，两相邻杆塔之间安装9个相间间隔棒，9个相间间隔棒的其中3个安装在输电线的左上相1与下相2之间，距小号侧杆塔的距离为2/9L、1/2L和7/12L，3个安装在输电线的右上相3与下相2之间，距小号侧杆塔的距离为2/9L、1/2L和7/12L，另3个安装在输电线的左上相1与右上相3之间，距小号侧杆塔的距离为2/9L、1/2L和7/12L；
对于两相邻杆塔之间距离L大于800m小于1000m、当地最大风速小于或等于16m/s和当地最大覆冰厚度小于或等于20mm的，两相邻杆塔之间安装12个相间间隔棒，12个相间间隔棒的其中4个安装在输电线的左上相1与下相2之间，距小号侧杆塔的距离为11/12L、2/9L、1/2L和7/12L，4个安装在输电线的右上相3与下相2之间，距小号侧杆塔的距离为11/12L、2/9L、1/2L和7/12L，另4个安装在输电线的左上相1与右上相3之间，距小号侧杆塔的距离为11/12L、2/9L、1/2L和7/12L。
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