110kv白云-安线架空线路设计 毕业设计论文 112页

110kV白云—安线架空送电线路设计毕业设计说明书110kV白云-安线架空线路设计学生姓名:班级学号:院、系、部:电力工程学院专业:电气工程及其自动化（输配电工程）指导教师:合作指导教师：2013年06月南京 110kV白云—安线架空送电线路设计UndergraduateDesign(Thesis)THEDESIGNOF110kVBAIYUNOVERHEADPOWERTRANSMISSIONLINEBYDUANYuan-yuSupervisedbyAssociateprofessorNILiang-huaSchoolofElectricPowerEngineeringNanjingInstituteofTechnologyJune2013 110kV白云—安线架空送电线路设计摘要本设计是白云变电站至安线变电站的一条110kV送电线路。根据提供的气象条件，导线型号，平断面图等资料，对这条线路进行全面的设计包含了导线、避雷线的应力和弧垂计算；杆塔型式和金具的选择；弧垂模版的制作和杆塔定位；导线的防振设计；耐张杆荷载计算；杆塔主材和斜材内力计算；基础的设计和校验。本设计原题来自设计院实际设计项目，具有较强的现实意义。关键词架空线路，应力弧垂曲线，杆塔荷载，杆塔定位AbstractThisdesignisanew110kVtransmissionlinesfromtheBaiyunsubstationtoAnnlinesubstation.Accordingtotheweatherconditions,wiretype,flatprofileandothermaterials,Icarriesonthecomprehensivedesign,Thisdesigninvolvesthecontent:thecalculationofconductor,;towertypeandhardwarefittingsselection;definitepolepositionandsagtemplate;anti-vibrationdesignofconductors;calculationoftowermaterialinternalforce;designandverificationfoundation.Thisdesignisactualdesignprojectcomesfromthedesigninstitute,hasthestrongpracticalsignificanceKeyWordsOverheadlines,curvesofload,Towerloads,towerlocationIII 110kV白云—安线架空送电线路设计目录摘要…………………………………………………..……….….……..…....…..IAbstract…………………………………………………..……….….……..…...I1绪论…………………………………………..………..……….….……..…...12说明书…………………………………………………..……….….………..22.1设计工程概况………………………….…………………………………….22.2导线、避雷线的应力弧垂计算….……………....……………………………22.3杆塔型式的选择…………….…………………………………………62.4绝缘子及金具的选择………….………..………………...……………72.5杆塔室内定位………………………………………………………102.6线路的防振设计…………………………………………………………132.7杆塔头部尺寸校核………………………...…………………………………142.8上字型耐张杆塔强度计算……………....………………………..…………102.9铁塔基础的稳定性设计……………………………..……………………272.10本章小结………..…..……..………………………..…………………313计算书…………………………………..………………...……….….……….323.1架空线路的应力和弧垂计算………………......……..………………………323.2杆塔的选择……......………………………...…………………………………453.3绝缘子和金具的选择………………………………………………………463.4排杆定位的计算……………………………………………………………503.5线路的防振设计…………………………..…………………………………563.6杆头尺寸校核计算………………………..….………………………………603.7上字型耐张杆强度校核………………………….......……………………673.8铁塔基础设计………………………………………..……………………....783.9本章小结……………...............………………………………………………………...834结论…………………………...……….……………..………...……………84谢辞………………………………….……………..……….…………………..85参考文献…………………………….………………..….………………………86附录1图纸……………………….…….…….…….…..…...……………....87A1.1导线应力弧垂曲线………………..….……….....……………………...…87III 110kV白云—安线架空送电线路设计A1.2避雷线应力弧垂曲线…………...………………………………………88A1.3直线杆塔金具图…………...…………………………………......……89A1.4耐张杆塔金具图……………...…………………………………….......…90A1.5弧垂模版……………….…………………………….........…………..91A1.6直线杆塔图…………....…....…………………………………………92A1.7耐张杆塔图………….....……………...………………………………93A1.8杆塔定位结果表(1)………………..……………...………………………94A1.8杆塔定位结果表(2)………………..……………...………………………95附件2外文资料翻译……………..……………..................………..........……………96A2.1输电线路设计应注意的问题（译文）……………..………....……...…………97A2.2外文资料翻译（原文）……………..……………...……………………59III 110kV白云—安线架空送电线路设计III 110kV白云—安线架空送电线路设计1绪论电力工业是关系国计民生的重要基础产业和公用事业。电力的安全、稳定和充分供应，是国民经济全面、协调、可持续发展的重要保障。新中国成立以来，特别是改革开放以来，电力工业走过了一条不平凡的发展道路，发展速度不断加快，发展质量日益提高，服务党和国家工作大局、服务经济和社会发展、服务电力用户的能力逐步增强，取得了举世瞩目的成绩，实现了历史性的跨越。随着我国经济的快速发展，我国的电力事业也发展到了一个新的水平。电力用户对电力供应的安全性、可靠性和服务质量的要求越来越高。输电线路作为电力输送的大动脉，其安全性和稳定性尤为重要。保证电力输送的稳定对电力企业自身的供电稳定能力和服务水平也提出了更加高的要求，电力企业正面临着前所未有的机遇与挑战。本文基于拟建的白云——安线架空线路，根据平断面图、地区污秽等级等资料，进行了导线和避雷线应力弧垂计算、金具绝缘子的选取、线路导线的防振设计、杆塔型号的选择、杆塔的定位、杆塔荷载的计算、杆塔强度校验以及基础校验等。本文主要分为两大部分：一是说明书，二是计算书。以及附录包含的线路金具和绝缘子连接图、杆塔型式图、导线和避雷线应力弧垂曲线图、弧垂模版以及排干定位表。在说明书中，讲述了导线以及避雷线的应力弧垂计算的原理和公式、选择杆塔型式的要求、杆塔定位的方法和模版、金具绝缘子选择的要求、杆塔荷载计算的分析和公式选用、防振锤的安装原理和个数选择方法、基础底盘校验都做了详细的说明。计算书对线路设计的过程进行了具体介绍，详细的阐述了导线避雷线应力弧垂的计算过程、金具的选择计算、线路防振设计计算和校验具体的过程、杆塔荷载和强度计算过程等相关计算。在整个设计的过程中，参考了许多的设计方面的书。运用了常用算法、公式以及一些常用参数，参考文献也从图书馆或指导老师借阅，绘表、绘图较清晰，文本易读、理解。103 110kV白云—安线架空送电线路设计2说明书2.1线路基本资料本设计是根据电力系统规划设计，拟在白云变电站新建一条110kV送电线路，向安线变电站供电，导线采用LGJ-240/40。线路路径：沿线路路径情况见提供的平断面图，沿线路的地质为粘土，孔隙比0.8，液性指数0.75，地下水在表面下2.4米，地区污秽等级4级。气象条件：相当于我国典型气象区的第IX区。2.2导线、避雷线的应力、弧垂计算2.2.1导线应力、弧垂计算（1）确定所采用的计算气象条件（IX级气象区）表2.1气象区参数代表情况温度(℃)风速(m/s)冰厚(mm)最高气温4000最低气温-2000最大风速-5300覆冰-51520年平均气温1000外过电压（有风）15100外过电压（无风）1500内过电压10150安装有风-10100（2）确定导线的计算参数（LGJ-240/40）103 110kV白云—安线架空送电线路设计表2.2导线的计算参数名称数据导线总面积A(mm2)277.75导线外径d(mm)21.66导线温度膨胀系数α(1/℃)导线单位长度质量(kg/km)964.3导线瞬时破坏应力σp(N/mm2)300.16导线安全系数2.5(3)比载计算表2.3导线的各种比载名称符号公式(×10-3MPa/m)结果(×10-3MPa)自重比载γ1(0,0)9.8q.g/A34.02冰重比载γ2(20,0)27.709b(d+b)/A83.18垂直比载γ3(20,0)γ1(0,0)+γ2(5,0)117.2无冰风压比载γ4(0,10)9.8αcdv2/(16A)4.87γ4(0,15)9.8αcdv2/(16A)12.063γ4(0,25)9.8αcdv2/(16A)36.189覆冰风压比载γ5(20,15)9.8αc(d+2b)v2/(16A)37.46无冰有风综合比载γ6(0,10)[γ12(0,0)+γ42(0,25)]1/234.37γ6(0,15)[γ12(0,0)+γ42(0,15)]1/236.094γ6(0,30)[γ12(0,0)+γ42(0,10)]1/249.67覆冰有风综合比载γ7(20,15)[γ32(10,0)+γ52(10,10)]1/2120.52上表中c为风载体型系数：线径<17mm取1.2；线径≥17mm取1.1；覆冰(不论线径大小)取1.2。α为风速不均匀系数。表2.4风速不均匀系数设计风速(m/s)20以下20~3030~3535及以上α1.00.850.750.7103 110kV白云—安线架空送电线路设计(4)确定应力值使用应力、(2.1)平均运行应力σcp(2.2)(5)判断临界档距将最低气温，年平均气温，最大比载三种控制气象条件，按比载与应力的比值()按从大到小，如D、C、B、A表示并将算得的临界档距Lk按D、C、B两种条件与其他控制条件组合顺序排成表，表格如下：表2.5导线的各种控制条件项目最低温年平均气温覆冰许用应力120.0675.04120.06比载气温℃-2010-5编号CBA计算各种临界档距计算公式：（2.3）由计算公式可以求出各临界档距如下：LAB=93.639LAC=83.754mLBC=虚数本设计判断出气象控制条件为：当L≤93.639m时，由最低温控制；103 110kV白云—安线架空送电线路设计当L≥93.639时，由年平均气温控制。83.754虚数93.639CBA图2.1临界档距判断图2.2.2避雷线的应力、弧垂曲线(1)根据导线的型号确定避雷线的型号，按下表选取：表2.6导线避雷线配合导线型号LGJ-35~LGJ-70LGJ-95~LGJ-185LGJ-240~LGJ-300LGJ-300向上避雷线型号GJ-25GJ-35GJ-50GJ-70(2)确定避雷线的计算参数：表2.7避雷线的计算参数名称数据避雷线的计算外径d(mm)9.0避雷线的面积A(mm2)49.48避雷线的温度膨胀系数α(1/℃)避雷线的瞬时破坏应力σp(N/mm2)14329.02避雷线的弹性系数E(N/mm2)181400避雷线的安全系数3.5(3)避雷线的各种比载计算：103 110kV白云—安线架空送电线路设计表2.8避雷线的各种参数名称符号公式(×10-3MPa/m)结果(×10-3MPa)自重比载γ1(0,0)9.8q.g/A81.58冰重比载γ2(20,0)27.728b(d+b)/A325.03垂直比载γ3(20,0)γ1(0,0)+γ2(5,0)406.61无冰风压比载γ4(0,10)9.8αcdv2/(16A)13.64γ4(0,30)9.8αcdv2/(16A)92.08覆冰风压比载γ5(20,15)9.8αc(d+2b)v2/(16A)167.12无冰有风综合比载γ6(0,30)[γ12(0,0)+γ42(0,30)]1/2123.02γ6(0,10)[γ12(0,0)+γ42(0,10)]1/287.27覆冰有风综合比载γ7(20,15)[γ32(20,0)+γ52(20,15)]1/2439.61(4)根据防雷要求，避雷线在15℃，无风，无冰时的应力为(2.4)式中s、h——导线、避雷线杆塔上悬挂点间水平距离和垂直距离，m；、——导线、避雷线的自重比载，；、——导线、避雷线在在15℃，无风，无冰时应力，N/。使为最大值的档距定义为控制档距，当S=1时，=166.7(h-1)=166.7(6-1)=833.5(m)绘制避雷线应力弧垂曲线时，取0～700m，而<，故取=700代入式中，求出。以，15℃，无风，无冰为已知状态，应用状态方程求出气象条件下的应力弧垂值，并画出应力弧垂曲线。验证档距L=50m、300m、600m时，最大风速、覆冰时的应力都小于最大使用应力导线、避雷线的应力弧垂曲线见附录1的图A1.1和图A1.2。2.3杆塔型式的选择103 110kV白云—安线架空送电线路设计2.3.1杆塔的选择(1)杆塔选择的原则①按线路的电压等级及线路所经过的地区的地形、地貌条件、交通情况来选择杆塔的型式。②应采用材料消耗量较少的杆塔，尽量简化杆塔的尺寸和种类，尽量选用定型杆塔。③导线和避雷线的规格及气象条件也可作为选择杆塔的依据。2.3.2选择杆塔(1)由于高压等级为110kV，电压等级比较高，而且导线型号为LGJ-240/40，避雷线型号GJ-50，所以对杆塔的强度等级要求比较高，所以选择上字型直线铁塔和上字型耐张铁塔。(2)线路所经地区有较多的河道和建筑物，还有很多其它电力线路和通讯线。(3)由于以上原因，直线杆塔选用呼称高为18m的上字型铁塔；耐张杆和转角杆塔采用呼称高为15m的上字型铁塔。杆塔按被跨越物和根据地形适当的按3m逐段加高。2.4绝缘子及金具的选择耐张绝缘子型式为XWP3-70，耐张绝缘子与悬垂绝缘子的相同，根据对于110kV以下线路每串耐张片数比悬垂片数多1到2片，所以耐张绝缘子片数为10片，悬垂绝缘子片数为9片。2.4.1绝缘子的选择(1)根据运行电压为110kV，导线型号LGJ-240/40，地区污秽等级为4级，所以选择XWP3-70型绝缘子。XWP3-70型绝缘子的电气性能如下：2.9绝缘子的各种电气性能产品型号工频电压有效值kV重量103 110kV白云—安线架空送电线路设计盘经mm高度mm泄漏距离mm50﹪闪络电压幅值kV额定机电破坏kNkg干闪湿闪击穿XWP3-7025516045045120120707.5(2)绝缘子串片数的选择(2.5)式中——泄漏比距现取3.6——绝缘子泄露距离的有效系数取1。①根据操作过电压的要求校验所选的绝缘子的片数(2.6)②由以上得悬垂绝缘子片数9片③耐张绝缘子型式为XWP3-7，耐张绝缘子的型号与悬垂绝缘子的相同，根据运行经验对于110kV以下线路每串耐张片数比悬垂片数多1到2片，所以耐张绝缘子片数为10片。(3)绝缘子串数的选择悬垂绝缘子串的串数应由以下两个条件进行计算:①按导线的最大综合比载决定(2.7)式中n——串数；T——悬式绝缘子一小时机电荷载N；K1——运行条件下的机械强度安全系数K1=2.0。②按导线的断线条件计算103 110kV白云—安线架空送电线路设计(2.8)式中——导线的断线张力N；——断线条件下的机械强度安全系数。2.4.2金具的选择(1)线路金具选择如下表:表2.10导线双联悬式绝缘子配合件号金具名称型号单位数量每个质量（kg）小计质量(kg)总质量(kg)主要尺寸H(mm)1U型螺栓UJ-1880副20.851.7145.1452Q型球头挂环Q-7个20.300.6503耐污型绝缘子XWP3-70片187.5135.0160×94W型碗头挂板W-7A个20.821.6705悬垂线夹CGU-4副23.061096铝扁带1×10m60.030.2-(2)耐张绝缘子串组装绝缘子表:表2.11导线耐张绝缘子配合件号名称型号单位数量每个质量kg小计质量kg总质量kg主要尺寸H(mm)1U型挂环U-10副30.541.6132.0852PH型挂环PH-10个10.610.61003L型联板L-1040块24.438.9854Z型挂板Z-7副20.641.3705QP型球头挂环QP-7个20.270.5806耐污型悬式绝缘子XWP2-70片205.50110.0146×107WS型碗头挂板WS-7个20.971.9708螺栓型耐张线夹NLD-4副17.107.1709铝扁带1×10m30.030.185103 110kV白云—安线架空送电线路设计(3)避雷线组装材料表:表2.12避雷线的金具配合金具名称型号每组数量每个质量kg共计质量kg总质量kg主要尺寸H(mm)悬垂金具U型螺丝U-188010.80.83.180(L)挂环ZH-710.50.595悬垂线夹XGU-211.81.882耐张金具耐张线夹NX-211.761.762.7140(L)U型挂环U-710.440.4460挂环ZH-710.50.5952.5室内定位2.5.1杆塔定位的原则:(1)应尽量少占耕地和好地，减少土石方量。(2)杆塔应尽可能避免洼地和池塘、水库、冲沟发育地段、断层等水文、地质条件不良的处所，对如带拉线的铁塔还应考虑打拉线的条件。(3)应具有较好多施工条件。2.5.2杆塔排杆定位所谓室内排杆定位是指在已提供好的平断面图上进行杆塔的合理安置。常见步骤如下：(1)判断到现代最大弧垂出现的气象条件：导线的最大弧垂只有出现在最高气温或者最大比载两种气象条件下，通常用临界温度法或者临界比载法来判断最大弧垂出现的气象条件。通过计算知道最大弧垂出现在最高气温气象条件下，具体计算详见计算书。103 110kV白云—安线架空送电线路设计(2)最大弧垂与杆塔定位的关系：杆塔定位的主要要求是导线的任意点在任何情况下保证对地的安全距离（限距）。最大允许弧垂计算公式为：(2.9)式中——杆塔的呼称高度m；——悬垂绝缘子串长度m；——导线对地安全距离m，由线路电压和所经地区决定；——限距裕度m，其取值见下表表2.13导线对地的限距裕度档距<200200~350350~600>600δ0.50.5~0.70.7~0.91.0(3)杆塔的标准定位高度的确定直线杆：(2.10)耐张杆：(2.11)式中——杆塔的呼称高度；——悬垂绝缘子串长度；——导线对地安全距离；——裕留度；——杆塔施工基面；(4)最大弧垂模板的制作根据允许的最大弧垂，估算代表档距，现取0.9倍的代表档距作为定位档距。根据假定的查出其所对应的最大弧垂相对应的，最大弧垂模板值由求得，采用与平断面图相同的比例，根据，制成模板，通过计算求出。103 110kV白云—安线架空送电线路设计2.5.3用最大弧垂模板排定杆塔位置的方法根据公式，求出实际代表档距，与估计的代表档距不相等时，由求出。如果与的误差在，就满足要求。如果与不在误差范围之内，再按模板从新定位，直到与在误差范围之内。(1)定位结果第一耐张段：共1档：第二耐张段：共3档：，，第三耐张段：共3档：，，第四耐张段：共3档：，，第五耐张段：共1档：第六耐张段：共3档：，，第七耐张段：共2档：，第八耐张段：共4档：，，，103 110kV白云—安线架空送电线路设计第九耐张段：共3档：，，第十耐张段：共1档：第十一耐张段：共2档：，2.6线路的防振设计本设计采用我国最广泛的防振装置--防振锤。由于防振锤是目前送电线路上最广泛采用的一种积极的防振措施，其可将振动的振幅降低到没有危险的范围内，对于减落或消除线路振动危险效果很显著。防振锤的计算主要解决两个问题：一是确定其型号和个数；二是计算防振锤的安装距离。2.6.1根据导线和避雷线的型号、直径选用防振锤导线LGJ-240/30；FD-4避雷线GJ-50；FG-502.6.2确定防振锤的数量根据下表，由导线的直径是21.66，结合定位知表2.14防振锤个数选择表防振锤型号导线直径mm防振锤安装数量表当需要安装下列防振锤个数时的相应档距m1个2个3个FG-50，FG-70，FD-2D<12<300300~600600~900FD-3，FD-412≤D≤22≤350350~700700~1000103 110kV白云—安线架空送电线路设计FD-6，FD-5D<22~27.1≤450450~800800~1200耐张杆避雷线和直线杆避雷线均选用两个防震锤以外其余档距导线和避雷线选用一个防震锤。2.6.3防振锤的安装距离S0的确定(1)S0的起止点的规定①对悬垂线夹，S0指线夹中心到防振锤的中心距离。②对轻型耐张线夹，S0指由线夹中心到防振锤中心的距离。③对重型耐张线夹，S0指线夹出口处到防振锤中心的距离。(2)电线振动的最大半波长及最小半波长计算公式：(2.12)(2.13)表2.15振动风速表L（m）导线悬挂点的高度m引起振动的风速范围（m/s）150~250120.5~4.0300~450250.5~5.0500~700400.5~6.0700~100700.5~8.0(3)导线、避雷线防振锤安装距离(2.14)103 110kV白云—安线架空送电线路设计2.7杆塔头部尺寸校核2.7.1绝缘子强度校核(1)两个重要参数的计算确定水平档距(2.15)垂直档距(2.16)式中——分别为相邻两档的档距；——分别为计算悬挂点与相邻悬挂点的高差；——代表档距所对应的应力；——导线的比载。(2)绝缘子（选用XWP3-70）的正常情况安全系数校验由公式计算K的大小，如果K>2，则满足要求。式中P——绝缘子一小时的机电荷载N；——绝缘子串中最靠近横担的一片绝缘子所受到的最大使用荷载N。(2.17)式中——导线覆冰时的综合荷载；——绝缘子覆冰时的综合荷载N。(2.18)(3)事故情况下绝缘子的安全系数由公式，计算K的大小，如果K〉1.3，则满足要求(2.19)103 110kV白云—安线架空送电线路设计(2.20)(2.21)满足要求。本设计选取档距相差较小，进行绝缘子强度的校核均满足条件，并且选取的情况安全预度比较大，则整条线路均可保证安全。2.7.2绝缘子串的串数选择(1)悬垂绝缘子串的串数是根据最大荷载和断线情况下来选择的①按导线最大综合荷载计算(2.22)式中——导线覆冰时的综合比载N；——绝缘子串覆冰时的综合比载N；——绝缘子一小时机电荷载N。(2.23)②按导线断线条件计算(2.24)式中——悬式绝缘子在断线情况下的机械强度的安全系数；——导线断线张力N；——绝缘子一小时机电荷载N。(2.25)103 110kV白云—安线架空送电线路设计经校核悬垂串数为1串，考虑安全等情况选择2串。(1)对于耐张绝缘子串(2.26)式中——悬式绝缘子在运行情况下的机械强度的安全系数；——导线的最大使用张力N；——绝缘子一小时机电荷载N。(2.27)经校核耐张串的穿数为1串。考虑重覆冰等安全原因选择2串。2.7.3直线杆塔头尺寸的校核(1)直线杆悬垂绝缘子串的风偏角计算及校验①计算风偏角悬垂绝缘子串在横线路方向的风偏角(2.28)(2.29)式中——悬垂绝缘子的重量N；——悬垂绝缘子的风荷载，103 110kV白云—安线架空送电线路设计——校验条件下的垂直荷载；——校验条件下的水平档距；——绝缘子串的受风面积，单盘每片取0.02m2金属零件对单导线每片取0.03m2。表2.16悬垂绝缘子的风偏角情况ψ(°)运行电压29.4334.0240.16内过电压12.0634.0217.82外过电压4.8734.027.4(2)导线间水平距离的校验根据我国长期的试验和参考国外公式，提出了档距小于1000m时公式为：(2.30)式中——导线间水平相间距离m；——悬垂绝缘子串的长度m；——额定电压kV；——导线的最大弧垂m。本设计选用的典型杆塔相间距离为7m，经过校验满足条件(3)避雷线保护计算避雷线应十分重视其防雷保护①避雷线与导线在档距中央的距离配合应按下式校验（气象条件为无风+15℃）(2.31)(2.32)式中：——档距m；103 110kV白云—安线架空送电线路设计——悬挂点之间的距离；——导线在外过电压无风下的弧垂m；——避雷线在外过电压无风下的弧垂m。②避雷线对边导线的保护角的校验通常情况下为20º~30º，110kV线路，一般采用20º左右。(2.33)式中——导线与避雷线之间的水平距离m；——导线与避雷线之间的垂直距离m。③避雷线的最大使用应力避雷线的最大使用应力不应超过瞬时破坏应力的70%(2.34)(3.35)2.7.4非直线杆塔的跳线风偏角ε(2.36)表2.17非直线杆塔的跳线风偏角情况运行电压29.4334.0245.4内过电压12.06234.0221.69外过电压4.8734.029.05带电作业4.8734.029.052.7.5做间隙圆对风偏角进行校验103 110kV白云—安线架空送电线路设计具体校核详见计算书，通过校验，对正常运行、内过电压、外国电压均满足下表各种条件下最小间隙：表2.18各种条件下的最小间隙计算条件各种电压(kV)3560110接地110不接地154220330500运行电压0.10.20.250.40.550.551.01.15内过电压0.250.50.70.81.101.452.02.5外过电压0.450.651.01.902.63.7直线塔风偏角和间隙圆图见下图：图2.2直线塔风偏角和间隙圆图103 110kV白云—安线架空送电线路设计2.8上字型耐张杆强度计算2.8.1承力杆塔运行情况的荷载计算条件(1)最大风无冰,相应气温,未断线(2)覆冰，相应气温，未断线(3)最低气温，无风无冰，未断线.(用于终端杆塔和转角杆)(4)断上避雷线⑸断上导线⑹安装情况①安装避雷线②安装上导线③安装左下导线④安装右下导线2.8.2承力杆塔断线情况的荷载计算条件：（1）在同档内断两根导线，无风无冰.（2）断一根导线，风无冰，在断线情况下,所有导线张力取导线最大使用张力的70%。（3）杆塔安装情况的荷载计算条件：一侧装一根导线，另一根未装好，其它任何线都未装；各类荷载的组合系数.运行情况:1.0断线情况(包括耐张杆及220kv以上直线杆):0.9110kv及以上直线杆:0.75安装情况:0.92.8.3荷载的计算:（1）转角耐张杆塔,正常情况Ⅰ(最大风无冰无断线)垂直荷载103 110kV白云—安线架空送电线路设计水平荷载纵向荷载不考虑.（1）转角耐张杆塔,正常情况Ⅱ:（最大覆冰）垂直荷载水平荷载纵向荷载不考虑.（3）转角耐张杆塔,正常情况Ⅲ:（最低温无冰无风）垂直荷载水平荷载纵向荷载不考虑.（4）转角耐张杆塔断上导线垂直荷载正常相断线相水平荷载正常相断线相103 110kV白云—安线架空送电线路设计纵向荷载（5）转角耐张杆塔断避雷线垂直荷载正常相断线相水平荷载正常相断线相纵向荷载(6)安装情况Ⅰ垂直荷载水平荷载已装避雷线正装避雷线纵向荷载已装避雷线正装避雷线(7)安装情况Ⅱ垂直荷载已装避雷线正装避雷线水平荷载已装避雷线正装避雷线103 110kV白云—安线架空送电线路设计纵向荷载已装避雷线正装避雷线(8)安装情况Ⅲ垂直荷载已装导线正装导线已装避雷线水平荷载已装导线正装导线已装避雷线正装避雷线纵向荷载(9)安装情况Ⅳ垂直荷载已装导线未装导线水平荷载已装导线已装避雷线纵向荷载103 110kV白云—安线架空送电线路设计图2.3各种情况下的杆塔荷载。2.8.4塔身风荷载计算主材内力一般受大风情况及断线张力控制：当时耐张杆塔风压为：103 110kV白云—安线架空送电线路设计当时耐张杆塔风压为：2.8.5铁塔自重因为资料原因，本铁塔的自重默认为。2.8.6铁塔内力计算(1)铁塔主材内力计算：利用节点法对点求力矩：(2.37)式中——截面以上所有垂直荷载之和；——截面以上所有外力力矩之和；——力作用点到截面点之间距离。(2)铁塔斜材内力计算：利用节点法对点求力矩：(2.38)式中——截面以上所有外力力矩之和；——力作用点到截面点之间距离。103 110kV白云—安线架空送电线路设计2.9铁塔基础的稳定性设计2.9.1基础的选择原则应根据基础的受力，杆塔的形式，沿线的地形，工程地质、水文以及施工运输等条件综合确定，设计基础时应该符合安全、经济、方便的原则。2.9.2计算基础受力铁塔的每个塔腿基础承受着铁塔上部传下来的压力、上拔力、下压力、水平力和扭力。(1)运行情况下的上拔力T、下压力N计算:下压力(2.39)上拔力(2.40)式中——所有外力对塔腿y-y面的力矩之和；——铁塔所有垂直力之和；——塔身正面宽度。(2)断线情况下的上拔力T、下压力N计算:(2.41)(2.42)式中——所有外力对塔腿y-y面的力矩之和；——铁塔所有垂直力之和；——塔身正面宽度。103 110kV白云—安线架空送电线路设计2.9.3确定计算参数(1)确定和表2.19上拔和倾覆基础稳定设计安全系数杆塔类型上拔稳定倾覆稳定直线型1.61.21.5悬垂转角、耐张型2.01.31.8转角型、终端型、大跨越2.51.52.2(2)土壤，土质为粘土。表2.20粘性土的分类粘土>7亚粘土10<17轻亚粘土3<10表2.21粘性土状态的划分坚硬0硬塑0<0.25可塑0.25<0.75软塑0.75<1流塑>1表2.22各种土质的上拔角和计算容重参数粘土、亚粘土、轻亚粘土粗砂、中砂细纱粉砂坚硬、硬塑可塑软塑（kN/）171615171615α(度)262010282622103 110kV白云—安线架空送电线路设计(1)确定临界深度：表2.23临界深度土名及状态圆形底板方形底板沙类土2.5D3.0B粘性土（坚硬的、硬塑的）2.0D2.5B粘性土（可塑的）1.5D2.0B粘性土（软塑、流塑1.2D1.5B由上表可知。(4)确定地基的基本容许承载应力表2.24基本容许承载应力表塑性指标液性指标00.51.000.250.500.751.001.20孔隙比0.5350310280450410370(340)0.6300260230380340310280(250)0.7250210190310280250230200160本设计结合已知条件[R]=170kN/m²。(5)确定基础宽度和埋深的承载应力修正系数和表2.25基础宽度和埋深的承载应力修正系数土的类别老粘性土和一般粘性土粘土、亚粘土0.31.5轻亚粘土0.52.0按上表，因上为粘土，则=0.3，=1.5。103 110kV白云—安线架空送电线路设计2.9.4基础强度稳定设计(1)设计条件沿线地质为粘土，孔隙比，液性指标，地下水在表面下2.4米。(2)基础受力铁塔的每个塔腿基础，承受着铁塔传来的压力、上拔力、水平力和扭力。(3)基础基本尺寸，，，，，(4)基础强度设计不考虑粘土与基础之间的摩擦，采用“土重法”进行计算。①上拔稳定计算上拔土锥体的体积深度内基础体积当时，(2.43)当时，(2.44)式中——计算上拔角；——根开m.。基础上拔稳定按下式计算满足公式(2.45)式中——上拔力；——基础自重；——土的计算容量；、——土抗力和基础自重相关的上拔设计安全系数。②下压稳定计算地基容许承载应力R计算：103 110kV白云—安线架空送电线路设计(2.46)求双向偏心受压基础地面的压应力：(2.47)(2.48)(2.49)式中——下压力；——基础混凝土自重；——底板正上方土重力。2.9.5地基的容许承载应力核算当基础受轴心压力时:(2.50)基础满足要求2.10本章小节本章节主要对设计内容及方法进行具体的说明并列出各项设计结果。本章根据设计的基本条件和相关条件，翻阅了相关书籍，依次进行了设计。主要分为导地线的应力弧垂计算并制作曲线图，杆塔荷载和内力计算，线路室内定位，基础校验和相关金具、绝缘子的选配和校验。本章只是对设计过程进行理论的阐述和说明，具体的计算过程见计算书。103 110kV白云—安线架空送电线路设计3计算书3.1架空线路的应力和弧垂计算3.1.1导线的应力弧垂计算书(1)确定导线各气象条件的比载①自重比载计算由得②冰重比载计算由得③垂直总比载计算由得④无冰风压比载计算最大风内过电压103 110kV白云—安线架空送电线路设计外过电压(有风)安装(有风)⑤覆冰时的风压比载⑥无冰时综合比载计算最大风内过电压外过电压(有风)安装(风)⑦覆冰综合比载计算(2)许用应力、年均应力的确定由103 110kV白云—安线架空送电线路设计(3)可能有控制气象条件表3.1控制气象条件排序项目最低温年平均覆冰有风许用应力120.0675.04120.06比载34.0234.02123.04气温℃-2010-50.2840.4531.025编号CBA(1)临界档距计算(5)导线应力和弧垂计算：状态方程式：103 110kV白云—安线架空送电线路设计令则弧垂计算公式：⑴最高温时（）表3.2最高温时导线应力弧垂档距（m）AB（）f(m)50-30.3219162.43737.020.28793.639-26.24132135.45943.3450.86015019.40982461.92937.0252.52320077.611146598.98435.9344.734250152.442229060.91334.9617.602300243.902329847.71434.42511.118350351.99448959.38934.10015.276400476.709586395.93633.88920.077450618.056742157.35733.74425.520500776.032916243.65033.64031.603550950.6381108654.81733.56338.3276001141.8721319390.85633.50445.6936501349.7361548451.76933.45953.698103 110kV白云—安线架空送电线路设计⑵最低气温时（）表3.3最低温时导线应力弧垂档距（m）AB（）50-116.50526932.500117.17293.639-112.42532135.459114.861150-66.77582461.92979.743200-8.573146598.98455.74625066.258229060.91345.311300157.718329847.71440.766350265.807448959.38938.416400390.525586395.93637.034450531.872742157.35736.147500689.848916243.65035.540550864.4541108654.81735.1066001055.6881319390.85634.7846501263.5521548451.76934.538⑶年均气温（）表3.4年均温时导线应力弧垂档距（m）AB（）50-73.4139162.43775.04093.639-69.33332135.45975.040150-23.68382461.92953.09120034.519146598.98443.381250109.350229060.91339.260300200.810329847.71437.225350308.900448959.38936.075400433.617586395.93635.361450574.964742157.35734.885500732.940916243.65034.552550907.5461108654.81734.3096001098.7801319390.85634.1266501306.6641548451.76933.986103 110kV白云—安线架空送电线路设计⑷事故条件时（）表3.5事故条件时导线应力档距（m）AB（）50-102.1419162.437103.00493.639-97.69032135.459101.199150-52.41182461.92969.4892005.791146598.98450.86725080.622229060.91343.039300172.082329847.71439.385350280.171448959.38937.588400404.889586395.93636.451450546.236742157.35735.711500704.212916243.65035.202550878.8181108654.81734.8346001070.0521319390.85634.5616501277.9161548451.76934.351⑸大气过电压（有风）（）表3.6大气过电压（有风）时导线应力档距（m）AB（）50-66.2319351.93468.23993.639-62.15132800.08369.034150-16.50184167.40450.07220041.701149630.94142.225250116.532233798.34538.797300207.992336669.61737.065350316.081458244.75636.073400440.799598523.76335.451450582.146757506.63735.034500740.122935193.37934.741550914.7281131583.98934.5266001105.9621346678.46634.3656501313.8261580476.81134.240103 110kV白云—安线架空送电线路设计⑹大气过电压（无风）（）表3.7大气过电压（无风）时导线应力弧垂档距（m）AB（）f(m)50-66.2319162.43768.2010.15693.639-62.15132135.45968.9170.541150-16.50182461.92949.7791.92220041.701146598.98441.8804.062250116.532229060.91338.2256.913300207.992329847.71436.71410.424350316.081448959.38935.72314.583400440.799586395.93635.10219.384450582.146742157.35734.68724.826500740.122916243.6534.39530.908550914.7281108654.81734.18137.6346001105.9621319390.85634.02045.0006501313.8261548451.76933.89653.006⑺操作过电压（）表3.8操作过电压导线应力档距（m）AB（）50-73.41310313.6575.23593.639-69.33336173.11575.646150-23.68392822.85054.70320034.519165018.40045.431250109.350257841.24941.357300200.810371291.40039.322350308.900505368.84838.160400433.617660073.59737.434450574.964835405.64636.949500732.940103136499536.609550907.5461247951.64436.3616001098.78/1485165.59836.174650130.6441743006.84236.030103 110kV白云—安线架空送电线路设计⑻安装气象条件（）表3.9安装气象条件时导线应力弧垂档距（m）AB（）50-120.1419351.934103.02293.639-98.06132800.083101.260150-52.41184167.40469.7242005.791149630.94151.22825080.622233798.34543.416300172.082336669.61739.856350280.171458244.75637.953400404.889598523.76336.811450546.236757506.63736.068500704.212935193.37935.555550878.8181131583.98935.1866001070.0521346678.44634.9116501277.9161580476.81134.700⑼覆冰无风气象条件（）表3.10覆冰无风气象条件时导线应力弧垂档距（m）AB（）f(m)50-94.959108742.067104.8500.34993.639-90.879381391.586118.1851.085150-45.229978678.600116.8752.82020012.9731739873.067116.1025.04725087.8042718551.667115.6077.920300179.2643914714.400115.28511.437350287.3535328361.267115.06915.596400412.0716959492.267114.91820.397450553.4188808107.400114.81025.839500711.39410874206.670114.73031.923550885.10013157790.070114.66938.6316001077.23415658857.600114.62246.0216501285.09818377409.270114.58554.018103 110kV白云—安线架空送电线路设计⑽覆冰有风气象条件（强度）（）表3.11覆冰有风（强度）气象条件时导线应力档距（m）AB（）50-94.959119849.163105.68893.639-90.879420347.559120.047150-45.2291078642.464120.06020012.9731917586..603120.06025087.8042996229.067120.060300179.2644314569.856120.060350287.3535872608.971120.060400412.0717670346.411120.060450553.4189707782.176120.060500711.39411984916.270120.060550886.0001450.1748.680120.0606001077.23417258279.420120.0606501285.09820254508.490120.060⑾覆冰有风气象条件（校验）（）表3.12覆冰有风（校验）气象条件时导线应力档距（m）AB（）50-94.959114990.141105.32593.639-90.879403305.487119.243150-45.2291034911.226118.69120012.9731839842.251118.36025087.8042874753.517118.146300179.2644139645.064118.007350287.3535634516.893117.912400412.0717359369.003117.846450553.4189314201.394117.799500711.39411499014.070117.764550886.00013913807.020117.7376001077.23416558580.260117.7166501285.09819433333.770117.700103 110kV白云—安线架空送电线路设计⑿最大风气象条件（强度）（）表3.13最大风（强度）气象条件时导线应力档距（m）AB（）50-94.95919531.27097.02393.639-9087968502.15098.000150-45.229175781.50975.83120012.973312500.46163.80025087.804488281.97057.891300179.264703126.03754.808350287.353957032.66153.025400412.0711250001.84351.905450553.4181582033.58251.154500711.3941953127.87950.627550886.0002363284.73450.2426001077.2432812504.14649.9526501285.0983300786.11649.727⒀最大风气象条件（校验）（）表3.14最大风（校验）气象条件时导线应力档距（m）AB（）50-94.95916017.00796.67393.639-90.87956176.51496.866150-45.229144153.02972.58820012.973256272.05159.47525087.804400425.07953.276300179.264576612.11450.136350287.353784833.15548.352400412.0711025088.20347.242450553.4181297377.25746.504500711.3941601700.31745.987550886.0001938057.38345.6116001077.2432306448.45645.3286501285.0982706873.53545.110103 110kV白云—安线架空送电线路设计3.1.2避雷线应力和弧垂计算避雷线选：GJ-50型号(1)地线相关参数弹性系数截面积线性膨胀系数外径(2)避雷线比载计算①自重比载：②冰重比载：③垂直总比载：④无冰风压比载最大风：103 110kV白云—安线架空送电线路设计外过电压、安装有风：⑤覆冰风压比载：⑥无冰综合比载：最大风外过电压，安装有风⑦覆冰综合比载：(3)+15℃无风无冰应力和弧垂计由s=1m,h=6m.查表(控件档距的求解图)得103 110kV白云—安线架空送电线路设计避雷线在+15℃,无风,无冰时的应力为弧垂取得(4)避雷线的应力和弧垂计算状态方程式103 110kV白云—安线架空送电线路设计表3.15避雷线的应力和弧垂档距（m）过电压过电压最低温最大风覆冰安装事故年均温50180.7610.141251.91224.32269.07231.48231.41190.8093.639182.8610.489249.75230.30329.42230.37230.21192.06150128.2881.789171.16180.36357.87158.17157.37133.48200106.6673.824127.20157.05378.78121.58120.21109.1525097.4226.542108.12145.52394.50105.99104.7798.7830092.7889.89099.29139.31406.0798.5497.3193.6535090.16213.85594.54135.62414.6494.4493.2390.7540088.51418.43391.69133.28421.0791.9590.7588.9545087.41423.62389.82131.69425.9990.3189.1287.7550086.64129.42588.54130.57429.8189.1787.9986.9155086.07535.83887.61129.74432.8088.3587.1786.2960085.64942.86386.92129.11435.2087.7586.5585.833.2杆塔的选择杆塔形式的选择主要取决于电压等级、线路回数、地形以及使用条件。拟从白云变电站新建一条110kV送电线路，向安线变电站供电，其导线型号为LGJ－240／40，避雷线为GJ－50，通过我国典型IX级气象区。3.2.1杆塔的选择(1)杆塔选择的原则①按线路的电压等级及线路所经过的地区的地形、地貌条件、交通情来选择杆塔的型式。②应采用材料消耗量较少的杆塔，尽量简化杆塔的尺寸和种类，尽量选用定型杆塔。③导线和避雷线的规格及气象条件也可作为选择杆塔的依据。④尽可能地选用最经济的杆塔型式或高度，充分利用杆塔的使用荷载条件。⑤103 110kV白云—安线架空送电线路设计在工程应用中，尽量用典型设计或经过施工运行检验的成熟杆型，尽量避免特殊设计杆塔，对较大转角杆塔应尽量降低杆塔高度。⑥在统一线路上，尽量减少杆塔形式，做到形式统一。⑦为充分利用地形，排位时高、矮塔应尽量配合使用量配合使用。⑧导线和避雷线的规格及气象条件也可以作为选择杆塔的依据。(2)从导线排列方式来比较单回路杆塔导线水平排列比三角形排列有以下优点。①导线水平排列，在杆塔两侧的导线垂直荷载平衡，因此塔身的弯曲变形不明显。②导线水平排列，在导线不均匀覆冰或脱冰时，不易发生碰线闪络事故，适用于重冰区线路。③导线水平排列，一般采用双避雷线，因此有较好的防雷性能，适用于多雷地区。④导线水平排列，带电检修方便，运行维护二工作量少。单回路杆塔导线水平排列比三角形排列有以下缺点。①线路所占走廊宽。②小截面导线线路，采用双杆比单杆用的钢材、水泥等材料多，投资大。3.2.2选择的结果由于高压等级为110kV，电压等级比较高，而且导线型号为LGJ-240/40，避雷线型号GJ-50，所以对杆塔的强度等级要求比较高，所以选择上字型铁塔。线路所经地区有较多的河道和建筑物，还有很多其它电力线路和通讯线。由于以上原因，直线杆塔选用呼称高为18m的上字型铁塔；耐张杆和转角杆塔采用呼称高为15m的上字型铁塔。杆塔按被跨越物和根据地形适当的按3m逐段加高。3.3绝缘子和金具的选择架空送电线路的导线是利用绝缘子和金具连接固定在杆塔上的，用于线路上的绝缘子不但要承受工作电压的作用，还要受到过电压的作用，受到机械力的作用以及气温变化和周围环境的影响，所以绝缘子应具有足够的绝缘强度和机械强度，对化学杂质的侵蚀具有足够的抵御能力。103 110kV白云—安线架空送电线路设计3.3.1绝缘子按其用途分有：(1)针式绝缘子，(2)蝴蝶式绝缘子，(3)悬式绝缘子。由于本线路电压等级为110kV，所经过地区污秽等级为4级，属于大气严重污染地区，根据实际情况，选用萍乡电瓷厂生产的XWP3－70型绝缘子。表3.16XWP3－70型绝缘子的有关技术参数产品型号盘经mm高度mm泄漏距离mm工频电压有效值kV50﹪闪络电压幅值kV额定机电破坏kN重量kg干闪湿闪击穿XWP3-7025516045045120120707.53.3.2按泄露比距要求选择绝缘子片数式中n——绝缘子片数；——泄露比距；Kx——泄露比距的有效系数，取1.0；L——几何泄露距离。所以取9片绝缘子。3.3.3按绝缘子串的污闪电压选择绝缘子的片数103 110kV白云—安线架空送电线路设计(1)当绝缘子串缺乏合适的操作冲击闪络电压数据时，可用工频湿闪电压数据作选择依据，此时绝缘子串的工频50%湿闪络电压峰值Ussm应满足下式要求：（kV）式中K——考虑了工频与操作冲击电压差别等因素而引入的湿闪络电压综合校正系数，取1.1K0——操作过电压倍数取4.0U——线路的最高运行相电压有效值kV3.3.4按雷过电压选绝缘子片数(1)对装有避雷线的杆塔，当全高超过40m后，每增高10m应增加一片绝缘子。当全高超过100m后，绝缘子数量应结合运行经验，通过雷击过电压的计算确定。(2)对无避雷线线路的大跨越，应比规程规定多一片绝缘子。3.3.5选择结果综上所述,经校验确定，绝缘子在直线杆上用9片，耐张杆上用10片。3.3.6金具的选择按性能、用途选择悬垂线夹、耐张线夹、联结金具、接续金具、保护金具和拉线金具等六大类金具。103 110kV白云—安线架空送电线路设计3.3.7导线用单联悬垂绝缘子串用金具表3.17导线双联悬垂绝缘子串用金具件号金具名称型号单位数量每个质量（kg）小计质量(kg)总质量(kg)主要尺寸H(mm)1U型螺栓UJ-1880副20.851.7145.1452Q型球头挂环Q-7个20.300.6503耐污型绝缘子XWP3-70片187.5135.0160×94W型碗头挂板W-7A个20.821.6705悬垂线夹CGU-4副23.061096铝扁带1×10m60.030.2-金具连接图见附录。3.3.8耐张绝缘子串组装材料表表3.18导线耐张绝缘子串金具件号名称型号单位数量每个质量kg小计质量kg总质量kg主要尺寸H(mm)1U型挂环U-10副30.541.6132.0852PH型挂环PH-10个10.610.61003L型联板L-1040块24.438.9854Z型挂板Z-7副20.641.3705QP型球头挂环QP-7个20.270.5806耐污型悬式绝缘子XWP2-70片205.50110.0146×107WS型碗头挂板WS-7个20.971.9708螺栓型耐张线夹NLD-4副17.107.1709铝扁带1×10m30.030.185金具连接图见附录。103 110kV白云—安线架空送电线路设计3.3.9避雷线组装材料表表3.19避雷线耐张、悬垂绝缘子串金具金具名称型号每组数量每个质量kg共计质量kg总质量kg主要尺寸H(mm)悬垂金具U型螺丝U-188010.80.83.180(L)挂环ZH-710.50.595悬垂线夹XGU-211.81.882耐张金具耐张线夹NX-211.761.762.7140(L)U型挂环U-710.440.4460挂环ZH-710.50.5953.4排杆定位计算3.4.1杆塔的定位原则(1)杆塔位的选择原则①应尽量少占耕地和良田。②杆（塔）位应尽可能避开洼地、泥塘、水库、冲沟发育地段、断层等水文、地质条件不良的处所，对于带拉线的杆塔还应考虑打拉线处的条件。③杆(塔)位应处于具有较好的施工(组杆、立塔)条件的地方④在使用拉线杆塔时，应特别注意拉线位置，在山区应考虑使拉线长度一般不超过40~50m，在平地及丘陵应避免拉线打在公路、河流及泥塘等地带(2)档距的配置①最大限度地利用杆塔强度，并严格控制杆塔使用条件。②相邻杆塔之间的档距大小不要相差过于悬殊，以免过大地增加纵向不平衡张力。③当不同的杆（塔）型或不同的导线排列方式相邻时，档距的大小应考虑到档中导线的接近情况，如换位杆（塔）间由于导线的交叉要适当减小档距。④当杆塔的摇摆角不足时，应首先考虑在不增高杆塔高度的情况下调整塔位和档距来解决。⑤尽量避免出现孤立档、避免出现特大和过小的档距。(3)杆塔的选用103 110kV白云—安线架空送电线路设计①尽可能使用最经济，而且运行、施工单位又比较满意的塔型和高度，尽量简化杆塔型号。②耐张杆塔尽可能用较低的杆塔，在山区使用时，必须验算边导线跳线对地距离是否满足要求。③除交叉跨越外，一般地区应尽可能不使用悬挂点过高的杆塔。3.4.2杆塔定位高度杆塔的高度主要是根据导线对地面的允许距离决定的最大弧垂曲线模版。直线杆塔：HD=H－λ－[h]－Δh非直线杆塔：HD=H－[h]－Δh式中HD——杆塔定位高度m；H——杆塔呼称高m；L——悬垂绝缘子串长m；[h]——导线在最大弧垂时，导线到地面、水面及被跨越物的安全距离m；Δh——考虑各种误差而采取的定位裕度m。直线杆塔：HZ=18－1.28—6—1=9.72(m)耐张杆塔：HN=15—6—1=8(m)3.4.3K值的确定与弧垂模板的制作(1)最大弧垂的确定：110KV庄慈接青云线架空送电线路，最大弧垂出现在最高气温时。杆塔定位的主要要求是使导线任一点在任何情况下必须保证对地安全距离(即限距)。当直线杆塔高度和导线对地安全距离已知时，即可用下式算出最大允许的弧垂(m)103 110kV白云—安线架空送电线路设计式中H——杆塔的呼称高度m；——悬垂绝缘子串长度m；——导线对地安全距离m，由规程查得；——限距裕度，考虑到勘测设计及施工中造成的误差，在定位时预留的度m。(m)用查导线应力弧垂曲线（见附录），可查得=375m，此档距称为计算档距。取（0.8~0.9）倍的计算档距（平地线路取计算档距0.9倍，山地约为0.8~0.85倍），即=0.9=337.5m，用此假想的代表档距在弧垂应力曲线上查出最大弧垂时的导线应力=57.7Mpa。(2)制作弧垂模板直线杆塔的室内定位，是根据不同档距的最大弧垂绘制成的模板排定的。用最大弧垂绘制的模板，称为最大弧垂模板，简称最大弧垂模板导线弧垂按抛物线方程计算，即：式中g最大弧垂时的导线比载，若最高气温出现最大弧垂若复冰无风时最大弧垂，；——最大弧垂时的导线应力；L——档距(m)。取时符合要求。103 110kV白云—安线架空送电线路设计(3)用最大弧垂模板排定杆塔位置模板的制作：取由K制作模板曲线：3.4.4排杆定位(1)第一耐张段（—）：用模板排第一耐张段，将其看作孤立档处理，所求得的，所以此模板符合要求。(2)第二耐张段（—）：以模板排杆定位，定位后得各档挡距如下：，，查弧垂、应力曲线得对应应力，该模板定位符合要求。(3)第三耐张段（—）：以模板排杆定位，定位后得各档挡距如下：，，,查弧垂、应力曲线得对应应力，该模板符合要求。(4)第四耐张段（—）：以模板排杆定位，定位后得各档挡距如下：，，103 110kV白云—安线架空送电线路设计，查弧垂、应力曲线得对应应力，该模板符合要求。(5)第五耐张段（—）：以排杆定位，定位后得各档挡距如下：，查弧垂、应力曲线得对应应力，该模板定位符合要求。(6)第六耐张段（—）：以杆定位，定位后得各档挡距如下：，，，查弧垂、应力曲线得对应应力，该模板符合要求。⑺第七耐张段：以杆定位，定位后得各档挡距如下：，，查弧垂、应力曲线得对应应力，该模板符合要求。⑻第八耐张段：以杆定位，定位后得各档挡距如下：103 110kV白云—安线架空送电线路设计，，，，查弧垂、应力曲线得对应应力，该模板符合要求。⑼第九耐张段：以杆定位，定位后得各档挡距如下：，，，查弧垂、应力曲线得对应应力，该模板符合要求。⑽第十耐张段：以杆定位，定位后得各档挡距如下：，查弧垂、应力曲线得对应应力，该模板符合要求。⑾第十一耐张段：以杆定位，定位后得各档挡距如下：，，查弧垂、应力曲线得对应应力，该模板符合要求。103 110kV白云—安线架空送电线路设计3.5线路的防振设计张紧在空中的导线或避雷线，由于受到各种因数的影响，而引起的导线振动。随着实践经验的积累，理论研究的不断深入，出现了许多种防振措施：安装护线条、防振锤、阻尼线等，由于防振锤是目前送电线路上广泛采用的一种积极的防振措施，其可将振动的振幅降低到没有危险的范围内。本设计考虑用防振锤。3.5.1锤型号的选择根据导线型号LGJ—240/30和避雷线型号GJ—50，选择防振锤型号为：导线FD—4避雷线FG—503.5.2数量的确定　根据下表选取：表3.20防振锤安装数量防振锤型号导线直径mm防振锤安装数量表当需要安装下列防振锤个数时的相应档距m1个2个3个FG-50，FG-70，FD-2D<12<300300~600600~900FD-3，FD-412≤D≤22≤350350~700700~1000FD-6，FD-5D<22~27.1≤450450~800800~1200各耐张段防振锤选择结果如下：表3.21第一耐张段防振锤安装数量档距154导线1避雷线1103 110kV白云—安线架空送电线路设计表3.22第二耐张段防振锤安装数量档距240272.5168.5导线111避雷线111表3.23第三耐张段防振锤安装数量档距265276284导线111避雷线111表3.24第四耐张段防振锤安装数量档距242.5310290.5导线111避雷线121表3.25第五耐张段防振锤安装数量档距326导线1避雷线2表3.26第六耐张段防振锤安装数量档距270214300导线111避雷线111表3.27第七耐张段防振锤安装数量档距234192导线11避雷线11103 110kV白云—安线架空送电线路设计表3.28第八耐张段防振锤安装数量档距250245264174导线1111避雷线1111表3.29第九耐张段防振锤安装数量档距250290191导线111避雷线111表3.30第十耐张段防振锤安装数量档距259导线1避雷线1表3.31第十一耐张段防振锤安装数量档距225219导线11避雷线113.5.3以第二耐张段为例进行防振设计该耐张段代表档距查应力曲线:最低气温时应力：最高气温时应力：耐张杆确定风速范围上限下限103 110kV白云—安线架空送电线路设计防震锤的安装距离耐张杆右侧安装一个防震锤，安装距离1.23m。直线杆确定风速范围上限下限防震锤的安装距离直线杆左右两侧各安装一个防震锤，安装距离1.23m。直线杆确定风速范围上限下限防震锤的安装距离103 110kV白云—安线架空送电线路设计直线杆左右两侧各安装一个防震锤，安装距离1.23m。耐张杆确定风速范围上限下限防震锤的安装距离耐张杆左侧安装一个防震锤，安装距离1.23m。3.6杆头尺寸校核计算杆塔设计应作到安全、经济、美观。杆塔头部尺寸的决定是否得当，经济、合理的重要因素之一。如果杆塔头部设计过大，在导线出现不平衡张力(如断线、不均匀覆冰或脱冰等)时，会增加塔身的扭矩以及对横担的弯矩。避雷线支架设计的过高会增大塔身的弯矩，加大使用材料规格，浪费材料。同时使线路走廊宽度增大；电磁污染环境加大。由于以上原因，应周密考虑杆塔头部尺寸的设计，设计时主要决定以下电气方面的要求。这些要求可以从两个方面来满足，几档距中各种线间距离的验算和杆塔头部各种安全间隙的检查。3.6.1直线杆塔头部尺寸校核3.6.1.1两个重要参数的计算确定,取考虑.103 110kV白云—安线架空送电线路设计两档的档距:，水平档距：垂直档距：计算某杆塔的垂直档距时,如果该杆塔悬挂点高于左侧杆塔的悬挂点,则取正值,反之取负值;如果该杆塔悬挂点高于右侧杆塔的悬挂点,则取负值,反之取正值。3.6.1.2绝缘子串的风偏角ψ对采用悬式绝缘子串的直线杆塔，应保证在各种运行情况下（外过电压、内过电压、正常工作电压、带电作业），绝缘子串与杆塔构件间保证必要的空气间隙。所以应用绝缘子串的摇摆角校验是否满足要求。摇摆角公式：式中——四种计算情况下相应的最大允许摇摆角，（°）；——绝缘子串所受风力及自重力，（N）。—相导线所用的绝缘子串数;—没穿绝缘子片数，其金具零件按加一片绝缘子受风面积计算;—每片绝缘子的受风面积，单裙绝缘子取0.03，双裙取0.04；—风压随高度变化系数。103 110kV白云—安线架空送电线路设计①正常工作电压时最大风②外过电压时③内过电压时103 110kV白云—安线架空送电线路设计④带电作业时V=10m/s同外过电压=8.834（°）表3.32悬垂绝缘子的风偏角情况运行电压29.4334.0239.02内过电压12.06234.0218.68外过电压4.8734.027.47110kV接地带电部分及带电作业与杆塔的最小空气距离。表3.33带电作业与杆塔的最小空气距离运行电压（m）外过电压（m）内过电压（m）带电作业（m）0.251.00.71.4对非直线杆,只对其跳线风偏角校核ε运行情况:外过电压:内过电压:带电作业:103 110kV白云—安线架空送电线路设计表3.34非直线塔的风偏角情况运行电压29.4334.0245.4内过电压12.0634.0221.69外过电压9.0534.029.05带电作业4.8734.029.053.6.2绝缘子强度校核3.6.2.1绝缘子覆冰情况下安全系数校核由公式计算K的大小，如果，则满足要求式中——绝缘子一小时的机电荷载，N；——绝缘子串中最靠近横担的一片绝缘子所受到的最大使用荷载，N；满足要求.3.6.2.2事故情况下绝缘子的安全系数由公式，计算K的大小，如果，则满足要求103 110kV白云—安线架空送电线路设计满足要求。3.6.3绝缘子串的串数选择3.6.3.1悬垂绝缘子串的串数是根据最大荷载和断线情况下来选择的(1)按导线最大综合荷载计算式中——悬式绝缘子在运行情况下的机械强度的安全系数，；——导线覆冰时的综合比载，N；——绝缘子串覆冰时的综合比载，N；——绝缘子一小时机电荷载，N。(1)按导线断线条件计算式中——悬式绝缘子在断线情况下的机械强度的安全系数，K2=1.3；——导线断线张力，N；——绝缘子一小时机电荷载，N。经校核悬垂串数为1串，考虑安全情况选择2串。103 110kV白云—安线架空送电线路设计3.6.3.2对于耐张绝缘子串式中——悬式绝缘子在运行情况下的机械强度的安全系数，；——导线的最大使用张力，N；——绝缘子一小时机电荷载，N。经校核耐张串的穿数为1串，为安全考虑选择2串。3.6.4档距中导线的水平线间距的校验式中——导线的水平线距，m——悬垂绝缘子串长度，m——线路的电压等级，kV——导线的最大弧垂，m导线间等效水平距离为：所以符合要求。图3.1导线间水平距离3.6.5避雷线保护计算103 110kV白云—安线架空送电线路设计(1)避雷线与导线在档距中央的距离配合（本设计为单避雷线）按雷击避雷线档距中央避雷线时，不使二者发生间隙击穿的最小距离校验，气象条件：，无风。取代表档距校验其中即∴符合要求(2)避雷线对边导线的保护角的校验通常情况下为20º~30º，110kV线路，一般采用20º左右。计算公式：式中s——导线与避雷线之间的水平距离m；h——导线与避雷线之间的垂直距离m。3.7耐张杆强度计算3.7.1耐张杆强度设计由于本设计是110kV线路，全线架设单避雷线。以为例，3.7.1.1导线的水平档距和垂直档距：两侧档距：，高差：，103 110kV白云—安线架空送电线路设计水平档距：垂直档距:——分别为耐张杆两侧应力；——分别为耐张杆两侧比载。计算某杆塔的垂直档距时,如果该杆塔悬挂点高于左侧杆塔的悬挂点,则取正值,反之取负值;如果该杆塔悬挂点高于右侧杆塔的悬挂点,则取负值,反之取正值。3.7.1.2各种气象条件下的荷载计算(1)正常情况Ⅰ（最大风速，V=25m/s无冰，未断线）垂直荷载：水平荷载：绝缘子串及金具所受风荷载式中——一相导线所用绝缘子串数；——每相绝缘子片数；103 110kV白云—安线架空送电线路设计——每片绝缘子受风面积；——风压随高度变化系数。(2)正常情况Ⅱ（覆冰有风）垂直荷载水平荷载(3)正常情况Ⅲ（最低气温、无冰、无风）103 110kV白云—安线架空送电线路设计垂直荷载水平荷载(4)断线情况Ⅰ（断上导线、避雷线未断）垂直荷载正常相断线相,一般考虑导线在线夹处断线，故只有绝缘子及金具重量水平荷载正常相断线相纵向荷载断线相张力TD为断线张力在顺线方向。(5)断线情况Ⅱ（断避雷线、导线未断）未断导线垂直荷载103 110kV白云—安线架空送电线路设计=2713.17(N)断避雷线垂直荷载未断导线水平荷载断避雷线水平荷载断避雷线纵向荷载(6)安装情况Ⅰ垂直荷载计算：水平荷载计算：已装避雷线水平荷载计算：正装避雷线水平荷载计算：纵向荷计算已装避雷线：正装避雷线：103 110kV白云—安线架空送电线路设计(7)安装情况Ⅱ垂直荷载计算已装避雷线：正装避雷线：水平荷载计算已装避雷线：正装避雷线纵向荷载计算已装避雷线正装避雷线(8)安装情况Ⅲ未装导线垂直荷载计算水平荷载计算已装避雷线103 110kV白云—安线架空送电线路设计已装导线水平荷载计算正装导线水平荷载计算已装导线纵向荷载计算(9)安装情况Ⅳ垂直荷载计算已装导线垂直荷载正装导线垂直荷载计算103 110kV白云—安线架空送电线路设计水平荷载计算已装导线水平荷载计算已装避雷线水平荷载计算正装导线水平荷载计算纵向荷载计算正装导线纵向荷载计算3.7.2上字型铁塔强度计算塔身风压计算公式式中——风压高度变化系数；——构件体型系数；103 110kV白云—安线架空送电线路设计——风荷载调整系数；——构件承受风压投影面积计算值内力选取的点见附录图A1.7(1)铁塔主材内力计算主材内力一般受大风情况及断线张力控制：当时耐张杆塔风压为：当时耐张杆塔风压为：最大风时内力计算：N为了清楚起见工程中常列表计算。下面将各主材内力、、、列于表中。103 110kV白云—安线架空送电线路设计表3.35铁塔主材大风时内力情况主材内力力矩轴向力大风断线103 110kV白云—安线架空送电线路设计(2)铁塔斜材内力的计算：计算大风和断线情况斜材的受力：对杆塔顶端连线交点求力矩，d为斜材内力的力臂，为了清楚起见工程中常列表计算。下面将各斜材内力、列于表中。表3.36铁塔斜材大风时内力情况斜材内力力矩轴向力)大风下面将各斜材内力、列于表中。103 110kV白云—安线架空送电线路设计表3.37铁塔斜材断线时内力情况斜材内力力矩M（N.M）轴向力N(N)断线3.7铁塔基础设计沿线路的地质条件：粘土，孔隙比：0.8，液性指数：0.75，地下水在表面下2.4米。当基础的宽度大于3m或埋深大于1.5m时，地基上的允许承载应力R为由于资料的缺少，默认杆塔的重量为103 110kV白云—安线架空送电线路设计3.8.1铁塔基础作用力：正常情况下（最大风）下压力为了清楚起见工程中常列表计算。下面将各内力、列于表中。表3.38铁塔塔腿基础大风时受力情况受力分类力矩受力大小大风103 110kV白云—安线架空送电线路设计下面将各内力、列于表中。表3.39铁塔塔腿基础断线时受力情况受力分类力矩受力大小断线风情况下水平力103 110kV白云—安线架空送电线路设计3.8.2基础上拔计算：(1)上拔稳定计算：根据下表选择水平力影响系数：表3.40水平力影响系数无水平力0.15~0.40.4~0.70.7~1.0影响系数11.0~0.90.9~0.80.8~0.75所以取基础设计体积：估算基础自重，取基础比重为查表得计算容重上拔角时查阅下表表3.41上拔和倾覆基础稳定设计安全系数杆塔类型上拔稳定倾覆稳定直线型1.61.21.5悬垂转角、耐张型2.01.31.8转角型、终端型、大跨越2.51.52.2103 110kV白云—安线架空送电线路设计得到T满足要求。(2)基础强度计算：（正方形基础）选用钢筋为冷拉Ⅱ级，，，，，假设钢筋总数8根，3×3分布。此时，查表选择钢筋直径钢筋截面积钢筋总面积因为所以假设符合要求，每侧使用3根，则钢筋总数为8根。103 110kV白云—安线架空送电线路设计3.8.3基础下压的计算：(1)轴心荷载的作用：（基础底面的压力分布均匀）(2)地基受压强度计算：要求，取而故基础满足要求。3.9本章小结输电线路设计计算书以计算为主，通过输电线路设计说明书提供的步骤和参数，把输电线路设计的各个步骤和具体项目的计算内容、校验内容等都完整的计算出来。从科学、经济的角度上选择输电线路设计所需要的材料器具的型号和种类，校验输电线路的安全经济性、合理性等。输电线路设计计算书是架空输电线路设计上尤为重要的一环，是输电线路设计的核心内容。必须以科学严谨的态度来对待它，用小心仔细的态度来计算它，保证它的正确性，才能让输电线路设计更加科学，设计更加严谨可靠。103 110kV白云—安线架空送电线路设计4结论本设计是110kV白云-安线架空线路设计，本次设计主要内容包含说明书和计算书两大部分。设计共历时三个半月，在设计即将完成的时候，本人对此段时期所做的工作和心得作一次总结结。本设计对大学期间所学的线路知识进行了系统的运用，使我对线路设计有了进一步了解。本次设计根据规划要求、路径经过地区气象条件、地理情况进行了系统的专业的分析与设计。设计严格按照输配电线路工程中的设计要求、输配电专业毕业设计要求、以及标准设计流程进行。在设计中参考并引用了大量资料，最终根据设计任务书主要完成如下设计内容：根据气象条件和导线参数进行了架空线的应力和弧垂计算，绘制出应力弧垂曲线图；断线和不平衡张力的计算；导线防震设计，杆塔和金具的选择以及进行了相关的校验，并且还进行了基础的设计和一系列的校验。在完成相关计算后，利用计算机的软件做成了电子稿的形式。通过这次设计，我更好地掌握了本专业的设计方式以及对CAD和WORD软件的使用，同时我也认识到自己专业知识还存在太多的不足，通过这次全面的设计，即是对我大学四年来所学知识的一次检测，又是对我即将工作的一次很好的考验。在这次设计中我借鉴了许多前辈的经验，避免了许多的弯路。通过架空线的应力弧垂计算，绘制了导地线的应力弧垂曲线图，在为排杆定位提供依据的同时更为以后线路运行提供了重要的安全依据。在杆塔的选择上我选用了铁塔作为我的110kV高压线路杆塔类型。实践证明这种选择是正确的。此种型塔不但牢固而且结构简单成本在同类耐张铁塔中较低，做为110kV这种目前处于中距离输电网的线路来说在坚固了安全可靠的前提下拥有相当高的经济性并且在重覆冰的情况下可以保证很高的安全性。本次设计拥有较高的工程实践性，贴近工程实践，设计原题来自电力设计院的实际项目。注重最新的设计知识，通过计算机进行一部分的设计以及计算，利用CAD进行图标的绘制。通过设计大大的提高了我对本专业的认知度、体会到工程设计需要严谨、科学和务实的态度。由于本人水平有限，本设计中难免有错误和不足之处，恳请各位老师批评斧正。103 110kV白云—安线架空送电线路设计谢辞本文是在输电教研室副教授支持和指导下完成的。在此期间，倪老师的耐心指导，提了很多的建议，使我在设计及撰写论文过程中受益颇多。在此谨向倪老师表示衷心的感谢。本设计参考了大量相关资料、文献，参考书目列于全书后面，在此亦谨向资料和文献的作者表示谢意。此外，也非常感谢许多老师与同学的帮助。最后，感谢学位答辩委员各位老师会对本论文的审评。103 110kV白云—安线架空送电线路设计参考文献[1]陈祥和、田启华，输电杆塔设计[M].南京工程学院,2006年2月[2]张殿生，电力工程高压送电线路设计手册[M].中国电力出版社,2003年1月[3]李博之，高压架空输电线路架线施工:计算原理[M].中国电力出版社,2002年1月[4]刘树堂，输电杆塔结构及其基础设计[M].中国电力出版社,2001年6月[5]胡国荣，输电线路基础[M].中国电力出版社,2003年6月[6]曾德君，220kV及以上输电线路杆型装置图[M].中国电力出版社,2004年8月[7]董吉谔，线路金具手册[M].中国电力出版社,2001年6月[8]邵晓天，架空送电线路的电线力学计算[M].中国电力出版社,2003年10月[9]孟遂民、李光辉，架空输电线路设计[M].中国电力出版社,2005年8月[10]张芙蓉、倪良华，电气工程专业毕业设计指南输配电分册[M].中国水利水电出版社,2003年7月[11]李博之，高压架空输电线路施工技术手册杆塔组立计算部分(第二版)[M].中国电力出版社,2002年1月103 110kV白云—安线架空送电线路设计附录1图纸图A1.1导线应力弧垂曲线103 110kV白云—安线架空送电线路设计图A1.2避雷线应力弧垂曲线103 110kV白云—安线架空送电线路设计图A1.3直线杆塔金具图103 110kV白云—安线架空送电线路设计图A1.4耐张杆塔金具图103 110kV白云—安线架空送电线路设计图A1.5弧垂模版图（）103 110kV白云—安线架空送电线路设计图A1.6直线杆塔图103 110kV白云—安线架空送电线路设计图A1.7耐张杆塔图103 110kV白云—安线架空送电线路设计图A1.8排干定位图(1)103 110kV白云—安线架空送电线路设计图A1.8排干定位图(2)103 110kV白云—安线架空送电线路设计附件2外文资料翻译A2.1配电系统（译文）配电网是电力输送到用户的最后阶段。配电系统的网络是将传输系统中的电力传递给消费者。通常情况下，配电网络将包括中压（1KV至72.5kV）电力线路、变电站和柱上变压器、低压（小于1kV）配电线路和电能表计。历史在电力分配的早期，直流（DC）发电机以相同的电压连接到负载。发电设备、传输和负载必须是相同的电压，因为没有办法改变直流电压水平，除非改变电动机发电机组电压。直流低电压（100伏）这是主要的电力负荷白炽灯的实际电压。低电压配电建筑也需要安全绝缘。电缆的损耗与电流的平方，与电缆的电阻成正比。更高的传输电压会增加已有铜线的传输电能的能力，但没有有效的方法改变直流电源电路的电压等级。为了提高经济实用减小损失产生的采用粗电缆和本地发电机的爱迪生直流系统。早期的直流发电厂距离最远的客户距离一般大约为在1.5英里（2.4公里）从而避免过于庞大和昂贵的导体。交流电的介绍直接电流之间的竞争（DC）和交流（AC）（在美国，分别以托马斯爱迪生和乔治西屋为代表）被称为电流的战争。在相互的竞争中，交流成为传输功率的主要形式。安装在发电站的电力变压器，可以用来提高发电机的电压，并利用当地的变电站的变压器降低电压以便供电。增加电压以便降低当前输电和配电线路导体的损失，这使得长距离电力输配电更经济，发电机（如水电站）可以远离负荷所在地。配电系统差异北美和欧洲的配电系统有所不同，北美的系统往往有更大数量的低电压的降压变压器靠近客户的场所。例如，在美国，一杆安装在一个郊区设置变压器可供7-11的房子，而在英国一个典型的城市或郊区的低压变电站通常是额定315千瓦和1MVA，供应着整个邻里之间。这是因为欧洲应用的高电压（415V与230V）可以以较低的功率损耗传输较大的距离。在北美建立的防守的优点是，在一个单一的变压器故障或维护时，只会影响较少的客户。英国的安装方式的优点是变压器可能更少，更大和更有效的减少备用容量，减少电力浪费以便满足多样性的需求。北美的城市地区划分成很多客户区域，形成网络分布并且用多个变压器和低压母线将街区连接在一起。农村电气化系统，因为长距离的配电线路覆盖使得城市系统相比更倾向于使用更高的电压，（见农村电气化管理局）。7.2，12.47，25，和34.5kV是美国常见的配电电压；11kV和33kV电压等级在英国、新西兰和澳大利亚很常见；11kV和22kV在南非很常见的；其他电压等级偶尔使用。在新西兰，澳大利亚，萨斯喀彻温省，加拿大，南非偏远的农村地区采用单线接地回路系统（SWER）。103 110kV白云—安线架空送电线路设计电力电子技术现在允许直流电压电压等级的转换，交流在配电网中的应用是因为经济优势，效率和可靠的变压器。高压直流应用于在大范围、远距离的输电，或用于连接相邻的交流网络，而不是分配电能给客户。电力通常是在发电站产生的11-25kv电压长然后升高到400千伏，220千伏或132千伏通过高压线传输网络进行远距离传输。通常，这些线路传递电能到数百公里成为一个共同的电源称为网格。网格一般通过33kv子传输网络（或有时66kV）线连接到负荷中心（市）。这些网格线终点在33kV（有时66kV）变电站，并且降压至11kV或更低，通过11kV电压配电网传送到负荷点。现代配电系统现代配电系统开始于配电站,通过电能表的辅助服务最终传递到用户的插座中。配电线路服务于很多的用户。从2300到35000伏特选择适合电压使用于短距离配电线路取决于功能标准，传输距离不同，服务的负荷。配电网由安置在变电站的变压器提供电能，其中降低高电压是用于电力配电传输。传输电能的导体布可以是架空杆线，或在被埋入人口稠密的地区地下的电缆。城市和郊区的住宅，商业，工业的配电负荷为三相制。在农村地区因为较少的客户配电可采用单线制以保证经济性。只有大的消费者是直接从配电网中获得电能；大部分客户都连接到一个变压器，降低了配电电压以供照明和室内配电系统使用。变压器可以安装线杆上或设置防护栏安置在地面上。在农村地区，一个电杆上变压器可能只有一个客户，但在更密集的地区可能有多个客户连接。在非常密集的城市地区，由许多变压器通过总线相互连接形成二级网络。每个客户都引下线和计费表。（很小的负载只每月收取费用，如庭院灯、仪表。）接地系统连接到大地通常是供电系统提供给客户以便设备需要接地。对客户的系统连接到接地的目的是限制过电压，如高压导线落在低电压的导体，或配电变压器内发生故障。如果所有的导电物体结合到同一个接地系统，会减小触电的风险。然而，混乱的连接与接地线路的错乱问题可能会导致客户的管道，游泳池或其他设备出现的电压。通常这些来自以外的其他客户的处所的地方问题很难解决。国际差异在许多地区，三相三角形接线是很常见的。三角形接线没有中性线而很便宜。在北美国和拉丁美洲的美国，三相通常是Y形接线，中性点直接接在发电机转子的中心处。配电变压器中性点经过低电阻接地。Y形接线是采用一般绝缘三相四线制。三相Y形接线在电机和大功率设备的应用表现优异。世界上在住宅和轻工业服务的许多领域使用单相220V或230V。在这个系统中，高压配电网的单位面积内都有几个变电站直接分配230V电源。三项中的火线和一个零线连接到建筑物。单相配电常用负荷比较小的地方。北美在美国和加拿大等国家，分阶段的服务是最常见的。分阶段只提供120V和240V的三相制服务。用户的电压由当地变压器提供。中性点直接连接到三相接线中性点。插座电压只有120V，但高负荷的设备因为采用两个不同的相位而使用240V。欧洲在欧洲，工业和家庭使用的配电网是三相四线制系统。三相电压为400伏和单相电压230伏。有的工业客户采用三相电压为690/400伏。日本日本拥有大量小型工业制造商，因此许多郊区采用低于标准低压三相电压。同时，日本的正常供应的住宅为三相中的两相外加一条中性线。这些电压对照明和电动机工作提供很好的前提。农村服务103 110kV白云—安线架空送电线路设计农村供电通常尽量减少极线的数目。一根线单线接地回路（SWER）是最昂贵的。它使用高电压，从而允许使用镀锌钢线。结实的廉价钢线允许很长的间距。其他地区使用高压分相导线或三相导线供电成本都较高。计量电能表根据不同的电气服务的形式使用不同的计量方程。由于不同的服务，在计能表的导线和传感器的数量上也有所不同。条款除了指的是物理布线，电气服务这个词也指在抽象意义上的对建筑提供电力。分布网络配置配电网络有两种典型的类型，径向或关联（见点网络）。径向网络离开变电站，通过与其他相连的不成网络的供电，这是典型的对孤立负荷区供电形式。一般是在城市地区建立互联网络，发现并将供应其他多个点进行连接。这些点的连接通常是开放而允许使用的不同关闭和打开开关的配合进行操作。这些开关的操作可以通过控制中心遥控或操作员。相互连接网络好处是，在发生故障或需要维修时网络可以小面积分离保证其余网络的正常供电。在这些网络中有可能包含利用传统的电线杆和电线施工的架空线路，电缆和室内或地下变电站越来越多。然而，地下分布比建设架空线路更加的昂贵。为了减少这种成本，地下电力线有时有限放置在常见的管道中，被称之为管线。来自一个变电站的配电线一般由一个断路器控制，当遇到故障则打开进行维修。自动重合闸装置可以安装进一步隔离故障线从而减少故障的影响。长供电线路按照经验要求安装电容器或电压调节器应对电压降。供应商和客户之间的合同规定给客户的供应电能的变量通常包括：•交流或直流-如天几乎所有的公众都是用交流电。电气化铁路用户电话交换机和工业生产过程需要大量的直流功率，如铝冶炼通常他们自己有或是相邻的专用发电设备，或使用整流器从公共交流电源转换成直流。•标准电压和波动范围（例如，）•频率，通常50或60赫兹，一些铁路使用16.6赫兹和25赫兹，在一些老工业和采矿的地区采用25赫兹。•相配置（单相，两相和三相相包括）•最大需量（测量在15或30分钟的时间最大的平均功率需求的最大电能）•负荷系数，表示一段时间内平均负荷与高峰负荷的比。负载因素表明（投资）配电线路或系统设备的有效利用的程度。•连接负载的功率因数•接地系统TT，TN-S，TN-C-S或TN-C•预期短路电流•稳定性流通产业103 110kV白云—安线架空送电线路设计传统的电力工业一直是公有的制度，在20世纪70年代开始，国家开始解除管制并开始私有化，产生了电力市场。这些主要的重点是消除前所谓输电，配电的自然垄断。因此，电力已更多的成为了商品。分离也导致发展出新的术语的来描述业新的行业（例如，线路公司，线路业务和电网公司）。译自《维基百科》A1.2Electricpowerdistribution（原文）Electricitydistributionisthefinalstageinthedeliveryofelectricitytoendusers.Adistributionsystem"snetworkcarrieselectricityfromthetransmissionsystemanddeliversittoconsumers.Typically,thenetworkwouldincludemedium-voltage(1kVto72.5kV)[1]powerlines,substationsandpole-mountedtransformers,low-voltage(lessthan1 kV)distributionwiringandsometimesmeters.HistoryIntheearlydaysofelectricitydistribution,directcurrent(DC)generatorswereconnectedtoloadsatthesamevoltage.Thegeneration,transmissionandloadshadtobeofthesamevoltagebecausetherewasnowayofchangingDCvoltagelevels,otherthaninefficientmotor-generatorsets.LowDCvoltages(around100volts)wereusedsincethatwasapracticalvoltageforincandescentlamps,whichweretheprimaryelectricalload.Lowvoltagealsorequiredlessinsulationforsafedistributionwithinbuildings.Thelossinacableisproportionaltothesquareofthecurrent,andtheresistanceofthecable.Ahighertransmissionvoltagewouldreducethecoppersizetotransmitagivenquantityofpower,butnoefficientmethodexistedtochangethevoltageofDCpowercircuits.TokeeplossestoaneconomicallypracticalleveltheEdisonDCsystemneededthickcablesandlocalgenerators.EarlyDCgeneratingplantsneededtobewithinabout1.5miles(2.4 km)ofthefarthestcustomertoavoidexcessivelylargeandexpensiveconductors.IntroductionofalternatingcurrentThecompetitionbetweenthedirectcurrent(DC)andalternatingcurrent(AC)(intheU.S.backedbyThomasEdisonandGeorgeWestinghouserespectively)wasknownastheWarofCurrents.Attheconclusionoftheircampaigning,ACbecamethedominantformoftransmissionofpower.Powertransformers,installedatpowerstations,couldbeusedtoraisethevoltagefromthegenerators,andtransformersatlocalsubstationscouldreducevoltagetosupplyloads.Increasingthevoltagereducedthecurrentinthetransmissionanddistributionlinesandhencethesizeofconductors103 110kV白云—安线架空送电线路设计anddistributionlosses.Thismadeitmoreeconomicaltodistributepoweroverlongdistances.Generators(suchashydroelectricsites)couldbelocatedfarfromtheloads.VariationsNorthAmericanandEuropeanpowerdistributionsystemsalsodifferinthatNorthAmericansystemstendtohaveagreaternumberoflow-voltagestep-downtransformerslocatedclosetocustomers"premises.Forexample,intheUSapole-mountedtransformerinasuburbansettingmaysupply7-11houses,whereasintheUKatypicalurbanorsuburbanlow-voltagesubstationwouldnormallyberatedbetween315 kVAand1 MVAandsupplyawholeneighbourhood.ThisisbecausethehighervoltageusedinEurope(415 Vvs230 V)maybecarriedoveragreaterdistancewithacceptablepowerloss.AnadvantageoftheNorthAmericansetupisthatfailureormaintenanceonasingletransformerwillonlyaffectafewcustomers.AdvantagesoftheUKsetuparethatthetransformersmaybefewer,largerandmoreefficient,andduetodiversitythereneedbelesssparecapacityinthetransformers,reducingpowerwaste.InNorthAmericancityareaswithmanycustomersperunitarea,networkdistributionmaybeused,withmultipletransformersandlow-voltagebusesinterconnectedoverseveralcityblocks.Ruralelectrificationsystems,incontrasttourbansystems,tendtousehighervoltagesbecauseofthelongerdistancescoveredbythosedistributionlines(seeRuralElectrificationAdministration).7.2,12.47,25,and34.5 kVdistributioniscommonintheUnitedStates;11 kVand33 kVarecommonintheUK,NewZealandandAustralia;11 kVand22 kVarecommoninSouthAfrica.Othervoltagesareoccasionallyused.InNewZealand,Australia,Saskatchewan,Canada,andSouthAfrica,singlewireearthreturnsystems(SWER)areusedtoelectrifyremoteruralareas.WhilepowerelectronicsnowallowforconversionbetweenDCvoltagelevels,ACispreferredindistributionduetotheeconomy,efficiencyandreliabilityoftransformers.High-voltageDCisusedfortransmissionoflargeblocksofpoweroverlongdistances,orforinterconnectingadjacentACnetworks,butnotfordistributiontocustomers.Electricpowerisnormallygeneratedat11-25kVinapowerstation.Totransmitoverlongdistances,itisthenstepped-upto400kV,220kVor132kVasnecessary.Poweriscarriedthroughatransmissionnetworkofhighvoltagelines.Usually,theselinesrunintohundredsofkilometresanddeliverthepowerintoacommonpowerpoolcalledthegrid.Thegridisconnectedtoloadcentres(cities)throughasub-transmissionnetworkofnormally33kV(orsometimes66kV)lines.Theselinesterminateintoa33kV(or66kV)substation,wherethe103 110kV白云—安线架空送电线路设计voltageisstepped-downto11kVforpowerdistributiontoloadpointsthroughadistributionnetworkoflinesat11kVandlower.ModerndistributionsystemsThemoderndistributionsystembeginsastheprimarycircuitleavesthesub-stationandendsasthesecondaryserviceentersthecustomer"smetersocketbywayofaservicedrop.Distributioncircuitsservemanycustomers.Thevoltageusedisappropriatefortheshorterdistanceandvariesfrom2,300toabout35,000voltsdependingonutilitystandardpractice,distance,andloadtobeserved.Distributioncircuitsarefedfromatransformerlocatedinanelectricalsubstation,wherethevoltageisreducedfromthehighvaluesusedforpowertransmission.Conductorsfordistributionmaybecarriedonoverheadpolelines,orindensely-populatedareaswheretheyareburiedunderground.Urbanandsuburbandistributionisdonewiththree-phasesystemstoservebothresidential,commercial,andindustrialloads.Distributioninruralareasmaybeonlysingle-phaseifitisnoteconomicaltoinstallthree-phasepowerforrelativelyfewandsmallcustomers.Onlylargeconsumersarefeddirectlyfromdistributionvoltages;mostutilitycustomersareconnectedtoatransformer,whichreducesthedistributionvoltagetotherelativelylowvoltageusedbylightingandinteriorwiringsystems.Thetransformermaybepole-mountedorsetonthegroundinaprotectiveenclosure.Inruralareasapole-mounttransformermayserveonlyonecustomer,butinmorebuilt-upareasmultiplecustomersmaybeconnected.Inverydensecityareas,asecondarynetworkmaybeformedwithmanytransformersfeedingintoacommonbusattheutilizationvoltage.Eachcustomerhasaservicedropconnectionandameterforbilling.(Someverysmallloads,suchasyardlights,maybetoosmalltometerandsoarechargedonlyamonthlyrate.)Agroundconnectiontolocalearthisnormallyprovidedforthecustomer"ssystemaswellasfortheequipmentownedbytheutility.Thepurposeofconnectingthecustomer"ssystemtogroundistolimitthevoltagethatmaydevelopifhighvoltageconductorsfallonthelower-voltageconductors,orifafailureoccurswithinadistributiontransformer.Ifallconductiveobjectsarebondedtothesameearthgroundingsystem,theriskofelectricshockisminimized.However,multipleconnectionsbetweentheutilitygroundandcustomergroundcanleadtostrayvoltageproblems;customerpiping,swimmingpoolsorotherequipmentmaydevelopobjectionablevoltages.Theseproblemsmaybedifficulttoresolvesincetheyoftenoriginatefromplacesotherthanthecustomer"spremises.103 110kV白云—安线架空送电线路设计InternationaldifferencesInmanyareas,"delta"threephaseserviceiscommon.Deltaservicehasnodistributedneutralwireandisthereforelessexpensive.InNorthAmericaandLatinAmerica,threephaseserviceisoftenaY(wye)inwhichtheneutralisdirectlyconnectedtothecenterofthegeneratorrotor.Theneutralprovidesalow-resistancemetallicreturntothedistributiontransformer.Wyeserviceisrecognizablewhenalinehasfourconductors,oneofwhichislightlyinsulated.Three-phasewyeserviceisexcellentformotorsandheavypoweruse.Manyareasintheworldusesingle-phase220Vor230Vresidentialandlightindustrialservice.Inthissystem,thehighvoltagedistributionnetworksuppliesafewsubstationsperarea,andthe230Vpowerfromeachsubstationisdirectlydistributed.Alive(hot)wireandneutralareconnectedtothebuildingfromonephaseofthreephaseservice.Single-phasedistributionisusedwheremotorloadsaresmall.NorthAmericaIntheU.S.andpartsofCanadaandothercountries,splitphaseserviceisthemostcommon.Splitphaseprovidesboth120Vand240Vservicewithonlythreewires.Thehousevoltagesareprovidedbylocaltransformers.Theneutralisdirectlyconnectedtothethree-phaseneutral.Socketvoltagesareonly120V,but240Visavailableforheavyappliancesbecausethetwohalvesofaphaseopposeeachother.[2]EuropeInEurope,electricityisnormallydistributedforindustryanddomesticusebythethree-phase,fourwiresystem.Thisgivesathree-phasevoltageof400voltsandasingle-phasevoltageof230volts.Forindustrialcustomers,3-phase690/400voltisalsoavailable.[citationneeded]JapanJapanhasalargenumberofsmallindustrialmanufacturers,andthereforesuppliesstandardlow-voltagethreephase-serviceinmanysuburbs.Also,Japannormallysuppliesresidentialserviceastwophasesofathreephaseservice,withaneutral.Theseworkwellforbothlightingandmotors.Ruralservices103 110kV白云—安线架空送电线路设计Ruralservicesnormallytrytominimizethenumberofpolesandwires.Single-wireearthreturn(SWER)istheleastexpensive,withonewire.Ituseshighvoltages,whichinturnpermituseofgalvanizedsteelwire.Thestrongsteelwirepermitsinexpensivewidepolespacings.Otherareasusehighvoltagesplit-phaseorthreephaseserviceathighercost.MeteringElectricitymetersusedifferentmeteringequationsdependingontheformofelectricalservice.Sincethemathdiffersfromservicetoservice,thenumberofconductorsandsensorsinthemetersalsovary.TermsBesidesreferringtothephysicalwiring,thetermelectricalservicealsorefersinanabstractsensetotheprovisionofelectricitytoabuilding.DistributionnetworkconfigurationsDistributionnetworksaretypicallyoftwotypes,radialorinterconnected(seespotnetwork).Aradialnetworkleavesthestationandpassesthroughthenetworkareawithnonormalconnectiontoanyothersupply.Thisistypicaloflongrurallineswithisolatedloadareas.Aninterconnectednetworkisgenerallyfoundinmoreurbanareasandwillhavemultipleconnectionstootherpointsofsupply.Thesepointsofconnectionarenormallyopenbutallowvariousconfigurationsbytheoperatingutilitybyclosingandopeningswitches.Operationoftheseswitchesmaybebyremotecontrolfromacontrolcenterorbyalineman.Thebenefitoftheinterconnectedmodelisthatintheeventofafaultorrequiredmaintenanceasmallareaofnetworkcanbeisolatedandtheremainderkeptonsupply.Withinthesenetworkstheremaybeamixofoverheadlineconstructionutilizingtraditionalutilitypolesandwiresand,increasingly,undergroundconstructionwithcablesandindoororcabinetsubstations.However,undergrounddistributionissignificantlymoreexpensivethanoverheadconstruction.Inparttoreducethiscost,undergroundpowerlinesaresometimesco-locatedwithotherutilitylinesinwhatarecalledcommonutilityducts.Distributionfeedersemanatingfromasubstationaregenerallycontrolledbyacircuitbreakerwhichwillopenwhenafaultisdetected.Automaticcircuitreclosersmaybeinstalledtofurthersegregatethefeederthusminimizingtheimpactoffaults.103 110kV白云—安线架空送电线路设计Longfeedersexperiencevoltagedroprequiringcapacitorsorvoltageregulatorstobeinstalled.Characteristicsofthesupplygiventocustomersaregenerallymandatedbycontractbetweenthesupplierandcustomer.Variablesofthesupplyinclude:·ACorDC-VirtuallyallpublicelectricitysuppliesareACtoday.UsersoflargeamountsofDCpowersuchassomeelectricrailways,telephoneexchangesandindustrialprocessessuchasaluminiumsmeltingusuallyeitheroperatetheirownorhaveadjacentdedicatedgeneratingequipment,oruserectifierstoderiveDCfromthepublicACsupply·Nominalvoltage,andtolerance(forexample,+/-5percent)·Frequency,commonly50or60 Hz,16.6 Hzand25Hzforsomerailwaysand,inafewolderindustrialandmininglocations,25 Hz.·Phaseconfiguration(single-phase,polyphaseincludingtwo-phaseandthree-phase)·Maximumdemand(someenergyprovidersmeasureasthelargestmeanpowerdeliveredwithina15or30minuteperiodduringabillingperiod)·Loadfactor,expressedasaratioofaverageloadtopeakloadoveraperiodoftime.Loadfactorindicatesthedegreeofeffectiveutilizationofequipment(andcapitalinvestment)ofdistributionlineorsystem.·Powerfactorofconnectedload·Earthingsystems-TT,TN-S,TN-C-SorTN-C·Prospectiveshortcircuitcurrent·MaximumlevelandfrequencyofoccurrenceoftransientsDistributionindustryTraditionallytheelectricityindustryhasbeenapubliclyownedinstitutionbutstartinginthe1970snationsbegantheprocessofderegulationandprivatisation,leadingtoelectricitymarkets.Amajorfocusofthesewastheeliminationoftheformersocallednaturalmonopolyofgeneration,transmission,anddistribution.Asaconsequence,electricityhasbecomemoreofacommodity.Theseparationhasalsoledtothedevelopmentofnewterminologytodescribethebusinessunits(e.g.,linecompany,wiresbusinessandnetworkcompany103