±800kV直流线路导线间隔棒次档距布置方案的探讨

● 规划与设计 69 ● 规划与设计 ~800kV直流线路导线间隔棒次档距布置的探讨 Discussion on Spacer Damper’S Arranging Scheme in+800kV UHVDC Transmission Line 广东省电力设计研究院 林方新 Guangdong Electric Power Design Institute Lin Fangxin 摘 要 ：在总结 国内外 多分裂导线 间隔棒安装距离规律的基础上，通过 目前最常用的侯效法计算理论，提出了 ~800kV直流线路导线间隔棒次档距的布置方案。 Abstract：This article summarizes spacer damper’S arranging rules of the domestic and overseas multi—conductors，and advances the aranging scheme in~800kV UHVDC Transmission line based on the Hearshaw theory． 关键词：次档距 导线振动 特高压直流 Key words：Subspan Conductor vibration UHVDC 中图分类号：TM726．1 文献标识码：B 1 引言 送电线路采用适宜的导线间隔棒型式及合理 的安装距离对解决微风振动和次档距振荡带来的 问很重要。由于~800kV直流线路的子导线分裂 根数及分裂间距与超高压线路有很大的差别，故 其电气及力学方面具有相对特殊性。目前，送电 线路导线间隔棒的布置设计还没有一套完全成熟 的办法，仍然是一个正在探索的问题 ，国内各大 电力设计院 的布 置亦不尽相 同。本文就 ~800kV直流线路在导线间隔棒次档距优化布置方 面做一些初步的探讨。 2挂 点高度对于间隔棒安装距离设计的 影响 架空导线上由于每一点的对地高度不同，其 所受的风速和水平张力也各不相同。总体来说 ， 悬挂点附近导线段的张力与所受风速均为最大 ， 是振动强度最高的部位，对该部位的特殊考虑将 在端次档距的初安排中体现。为了简化计算 ，在 无阻尼稳定振动的情况下，可取年平运行张力来 计算导线的横向振动速度，并依此推算出整体的 振动频率与波长。 架空线振动频率与风速的关系如式(1)所示： 厂： 姜 (1) D 式中：f 振动频率，Hz； s一斯托罗哈数 ， 取200；v～垂直于架空线的风速 ，m／s；D一架空 线子导线直径，mm。 由该式可知，~800kV直流线路由于电压等级 的提高，与超高压线路相比，其对地挂点更高， 因此风能、微风振动频率范围均相应增大。 我国在制定的标准中，超高压线路的上限振 动风速计算公式为： v=0．0667H+3．33 (2) 在~800kV直流线路中可取上限振动风速为： v=0．087H+3 (3) 其中，H为导线悬挂点高度。 将式(2)与式(3)在具体的各种挂点高度下进行 比较，结果如表1所示。 表1超高压线路与+800kV直流线路设计振动风速范围比较 电线悬挂点 超高压振动风速 特高压设计振动 高度(m) 范围(m／s) 风速范围(m／s) 12 0．5—4．0 0．5—4．0 25 0、5—5．0 0．5—5．2 40 0．5—6．0 0．5—6．5 70 0．5—8．0 0．5—9．0 由表1知：当挂点超过12m时，±800kV直流 线路与超高压线路比较，挂点越高，计算上限风 速取值的差距越大。 次档距振荡多发生于低温季节 ，一般在8～ 20m／s的风速下 ，在挂点较高的~800kV直流线路 中，设计风速已经达到该范围，应该重视其次档 距振荡问题，合理布置间隔棒的安装距离。 3．导线分裂根数对间隔棒安装距离设计 的影响 大量的运行经验和试验结果表明，间隔棒的 防振能力与导线的分裂根数有密切的关系。导线 分裂根数越多，间隔棒对子导线的牵扯效应就越 维普资讯 http://www.cqvip.com 7O ±800kV直流线路导线间隔棒次档距布置方案的探讨 显著，从而大大降低微风振动的水平。 导线的横向振动速度 c ： ，／ ，其中T为 ＼『 m 导线张力，1TI为导线单位长度质量。由于导线张 力和单位长度质量同时与分裂根数成正比，因此 从该式可以看出，导线的横向振动速度与分裂根 数没有对应关系。 然而导线间距与直径的比值S／d对导线次档距 振 荡强度 的影 响很大 。对于4分裂导 线 ，当 S／d>20时 ，发生次 档 距振 荡 的概率较 低 ；而 +800kV直流线路由于分裂数较多，S／d值较小，并 且电气要求相对严格，因此布置上要比超高压线 路所用的2—4分裂导线困难 。 ’ 4．最大平均次档距的选用 由于端次档距通常略大于半个邻次档距，因 此平均次档距定义为：档距除以该档间隔棒数 量。设相邻杆塔间的档距为L，最大平均次档距为 Smax，问隔棒的数量为N，．~lN=int(L／Smax)+1， int意为取整。这样确定的间隔棒数量，恒使平均 次档距小于Smax。 对于架空线路，加拿大的恩居公司规定两级 最大平均次档距，开阔地带取68m，非开阔地带 取76m。我国在500kV超高压送电线路中最大平均 次档距取用66m。 对于次档距振荡，日本特高压输电特别委员会 推荐了如表2所示的临界次档距长度。由该表可 见，1 O00kV线路的次档距长度略~k5OOkV短些。另 外，该委员会认为覆冰会引起次档距振荡加剧。 表2日本临界次档距长度推荐值 1O00kV 50OkV 控制项目 ACSR ACSR ACSR ACSR 81Ornrrl2×8 81Omm ×】O 810mm2x6 8】Omm x4 次档距振荡 (1n、 55 55 61 69 电磁 J力(m) 84 89 79 95 注意临界次档距与最大平均次档距的区别。临 界次档距是指各次档距的最大值，由于各中间次档 距为交替布置，该值通常大于最大平均次档距。 ~800kV直流线路采用6xLGJ一630／45导线，其 S／d值为13．4。结合前述研究结论并借鉴超高压及 紧凑型线路经验，为了防止和抑制线路运行 时的次档距振荡，可取最大平均次档距55m。 5，次档距布置的总体 ~800kV直流线路比超高压线路而言，微风振 动发生的频率和振幅都很小，而次档距振荡的特 点 与4分 裂的导 线并 无大的差 别 ，因此在 对 ~800kV直流线路次档距安排的探讨中，提出如下 的次档距布置总体原则： ①最大平均次档距取用55m；②次档距(除端 次档距时)长度交替的增加和减小，同时不宜布置 成对于档距中央呈对称分布；③端次档距的安排 保证档距端部有最大的阻尼效率，约取邻次档距 的0．55—0．65；④两端次档距的长度差在2m以上(档 距小于1 10m可特殊考虑)。 6．次档距的布置 从次档距布置的总体原则出发，结合侯效法 的部分经验数据，整理出一套确定次档距布置的 简化方法。 1)根据档距和平均次档距确定间隔棒的数目； 2)对次档距进行安排，具体安排方法如下： N= 1，So=0．54S，Si=0．46S； N=2，S(}=0．55S，S,=SJ0，6，S2=L—S[厂S．； N =3，So=0．55S，S =S。／0．6，S：=S×1．075，S =L． S(广Sl—S2； N=4，So=0．55S， S ：S×0．925，S ：S×1．075，S = S~O．925，S4=L～Sc广S广S，～S ； N>4且为奇数 ，So=0．55S，S =s。×0．925，S ：s× 1．075，S3=S~O．925，S =S×1 075，．．．，SN=L—S0_S 一··· 一 SN l； N>4且为偶数，So=0．55S，s =s。×0．925，S2=Sx 1．075⋯ ．，SN／2=S⋯ ，S =S×0．925，S =S×1．075，S ： L—S Sl一 ·一S N__。 其中，N为问隔棒的个数 ；L为各档档距； s为各档的平均次档距；s 为各次档距长度。 次档距的安排并不一定遵循从左至右的顺 序，亦可反过来布置。在间隔棒安装的实际操作 中，注意使杆塔两侧端次档距长度错开2m以上， 以保证端次档距对次档距振荡的阻尼效率。 参考文献： f1】李福生．1oookv@高压试验线段金具的研制．电力 金具 ．2000，(2) [2】陈怀宇，王唯．750kV．~电线路六分裂阻尼间隔棒 的研制．西北 电力技术 ，2004，(6) [3J唐校友 架空输 电线路的导线振动 ．东北电力技 术．2003，(5) 维普资讯 http://www.cqvip.com