（1江西省送变电建设公司（援藏藏中联网工程建设指挥部） 江西南昌 330000；
2徐州送变电有限公司（援藏藏中联网工程建设指挥部） 江苏徐州 221000）
摘要：本文结合川藏铁路拉萨至林芝段供电工程实际情况，以控制电气不平衡度，确保电网的更安全稳定运行为根本出发点，提出了针对西藏高海拔、高原地形较为合理的单回路输电线路的换位方式。通过列举、比较、分析单回路换位塔的形式，选择直线塔、耐张塔最优换位塔塔型。
关键词：单回路换位塔；自身式耐张换位塔
1 工程概述
川藏铁路拉萨至林芝段供电工程新建500千伏线560.297公里（其中双回路2×15.736公里，单回路528.825公里），新建500千伏杆塔947基（其中耐张塔389基，直线塔556基，换位塔2基），线路曲折系数1.17，全线海拔在2900～5100m。
2 输电线路换位的意义及方式
2.1 输电线路换位的意义
本工程属“藏东高山、高原区”地貌，工程所经区域全线高山大岭约占35%，峻岭约占15%，山区约占45%，丘陵约占5%，线路相对高差达800～1700m，地形坡度一般在35～65°左右，地形陡峭且地质破碎。全线海拔高程在2900～5100m，平均海拔3500m，设计、施工、运行环境恶劣。
三相不平衡属于电能质量的重要指标之一，在电力系统中，存在着种种不平衡因素，对于平衡线路，线路序阻抗、导纳矩阵的非对角线因素应为零，而当线路不换位或者不完全换位时，各相架空导线自身参数不平衡，导致线路正常运行时每相导线的阻抗和导纳参数不相等，进而引起系统中产生不对称电流和电压，零、负序参数质检将会有耦合，耦合程度越强则表明线路参数越不平衡。输电线路的参数不对称，使各回各相之间的互感和互容不相等，不换位将会产生相当大的不平衡电压和不平衡电流，将会对电机设备正常运行产生很大影响。
川藏铁路拉萨至林芝段供电工程现场指挥部为确保线路安全运行，在西藏高原的特殊环境下，深刻意识到合理控制电气不平衡度对输电线路和整个电力系统的性能优劣和电能质量有重大意义，通过变换三相导线间的位置关系（即换位），以减小相间耦合系数是当前解决长距离超高压输电线路电力系统不平衡度行之有效的办法，所以为确保电力系统的安全稳定，在长距离超高压输电线路中，必须要设计好导线的换位距离及换位方式。
2.2 线路长度及架设方式对电气不平衡度影响的对比分析
根据以往内地及川藏联网工程经验，线路电气不平衡度随着线路长度的增加而增大，这是因为随着线路长度的增加输电线路中不平衡电容电流明显增大。导线相序排列方式对线路不平衡度影响较大，单回路三相导线三角排列时平衡性比水平排列时好，这是因为当单回路导线采取三角排列时，三相导线対称性较好，故线路平衡性也较好。通过以上分析可知，500kV架空输电线路单回路架设时导线采用三角方式布置时平衡性最优。
2.3 单回路换位方式选择
下图为单回线路换位示意图，换位后达到首端和末端相序一致，每种相序排列各占1/3的线路长度，称为一个整循环，或称为一个全换位。单回线路完成一次全循环换位需要3基换位塔。
3.1 直线塔换位
上字型塔结构简单，线条清晰，不受地形的影响，施工、维护方便，故单回路直线换位一般采用上字型塔该换位方式。如图3所示。
采用直线换位塔，在换位点导线改变了排列方式，将使换位塔的导线悬垂绝缘子串产生偏离，为减少此种影响，需将该塔中心桩进行位移，以减少绝缘子串的偏移量。由于110kV-220kV线路的悬垂绝缘子串比较短，换位时引起的导线水平位移较小，故而直线塔换位在110kV-220kV应用广泛。本工程绝缘子串，考虑高原修正系数，绝缘子比常规同电压等级的绝缘子串长。由于绝缘子串较长，直线换位塔受绝缘子串偏移的影响，对导线间隙影响较大。
另外，直线塔在导线换位过程中，会出现导线交叉的问题，换位时要求与邻塔有合适的地形、合适的塔高，而且需用几基直线换位塔才能完成一个全换位，受使用条件限制较多。西藏地区大部分地线路地处高山峻岭，地形地质条件极为恶劣，能选择合适地形进行此种换位的的概率很小。
3.2 耐张塔换位
3.2.1 常用耐张换位塔
耐张换位的意图，是将相导线换位的交叉点控制在耐张换位塔上。一基耐张换位塔，可以实现两相导线的一次交叉，也可以实现三相导线的两次交叉。单回路耐张塔换位一般分为加双旁路塔换位、加单旁路塔换位、塔身同塔换位和单回路分立式（三柱式）换位四种形式，其中塔身同塔换位又有干字型耐张塔换位和门型塔换位两种方式。
加旁塔耐张换位型式是在普通耐张塔的线路侧多出1个或者2个小旁塔(如图4、5所示)，即将普通耐张塔与小旁塔组合而成。这种塔型主要不足是增加了占地面积，使用时还必须找到有合适的地形，以满足耐张塔与小旁塔之间的关系要求，特别是在山区线路段，找到能满足适合小旁塔立塔的地形，会有一定的困难。但其优势是能适应各种冰区的要求，特别是对换相的导线间隙容易满足要求，计算简单，维护方便。
自身式换位塔(如图6所示)与一般干字型耐张塔型式基本相同，在干字型耐张塔的基础上，利用挂在顶架两侧和下导线塔身处的顺线横担上的跳线串，实现导线在耐张塔换位所规定的各种交叉要求。仅增加线路方向的跳线横担，就能满足各种冰区的要求。但由于增加了跳线横担、跳线串以及交叉绕越的跳线，增加了耐张塔的复杂性，相应增加了一定的投资量和运行维护工作量。自身式耐张换位塔是在转角塔的基础上稍加改动形成的，重量比普通转角塔略有增加。不受地形的影响，在应用上是很方便的，并可以将其安装在线路的小转角处，不用另设换位点。同时能满足各种冰区的要求，偏离理论计算换位点的情况一般不会存在。在性能上是可靠的，在应用上很方便的，即使在山区也能找到立塔的地方，特别像西藏高原的崇山峻岭较为适宜。
门型换位塔(如图7所示)能满足各种冰区要求，既可以用来换位，又可以用来换相，并且左右侧都可以进行换相。塔的构造线条简单，导线与塔身、导线之间的间隙比上述各方案都好。由于门型换位塔的两门柱间距为34m，这就增加了对地形的要求。有时为了找到合适的立塔地形，往往会偏离理论计算的换位点。
分立式换位塔用三相分别独立的耐张塔完成换位型式(如图9所示)，从A-a、B-b经过的跳线横担在下层，C-c经过的跳线横担在上层。此分立式换位塔的优点是，既可以用来换位，还可以用来换相，缺点是两外相塔中心间距60m，在现场找塔位及测量相当繁琐。
4 结论
本工程位于西藏自治区中东部，线路平行G318国道及S306省道走线，沿线地形均为山地及崇山峻岭，部分区段地质条件较差，塔位选取及其困难。综合考虑塔位、地形地物情况、气象条件等因素，通过对输电线路电气不平衡度影响因素及换位方式的研究，得出以下主要结论：
（1）500kV架空输电线路单回路架设时导线采用三角方式布置时平衡性最优。
（2）综合考虑西藏高海拔地形、高原气候及塔位、地形地物情况、气象条件等因素，采用单回路自身式耐张换位塔最为适宜。
参考文献：
[1]《110kV-750kV架空输电线路设计规范》GB50545-2010.
[2]《电能质量三相电压允许不平衡度》GB/T15543-1995.
[3]Anderson J G. 345千伏及以上超高压输电线路设计手册[M].北京：电力工业出版社，1981.
[4]施柳武，席晓丽 1000kV 特高压交流同塔双回线路换位塔型式研究 [J].电力建设，2102，33(1):38-41.
论文作者:孔杰1,舒邦京2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/25
标签：导线论文; 线路论文; 地形论文; 回路论文; 不平衡论文; 绝缘子论文; 方式论文; 《电力设备》2017年第12期论文;