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35kv輸電線路畢業設計
電力作為一個國家的經濟命脈不論是對於國家的各種經濟建設還是對於普通老百姓
的生活都起著至關重要的作用，
而輸電線路則是電力不可缺少的一個組成部分。
目前我國
大部分地區都面臨著缺電這一問題，
國家正在加緊電網建設，
許多地方新建和改建了一批
輸電線路，
輸電線路的規劃設計也就相當重要了，
輸電線路工程設計是電力建設的重要組
成部分，同時也對輸電線路正常運行起著決定性作用。
本文針對一條具體的輸電線路——
35kV
三梅輸電線路進行了設計，其中包括比載、
臨界檔距、應力弧垂、安裝弧垂的計算，排定桿塔位置，進行各種桿塔定位校驗，進行防
振設計，選擇接地裝置，完成絕緣子串的組裝圖、桿塔地基基礎設計、桿塔組立施工設計
等，涵蓋了輸電線路的設計、施工等方面的內容。
❸ 輸電線路論文
摘要：架空輸電線路防雷是電力系統防雷工作的重要方面，常用的防雷改進措施有：架設避雷線、安裝避雷針、加強線路絕緣、採用差絕緣方式、裝設藕合地線或輛合地理線、升高避雷線減小保護角、裝設消雷器及預放電棒與負角保護針、使用接地降阻劑等。解決線路的雷害問題，要從實際出發因地制宜，綜合治理。
關鍵詞：接地電阻、差絕緣、耦合地線、避雷線、消雷器
架空輸電線路是電力網及電力系統的重要組成部分。由於它暴露在自然之中，故極易受到外界的影響和損害，其中最主要的一個方面是雷擊。架空輸電線路所經之處大都為曠野或丘陵、高山，輸電線路長，遭遇雷擊的機率較大。
架空輸電線路雷害事故的形成通常要經歷這樣四個階段：輸電線路受到雷電過電壓的作用：輸電線路發生閃絡；輸電線路從沖擊閃絡轉變為穩定的工頻電壓；線路跳閘，供電中斷。針對雷害事故形成的四個階段，現代輸電線路在採取防雷保護措施時，要做到「四道防線」，即：
1 防直擊，就是使輸電線路不受直擊雷。
2 防閃絡，就是使輸電線路受雷後絕緣不發生閃絡。
3 防建弧，就是使輸電線路發生閃絡後不建立穩定的工頻電弧。
4 防停電，就是使輸電線路建立工頻電弧後不中斷電力供應。
架空輸電線路防雷的具體措施
現對生產運行部門常用的架空輸電線路防雷改進措施簡述如下：
1架設避雷線
架設避雷線是輸電線路防雷保護的最基本和最有效的措施。避雷線的主要作用是防止雷直擊導線，同時還具有以下作用：
1）分流作用，以減小流經桿塔的雷電流，從而降低塔頂電位；
2）通過對導線的耦合作用可以減小線路絕緣子的電壓；
3）對導線的屏蔽作用還可以降低導線上的感應過電壓。
通常來說，線路電壓愈高，採用避雷線的效果愈好，而且避雷線在線路造價中所佔的比重也愈低。因此，110kV及以上電壓等級的輸電線路都應全線架設避雷線。
同時，為了提高避雷線對導線的屏蔽效果，減小繞擊率，避雷線對邊導線的保護角應做得小一些，一般採用20°～30°。220kV及330kV雙避雷線線路應做到20°左右，500kV及以上的超高壓、特高壓線路都架設雙避雷線，保護角在15°左右。
2安裝避雷針
安裝避雷針也是架空輸電線路常用的一種防雷措施。
但是在實際應用卻存在以下問題：
1）由於避雷針而導致雷擊概率增大
2）保護范圍小
國內外不少防雷專家，對避雷針能向被保護物有多大的保護距離做了系統的研究得出的結論是：「對一根垂直避雷針無法獲得十分肯定的保護區域」。英國的BS6551法規曾指出：「經驗顯示不能依賴避雷針提供任何保護區內的完整保護」。而德國防雷法規則有意識地不引入避雷針保護范圍的概念。從避雷針因側擊雷、繞擊雷，造成事故的實例來分析，其保護范圍是不十分肯定的。
由於避雷針的引雷作用，所以雷擊次數就會提高，當雷電被吸引到針上，在強大的雷電流沿針而流入大地過程中，雷電流周圍形成的磁場會產生截應過電壓，它與雷電流的大小及變化速度成正比，與雷擊的距離成反比。而被保護物的自然屏蔽裝置對電磁感應或電磁干擾的屏蔽作用，不能達到有效屏蔽，使被保護區內的弱電設備因感應過電壓而損壞。
4）反擊的危害
當雷電被吸引到針上，將有數千安的高頻電流通過避雷針及其接地引下線和接地裝置，此時針和引線的電壓很高，若針對被保護物之間的距離小於安全距離時，會由針及引下線向被保護物發生反擊，損壞被保護物。我國國標規定針距被保護物的空氣中距離≥5米，針距被保護物的接地裝置間的地中距離Sd≥3米，針對這一要求，微波塔和電視發射塔的各種天線上的避雷針是難以滿足規范的要求。
5）電磁感應問題
在強大的雷電流沿避雷針向下流入地中的過程中，會在周圍產生強大的電磁場，它會使微波通信、計算機等設備產生誤動。強大的電磁場，可以使金屬開口環或打包用鐵箍的接觸不良處發生放電，從而引燃引爆易燃易爆物。更常見的則是引起微電子設備 (通信設備，計算機設備等)的失靈與損壞。受雷擊的針及引線，在高頻雷電流作用下，將從接觸點至地面產生一個較高的接觸電壓。當雷電流流入大地擴散時，在入地點沿半徑各點形成不同的電位，若跨入該區域會產生很高的跨步電壓。在測避雷針不適用於對弱電設備的保護，更不易用於易燃易爆品的防雷保護。因它引來強大的雷電流在接地引線斷線卡處易產生火花，還會在附近的金屬開口環處產生火花，從而引起事故。
3加強線路絕緣
由於輸電線路個別地段需採用大跨越高桿塔(如：跨河桿塔)，這就增加了桿塔落雷的機會。高塔落雷時塔頂電位高，感應過電壓大，而且受繞擊的概率也較大。為降低線路跳閘率，可在高桿塔上增加絕緣子串片數，加大大跨越檔導線與地線之間的距離，以加強線路絕緣。在35kV及以下的線路可採用瓷橫擔等沖擊閃絡電壓較高的絕緣子來降低雷擊跳閘率。。
4採用差絕緣方式
此措施適宜於中性點不接地或經消弧線圈接地的系統，並且導線為三角形排列的情況。所謂差絕緣，是指同一基桿塔上三相絕緣有差異，下面兩相較之最上面一相各增加一片絕緣子，當雷擊桿塔或上導線時，由於上導線絕緣相對較「弱」而先擊穿，雷電流經桿塔人地，避免了兩相閃絡。湖南郴州電業局和包頭供電局在雷害嚴重的一些35kV線路上應用了這一方法，收到了事故率明顯下降的效果。據計算，採用差絕緣後，線路的耐雷水平可提高24%。
5採用不平衡絕緣方式
在現代高壓及超高壓線路上，同桿架設的雙迴路線路日益增多，對此類線路在採用通常的防雷措施尚不能滿足要求時，可考慮採用不平衡絕緣方式來降低雙迴路雷擊同時跳閘率，以保障線路的連續供電。不平衡絕緣的原則是使雙迴路的絕緣子串片數有差異，這樣，雷擊時絕緣子串片數少的迴路先閃絡，閃絡後的導線相當於地線，增加了對另一迴路導線的耦合作用，提高了線路的耐雷水平使之不發生閃絡，保障了另一迴路的連續供電。
6藕合地埋線
藕合地埋線可起兩個作用，一是降低接地電阻，《電力工程高壓送電線路設計手冊》指出:連續伸長接地線是沿線路在地中埋設1—2根接地線，並可與下一基塔的桿塔接地裝置相連，此時對工頻接地電阻值不作要隸_國內外的運行經驗證明，它是降低高土壤電阻率地區桿塔接地電阻的有效措施之一。二是起一部分架空地線的作用，既有避雷線的分流作用，又有避雷線的藕合作用。據有的單位的運行經驗，在一個20基桿塔的易擊段埋設藕合地埋線後，10年中只發生一次雷擊故障，有文獻介紹可降低跳閘率40%，顯著提高線路耐雷水平。
7預放電棒與負角保護針
預放電棒的作用機理是減小導、地線間距，增大藕合系數，降低桿塔分流系數，加大導線、絕緣子串對地電容，改善電壓分布；負角保護針可看成裝在線路邊導線外側的避雷針,其目的是改善屏蔽，減小臨界擊距。預放電棒與負角保護針常一起裝設，這一方法曾在廣東、貴州等地採用，有一定的效果。製作、安裝和運行維護方便，以及經濟花費不多是其特點。
8裝設消雷器
消雷器是一種新型的直擊雷防護裝置，在國內已有十餘年的應用歷史，目前架空輸電線路上裝設的消雷器已有上千套，運行情況良好。雖然對消雷器的機理和理論還存在懷疑和爭論，但它確實能消除或減少雷擊的事實已被越來越多的人承認與接受。消雷器對接地電阻的要求不嚴，其保護范圍也遠比避雷針大。在實際裝設時，應認真解決好有關的各個環節中的問題。
9使用接地降阻劑
近幾年來國內一些單位在處理接地時使用了降阻劑，取得了較好的降阻效果，介紹降阻劑的文章也不少，降阻劑確實熱極一時。據有關資料介紹，降阻劑使用後接地電阻隨時間的推移而下降，並且由於其PH值一般均在7.6一8.5之間，有的呈中性略偏鹼，對接地體有鈍化保護作用，故基本無腐蝕現象。但是，使用較長時間表明接地降阻劑對接地體產生了嚴重的腐蝕。故在採用這一方法時應關注長期的效果，特別是對接地體的腐蝕問題。
10採用中性點非有效接地方式
在我國35kV及以下電力系統中採用中性點不接地或經消弧線圈接地的方式。這樣可使由雷擊引起的大多數單相接地故障能夠自動消除，不致引起相間短路和跳閘。而在二相或三相落雷時，由於先對地閃絡的一相相當於一條避雷線，增加了分流和對未閃絡相的耦合作用，使未閃絡相絕緣上的電壓下降，從而提高了線路的耐雷水平。因此，對35kV線路的鋼筋混凝土桿和鐵塔，必須做好接地措施。
總之，影響架空輸電線路雷擊跳閘率的因素很多，有一定的復雜性，解決線路的雷害問題，要從實際出發，因地制宜，綜合治理。在採取防雷改進措施之前，要認真調查分析，充分了解地理、氣象及線路運行等各方面的情況，核算線路的耐雷水平，研究採用措施的可行性、工作量、難度、經濟效益及效果等，最後來決定準備採用某一種或幾種防雷改進措施。
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❹ 輸電線路設計
架空線路的功能是輸送電能的，它的主要技術參數包括有：電壓等級、導線截面、以及線路長度等。這些參數主要是根據電力系統的供需關系通過規劃設計來選擇確定的，並代表著它的供電能力。
但是在滿足一定的技術經濟條件要求下，怎樣合理地架設架空送電線路則是我們這門課程所要解決的問題。
概括說來，架空線路設計在技術上首先要解決以下兩個問題：
其一，導線固定在桿塔上的松緊程度。
其二，桿塔排列位置的確定。
關於導線固定在桿塔上的松緊程度:從技術角度講，線路架設時導線過於拉緊則可能使導線超過它所能夠承受的最大允許拉力，從而使導線受到損壞或使桿塔傾斜，這是不允許的；反之，線路架設時導線過於鬆弛則可能會破壞絕緣間隙的有關規定或要求，如風吹向導線時，可能使導線對地之間發生閃絡或使導線對地面的安全距離不能滿足要求等，這同樣是不允許的。
關於桿塔排列位置的確定:我們直觀分析可知，在一定的距離下，對同一條架設的線路而言，假定桿型已經選定，那麼如果桿塔之間的間隔排列過密，則必然使經濟投入增加；反之，如果桿塔之間的間隔排列過疏，又將使桿塔受到較大的荷重或拉力，其桿塔的強度可能會難以滿足安全要求。
因此，為了解決上述兩個問題，在架空線路設計中實際上歸結為製作兩個曲線來完成的，即製作架線弧垂曲線以解決合理緊線問題；製作模板曲線以解決合理排列桿塔位置問題。
為了製作這兩種曲線，在架空線路設計這門課程中，首要的任務就是要學習和掌握導線力學計算原理。導線的力學計算主要是研究在不同氣象條件下，導線的應力、弧垂和荷載之間的基本關系。
應當說計算導線的應力和弧垂是架空線路設計中最基本的兩項計算內容。依據這種計算，可以分析明確導線產生最大弧垂和受到可能受到最大應力的條件是什麼，並由此制定前述的兩種曲線以便合理地確定導線架設在空中的松緊程度和桿塔排列在線路路徑上的具體位置。這樣的設計結果，既可以使導線的應力滿足技術要求，又可以保證導線對地的安全距離在允許范圍之內。
❺ 220KV電網的繼電保護 畢業設計
5.1主變壓器保護
5.1.1 概述
電力變壓器是電力系統中十分重要的供電元件，它的故障將對供電可靠性和系統的正常運行帶來嚴重的影響，而本次變電所設計的變電所是市區220kV降壓變電所，如果不保證變壓器的正常運行，將會導致全所停電，甚至影響到下一級降壓變電所的供電可靠性。
變壓器的故障可分為內部和外部兩種故障。內部故障是指變壓器油廂裡面的各種故障，主要故障類型有：
1）各繞組之間發生的相間短路；
2）單相繞組部分線區之間發生的匝間短路；
3）單相繞組或引出線通過外殼發生的單相接地短路；
4）鐵芯燒損。
變壓器的外部故障類型有：
1）絕緣套管網路或破碎而發生的單相接地（通過外殼）短路；
2）引出線之間發生的相間故障。
變壓器的不正常運行情況主要有：
1）由於外部短路或過負荷而引起的過電流；
2）油箱漏油而造成的油麵降低；
3）變壓器中性點電壓升高或由於外加電壓過高而引起的過勵磁。
為了防止變壓器發生各種類型故障和不正常運行時造成不應有的損失，保證 系統安全連續運行，故變壓器應裝設一系列的保護裝置。
5.1.2變電所主變保護的配置
5.1.2.1主變壓器的主保護
1）瓦斯保護
對變壓器油箱內的各種故障以及油麵的降低，應裝設瓦斯保護，它反應於油箱內部所產生的氣體或油流而動作。其中輕瓦斯動作於信號，重瓦斯動作於跳開變壓器各側電源斷路器。如圖5-1所示為瓦斯保護的原理接線圖。
2) 差動保護
對變壓器繞組和引出線上發生故障，以及發生匝間短路時，其保護瞬時動作，跳開各側電源斷路器。
5.1.2.2主變壓器的後備保護
為了反應變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過電流，以及在變壓器內部故障時，作為差動保護和瓦斯保護的後備，所以需裝設過電流保護。
而本次所設計的變電所，電源側為220kV，主要負荷在110kV側，即可裝設兩套過電流保護，一套裝在中壓側110kV側並裝設方向元件，電源側220kV側裝設一套，並設有兩個時限 和 ，時限設定原側為 ≥ ＋△t，用一台變壓器切除三側全部斷路器。
5.1.2.3過負荷保護
變壓器的過負荷電流，大多數情況下都是三相對稱的，因此只需裝設單相式過負荷保護，過負荷保護一般經追時動作於信號，而且三繞組變壓器各側過負荷保護均經同一個時間繼電器。
5.1.2.4 變壓器的零序過流保護
對於大接地電流的電力變壓器，一般應裝設零序電流保護，用作變壓器主保護的後備保護和相鄰元件接地短路的後備保護，一般變電所內只有部分變壓器中性點接地運行，因此，每台變壓器上需要裝設兩套零序電流保護，一套用於中性點接地運行方式，另一套用於中性點不接地運行方式。
5.2限流電抗器的選擇
為了選擇10kV側各配電裝置，因短路電流過大，很難選擇輕型設備，往往需要加大設備型號，這不僅增加投資，甚至會因斷流容量不足而選不到合乎要求的電器，選擇應採取限制短路電流，即在10kV側需裝設電抗器。一般按照額定電壓、額定電流、電抗百分數、動穩定和熱穩定來進行選擇和檢驗。
5.2.1額定電壓和額定電流的選擇
、 — 電抗器的額定電壓和額定電流
、 — 電網額定電壓和電抗器的最大持續工作電流
5.2.2 電抗器百分數的選擇
1）電抗器的電抗百分數按短路電流限制到一定數值的要求來選擇，設要求短路電流限制到 ，則電源至短路點的總電抗標幺值為：
/ — 基準電流
—電源至電抗器前系統電抗標幺值
電抗器在其額定參數下的百分電抗
2）電壓損失檢驗：普通電核器在運行時，電抗器的電壓損失不大於額定電壓的5%，即：
— 負荷功率因數角一般取0.8
3）母線殘壓檢驗，為減輕短路對其他用戶的影響，當線路電抗器後短路時，母線殘壓不能低於電網額定值的60～70%
即：
5.2.3熱穩定和動穩定的檢驗
熱穩定和動穩定檢驗應滿足下式:
≥
、 — 電抗器後短路沖擊電流和穩態電流
、 — 電抗器的動穩定電流和短時熱電流（t =1s）
5.3防雷及接地體設計
5.3.1 概述
電氣設備在運行中承受的過電壓，有來自外部的雷電過電壓和由於系統參數發生變化時電磁能量產生振滿和積聚而引起的內部過電壓兩種類型。按其產生原因，它們又可分為以下幾類：
直擊雷過電壓
雷電過電壓 感應雷過電壓
侵入雷電流過電壓
長線電容效應
工頻過電壓 不對稱接地故障
甩負荷
消弧線圈線性諧振
過電壓 暫時過電壓 線性諧振
傳遞過電壓
線路斷線
諧振過電壓 鐵磁諧振
電磁式電壓互感器飽和
參數諧振發電機同步或非同步自勵磁
開斷電容器組過電壓
操作電容負荷過電壓 開斷空載長線過電壓
關合空載長線過電壓
開斷空載變壓器過電壓
操作過電壓 操作電感負荷過電壓 開斷並聯電抗器過電壓
開斷高壓電動機過電壓
角列過電壓
間歇電弧過電壓
5.3.2 防雷保護的設計
變電所是電力系統的中心環節，是電能供應的來源，一旦發生雷擊事故，將造成大面積的停電，而且電氣設備的內絕緣會受到損壞，絕大多數不能自行恢復並嚴重影響國民經濟和人民生活，因此，要採取有效的防雷措施，保證電氣設備的安全運行。
變電所的雷擊害來自兩個方面，一是雷直擊變電所，二是雷擊輸電線路後產生的雷電波沿線路向變電所侵入，對直擊雷的保護，一般採用避雷針和避雷線，使所有設備都處於避雷針（線）的保護范圍之內，此外還應採取措施，防止雷擊避雷針時不致發生反擊。
對侵入波的防護主要措施是變電所內裝設閥型避雷器，以限制侵入變電所的雷電波的幅值，防止設備上的過電壓不超過其中擊耐壓值，同時在距變電所適當距離內裝設可靠的進線保護。
避雷針的作用：將雷電流吸引到其本身並安全地將雷電流引入大地，從而保護設備，避雷針必須高於被保護物體，可根據不同情況或裝設在配電構架上，或獨立裝設，避雷線主要用於保護線路，一般不用於保護變電所。
避雷器是專門用以限制過電壓的一種電氣設備，它實質是一個放電器，與被保護的電氣設備並聯，當作用電壓超過一定幅值時，避雷器先放電，限制了過電壓，保護了其它電氣設備。
5.3.2.1 避雷針的配置原則：
1)電壓110kV及以上的配電裝置，一般將避雷針裝在配電裝置的構架或房頂上，但在土壤電阻率大於1000Ω.cm的地區，宜裝設獨立的避雷針。
2)獨立避雷針（線）宜裝設獨立的接地裝置，其工頻接地電阻不超過10Ω。
3)35kV及以下高壓配電裝置架構或房頂不宜裝避雷針，因為其絕緣水平很低，雷擊時易引起反擊。
40)在變壓器的門型架構上，不應裝設避雷針、避雷線，因為門形架距變壓器較近，裝設避雷針後，構架的集中接地裝置，距變壓器金屬外殼接地點在址中距離很難達到不小於15米的要求。
5.3.2.2 避雷器的配置原則
1）配電裝置的每組母線上均應裝設避雷器。
2）旁路母線上是否應裝設避雷器，應視當旁路母線投入運行時，避雷器到被保護設備的電氣距離是否滿足而定。
3）330kV及以上變壓器和並聯電抗器處必須裝設避雷器，並應盡可能靠近設備本體。
4）220kV及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時，應在變壓器附近增設一組避雷器。
5）三繞組變壓器低壓側的一相上宜裝設一台避雷器。
6）110kV~220kV線路側一般不裝設避雷器。
5.3.3 接地裝置的設計
接地就是指將地面上的金屬物體或電氣迴路中的某一節點通過導體與大地相連，使該物體或節點與大地保持等電位，埋入地中的金屬接地體稱為接地裝置。
本變電所採用棒形和帶形接地體聯合組成的環形接地裝置。接地裝置應盡可能埋在地下，埋設深度一般為0.5~1米，圍繞屋內外配電裝置，主控樓、主廠房及其它需要裝設接地網的建築物，敷設環形接地網。這些接地網之間的相互聯接線不應少於兩根干線。接地網的外像應閉合，外像各角做成圓弧形，圓弧半徑不宜小於均壓帶間距離的一半，在接地線引進建築物的入口處，應設標志。
5.3.4 主變壓器中性點放電間隙保護
為了保護變壓器中性點，尤其是不接地高壓器中性點的絕緣，通常在變壓器中性點上裝設避雷器外，還需裝設放電間隙，直接接地運行時零序電流保護起作用，動作保護接地變壓器，避雷器作後備；變壓器不接地時，放電間隙和零序過電壓起保護作用，大氣過電壓時，線路避雷器動作，工作過電壓時，間隙保護動作。因氧化鋅避雷器殘壓低，無法與放電間隙無法配合，故選用閥型避雷器。
5.3.5變電所的防雷保護設計
由於本次所設計選擇變壓器為分級絕緣，即220kV中性點絕緣等級為110kV，110kV中性點絕緣等級為35kV，所以220kV中性點應與中性點絕緣等級相同的避雷器，故220kV中性點裝設FZ－110，110中性點裝設FZ－40避雷器。