1 000 kV交流特高压双柱组合耐张塔软跳线电气试验

2011-03-28潘少成张要强胡选王予平

电力建设 2011年6期

潘少成,张要强,胡选,王予平

(1.河南省电力勘测设计院,郑州市,450007;2.国核电力规划设计研究院,北京市,100032)

0 引言

随着电网电压的升高,输电线路铁塔设计中要求的电气间隙越来越大,塔头尺寸也越来越大,这增加了施工和运行维护的难度。减少跳线弧垂及其风偏值是缩小耐张塔尺寸的有效方法,而跳线弧垂及其偏移主要取决于跳线的属性和固定跳线的方式。国内外曾进行过大量研究和试验工作,日本 1 000 kV线路采用铝管式硬跳线,以减小跳线弧垂及其风偏值,韩国 765 kV输电线路采用笼式刚性跳线,加拿大765 kV输电线路采用 V型串软跳线。我国第 1条750 kV输电线路采用铝管式刚性跳线,第1条1 000 kV特高压交流输电线路也采用了铝管式刚性跳线[1-4]。刚性跳线在限制风偏值及缩小杆塔塔头尺寸方面起到了很好的作用,但其荷重较大,施工较困难,投资较高。本文提出1 000 kV双回路特高压交流输电线路设计中采用双柱组合耐张塔,双柱组合耐张塔跳线使用软跳线系统。

1 软跳线方案设计

1 000 kV特高压同塔双回输电工程中使用双柱组合耐张塔可将双回路塔转化为 2个关联的单回路塔。采取软跳线方式可取消其跳线横担,缩小塔身尺寸和杆塔呼称高,降低工程投资。且其软跳线布置简单,施工方便,电气间隙易控制[3,5]。双柱组合耐张塔软跳线布置方案如图 1所示。

图1 双柱组合耐张塔软跳线布置示意图Fig.1 Sketch m ap of flexible jumper of double-pole-composite strain tower

双柱组合耐张塔软跳线系统包括跳线悬垂串和耐张串2个部分。

(1)跳线悬垂串设计。为保证跳线串末端带电体对铁塔的安全距离,要求跳线串具有一定的倾斜角,这就要求跳线对跳线串具有一定的拉力,经计算,无风条件下跳线串倾斜角为 65°左右。跳线串末端跳线夹角较大,因此设计时需考虑跳线串处的悬垂线夹线槽要有足够的曲率半径及悬垂角,线夹对导线有足够的握力,线夹可承受足够破坏荷载。

(2)耐张串设计。软跳线对跳线串的拉力随气象条件和转角度数的不同而有所变化,为 8～32 kN,耐张串末端跳线的张力为14～32 kN,而国内超高压线路软跳线的张力通常不超过 2 kN[5]。根据耐张串引流线出线的特点,现有的串型及出线型式不能满足要求,需要对原串型产品及其结构进行调整,需要对耐张串的引流线出线系统、受力系统、屏蔽系统进行重新设计。

2 电气试验

根据1 000 kV特高压双柱组合耐张塔应用研究项目计划,国网电力科学研究院在武汉对1 000 kV双柱组合耐张塔软跳线系统进行了电气性能试验,主要试验内容包括:无线电干扰试验和电晕试验。试验依据标准GB/T 16927.1—1997《高电压试验技术第一部分:一般试验要求》[6]和 GB/T 2317.2—2000《电力金具电晕和无线电干扰试验》[7]。试验采用的软跳线系统金具串型式主要有 3种:方案 1是耐张串采用均压环上下、左右布置,跳线悬垂串采用跳线线夹处不带屏蔽环(换位用);方案2是耐张串采用均压环上下、左右布置,跳线悬垂串采用跳线线夹处带屏蔽环(换位用);方案3是耐张串采用均压环上下、两端布置,跳线悬垂串采用跳线线夹处不带屏蔽环(常规用)[8-9]。试验方案现场布置如图 2所示。

图2 试验现场布置图Fig.2 Arrangement p lan of testing site

3 试验结果

3.1 金具电晕试验结果

软跳线系统金具配置方案 1的金具电晕试验结果如表1所示。试验气象条件:干温t干=10.6℃,湿温t湿=6.7℃,大气压为101.45 kPa,高度为9 m。试验中,金具起晕部位如图 3所示。

表1 方案 1金具电晕试验结果Tab.1 Test result of fittings corona for schem e1

图3 方案1悬垂串均压环起晕情况Fig.3 Corona onset of grading ring of overhang string for schem e1

软跳线系统金具配置方案 2的金具电晕试验结果如表2所示。试验气象条件:t干=10.6℃,t湿= 6.7℃,大气压为101.46 kPa,高度为 9 m。试验中,方案 2未见金具起晕,如图 4所示。

表2 方案 2金具电晕试验结果Tab.2 Test result of fittings corona for schem e2

图4 方案 2试验中未见起晕现象Fig.4 Without corona for schem e2 test

软跳线系统金具配置方案 3的金具电晕试验结果如表3所示。试验气象条件:t干=12.6℃,t湿= 7.0℃,大气压为101.46 kPa,高度为 9 m。试验中,金具起晕部位如图 5所示。

表3 方案 3金具电晕试验结果Tab.3 Test result of fittings corona for scheme 3

图5 方案 3悬垂串均压环起晕情况Fig.5 Corona onset of grading ring of overhang string for schem e3

3.2 无线电干扰试验结果

本试验在国网电力科学研究院特高压户外试验场进行,试验品按照文献[7]的要求布置。测试电源的频率为0.5 MHz,电源电压最高为762 kV[10]。无线电干扰试验结果见图 6—8。

各种金具配置方案下,软跳线系统的无线电干扰评价如表4所示。评价依据:规定电压762 kV下,软跳线系统无线电干扰电平不大于60 dB。

图8 方案 3无线电干扰测试结果Fig.8 Test result of radio interference for schem e3

表4 各种金具配置方案下无线电干扰测试结果Tab.4 Test result of radio interference for various fitting arrangement schemes

3.3 试验结果分析

(1)在电晕试验中,不管均压环采用何种布置方式,耐张串均未出现电晕现象,跳线悬垂串线夹处加装均压环的均未出现电晕现象,而跳线悬垂串线夹处不加装均压环均出现了电晕现象。试验数据表明:跳线悬垂串用于高差较大的换位塔时,线夹处不加均压环不满足规程要求;用于高差较小的普通耐张塔时,线夹处不加均压环可满足规程要求。

(2)在无线电干扰试验中,跳线悬垂串用于高差较大的换位塔,线夹处不加均压环时,不能满足无线电干扰要求;用于高差较大的换位塔,线夹处加均压环时,能满足无线电干扰要求;用于高差较小的耐张塔时,线夹处不加均压环可满足要求。

(3)根据试验结果,考虑跳线引线方便,同时考虑施工运行方便,耐张串均压环推荐采用上下布置方式,常规双柱组合耐张塔软跳线串跳线线夹处不采用均压屏蔽环,换位时跳线线夹处加装均压屏蔽环。