第三章 电气设计

第三章 电气设计

一、 防雷保护角计算

防雷保护角示意图如图11所示：

图11 防雷保护角示意图

tan??a1.75??12.09??15?，故防雷保护角满足要求。

h??d6?3.875?1.705二、导地线水平偏移的校验

由《电力工程高压送电线路设计手册》表2-6-23，得500KV线路，当设计冰厚为10mm时，最大水平偏移为2.5m，而本设计中的导地线水平偏移为1.75m<2.5m，故满足要求。

二、 送电线路的防雷保护计算

1、线路雷击次数

根据《电力工程高压送电线路设计手册》第125页，有

N???(b?4hav)?100T?0.1?T(b?4hav)

1000其中，N—每年每100km线路雷击次数，次/100km年；

γ—地面落雷密度，东北地区雷暴日取40，γ=0.07； b—两地线间的距离，单位m，本设计b=26.5m； T—年雷暴日数，东北地区取40；

fd、fb—导线与地线的弧垂，fd?16.75m、fb?11.62m（地线为最大覆冰时

出现的弧垂）；

hd、hb—导地线的悬挂点高度，hd?33?3.875?29.125m，

hb?39?1.705?37.295m；

hav1、hav2--导地线的平均高度，hav1?hd?fd? hav2?hb?22?29.125?16.75??17.96m 3322fb?37.295??11.62?29.55m。 33由由500KV线路要求全线假设地线，故线路雷击次数为

N?0.1?T(b?4hav)?0.1?0.07?40?(26.5?4?29.55）?41次

2、击杆率

根据《电力工程高压送电线路设计手册》表2-7-2，得山丘地区，两根地

1线的击杆率为g?。

43、绕击率

根据《电力工程高压送电线路设计手册》式2-7-12得，山区线路绕击率按下式计算 lgP???hb86?3.35

其中θ—防雷保护角，且本线路??12.09?，

故lgP?? P??10?hb86?2.49?3.35?12.09?37.295?3.35??2.49

86?100%?0.32%

4、导线与地线间的耦合系数 （1） 几何耦合系数的计算 相关参数

11r1--地线半径，r1??5.5mm；

2d12--导地线的平均距离，d12?hav2?hav1?29.55?17.96?11.59m； D12-地线与导线镜像间的距离，D12?11.59?29.125?40.72m；

D-地线与地线镜像间的距离，D?2hav2?59.1m； b—地线与地线间的距离，b=26.5m；

b1--最外面导现与地线的水平距离，b1?1.75m。

lnk0?D12?b1d12?b1ln2222?lnD12?(b1?b)2d12?(b1?b)222222hav2lnD?b?r1b

ln ?40.722?1.75211.59?1.75ln22?ln40.722?(26.5?1.75)211.592?(26.5?1.75)222

2?29.55ln40.72?26.5?26.55.5?10?31.246?0.484 ?

9.282?0.606?0.175

（2） 耦合系数的计算

根据表2-7-9，500KV双地线线路电晕校正系数为k1?1.28，故

k?k1k0?1.28?0.175?0.224

5、雷击塔顶时的耐雷水平I1及过电压计算

相关数据：

Lg—杆塔两侧临档地线的电感并联值（μH）,双地线时，Lg=0.42l；

Rsu--杆塔的冲击接地电阻，铁塔的Rsu?15?；

Lt—杆塔电感（μH），铁塔的Lt=0.5H=0.5*39=19.5Μh； I--雷电流幅值，最大雷电流幅值为I?100KA; （1）雷击塔顶时的耐雷水平计算

令U50%等于塔头绝缘的50%冲击放电电压，则U50%?120?25?3000KV,

则雷击塔顶时的耐雷水平为：

I1?U50%

haLthav2hav1(1?k)?Rsu?(?k)??(1?k0)ht2.6hav12.6

?(1?0.224)?0.88?150?(

30003319.529.5517.96?0.224)?0.88??(1??0.175)392.617.962.6?3000

102.432?4.106?4.919?19.18KA

（2）雷击杆塔塔顶时导线上的感应过电压计算

导线上的感应过电压的最大值按《电力工程高压送电线路设计手册》式2-7-16计算，其中a为感应过电压系数，规程规定a?hav2k0) hav1II19.18?1??7.377， 2.62.62.6Uic?ahav1(1? ?7.377?17.96(1?29.55?0.175) 17.96 ?94.34KV

（3） 塔顶电位及绝缘承受电压的计算

根据《电力工程高压送电线路设计手册》第126页表2-7-4，500KV双地线线路，杆塔的分流系数??0.88， 故塔顶电位为：Utp??I1(Rsu?Lt19.5)?0.88?19.18?(15?)?379.764KV； 2.62.6导线上的电位为：Uc?kUtp?Uic?0.224?379.764?94.34??11.27KV； 线路绝缘上承受的电压最大值为 UI?Uta?Uc??I1(Rsu? ?0.88?19.18?(15? ?405.316KV

6、雷击档距中央地线或雷击导线时的耐雷水平I2及过电压计算

（1） 根据《电力工程高压送电线路设计手册》第129页，由于地线与导线间

的空气间隙满足D?0.012l?1，故当雷击档距中央时，可不必起算过电压。

（2） 当雷绕过地线击于导线上时，根据《电力工程高压送电线路设计手册》

式2-7-14得，当S=65m时（在距电力线S>65处最大值）布置地线，其感应过电压为 Uic?25I?hav119.18?17.96(1?k)?25?(1?0.224)?536.04KV S65Ltha?)?Uc 2.6ht19.533?)?(?11.27) 2.639（3） 令U50%等于绝缘子串的50%冲击放电电压，则U50%?120?25?3000KV,

导线波阻抗?400?，则雷击导线时的耐雷水平为：

I2?U50000??30KA 1001007、线路雷击跳闸率的计算 （1） 建弧率

1平均运行电压梯度的计算 ○

相关数据：lig--绝缘子串的闪络距离，本设计中lig?3.875m； U-额定电压，本设计中U?500KV。 根据《电力工程高压送电线路设计手册》式2-7-41得， E?2建弧率计算 ○

U3lig?5003?3.875?74.50

??(4.5E0.75?14)?10?2?1.0 （2） 雷击跳闸率的计算 相关数据：

P1--超过雷击杆塔耐雷水平I1雷电流概率，由式2-7-1得，

P1?10?I188?100%?10?19.1888?100%?60.5%。

P?--绕击率，P??0.32%；

P2--超过雷击导线时耐雷水平I2的雷电流概率，

P2?10?I288?100%?10?3088?100%?45.6%

P3--雷击杆塔档距中央的避雷线时，雷电流超过耐雷水平的概率，P3?0。

N--每年每100km线路的雷击次数，N?41次。

1g--线路击杆率，g?。

4根据《电力工程高压送电线路设计手册》有地线线路的雷击跳闸率

n?N??gP1?P?P2?(1?g)P3?

1?1? ?41?1.0???60.5%?0.32%?45.6%?(1?)?0?

4?4? ?6.26

8、选择接地电阻装置，确定接地电阻值

本线路经过的区域，土壤电阻率为1000Ω〃m，根据《电力工程高压送电线路设计手册》第137页有关规定，采用水平敷设的接地电阻，接地体埋设深度为0.6m>0.5m。采用直径为d=8mm、长60m的圆钢。 有关数据：

??1000??m?105??cm；

t—地面到管子长度之半间的距离，t?l?0.6m?60cm；

l1—管子总长度，l1?60m?6000cm；

d—管子总长度，d?8mm?0.8cm； 故工频接地电阻按式2-7-62得，

?l2105602ln?ln?5.35? R?2?l1td2?3.14?600060?0.8表2-7-11有，当??500~1000??m时，工频接地电阻最大值为20??5.35?，故接地电阻满足要求。

t—地面到管子长度之半间的距离，t?l?0.6m?60cm；

l1—管子总长度，l1?60m?6000cm；

d—管子总长度，d?8mm?0.8cm； 故工频接地电阻按式2-7-62得，

?l2105602ln?ln?5.35? R?2?l1td2?3.14?600060?0.8表2-7-11有，当??500~1000??m时，工频接地电阻最大值为20??5.35?，故接地电阻满足要求。

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