1、目 录第一章 电力系统和电力网的基本知识 2第二章 中性点接地电网和中性点不接地电网 4第三章 电力网参数和等值电路 5第四章 电力网功率和电能损耗 8第五章 送电线路的继电保护及自动装置 12第六章 线路绝缘、对地距离及交叉跨越 18第七章 送电线路的防雷保护与接地 21第八章 送电线路的档距和通讯保护 27第九章 送电线路的杆塔及拉线 29第十章 送电线路的导线及避雷线 37第十一章 送电线路的标准金具及铁件 43第十二章 送电线路的杆塔基础 47第十三章 送电线路的绝缘子 52第十四章 导地线的机械力学特性 56第十五章 杆塔机械力学特性 66第十六章 送电线路运行规范 72第十七章 事
2、故预防 74第十八章 输配电线路的巡视和运行中的测试 81第十九章 送电线路的各元件运行要求 84第二十章 运行管理中必备的图纸及有关资料 89第二十一章 可靠性 90第二十二章 线路运行中常用参数的测试 92第二十三章 送电线路施工测量 97第二十四章 送电线路杆塔与拉线的检修 104第二十五章 送电线路杆塔基础的检修 116第二十六章 送电线路导线、地线、 绝缘子及其他附件检修 120第二十七章 带电作业 130第二十八章 线路检修管理及安全措施 152第二十九章 检修工器具 163第三十章 配电线路的结构型式及电气性能 167第三十一章 电缆及绝缘导线 171第三十二章 配电线路金具绝缘
3、子及横担拉线 174第三十三章 配电线路的运行与检修 176第一章 电力系统和电力网的基本知识1什么是电力系统及电力网?发电厂通过发电机将机械能转变为电能，经变压器及不同电压等级的线路输送给用户，把这些发电、变电、送电、分配和消耗电能的各种电气设备连接在一起的整体称为电力系统。在电力系统中除去发电机及用电设备外的剩余部分称为电力网，即升压、降压变压器及各种电压等级的送电线路所组成的网络。2送电线路的额定电压是如何规定的?能使电力设备正常工作的电压叫额定电压。送电线路的正常工作电压，应该与线路直接相连的电力设备额定电压相等，但由于线路中有电压降或电压损耗存在，所以线路末端电压比首端要低。沿线各点
4、电压也就不相等。而电力设备的生产必须是标准化的，不可能随线路压降而变。为使设备端电压与电网额定电压尽可能接近，取电网首末端电压的平均值作为电网的额定电压，即额定电压Un=（U 1+U2）/2，其中，U 1、U 2 分别为电网首末端电压。3电力线路在电网中的作用是什么?它由哪些元件构成 ?电力线路是电网中不可缺少的主要部分，它的用途除了可输送和分配电能外，还可将几个电网连接起来组成电力系统。输电线路可分为两大类，即架空线路和电力电缆线路。架空线路是将导线、避雷线架设在杆塔上，它是由导线、地线、杆塔、绝缘子、金具、基础等元件组成；电缆线路则是由电力电缆和电缆接头组成。4什么是送电线路的电压水平?电
5、力线路的额定电压就是受端设备的额定电压，而线路送电端的工作电压，大致与送电设备的额定电压相对应，这个数值我们称为线路的电压水平。5为什么说线路的额定电压取决于它的输送功率?电力网的额定电压就是电力网线路的额定电压，也是受电设备的额定电压，线路的额定电压取决于输送功率。当输送功率为常数时，线路电压越高，其流过电流越小，这样所需的导线截面也越小，线路投资和运行费用也越小。相反，线路电压越低，其流过电流就大，所需导线截面也大，也将使杆塔、变压器、断路器等设备的绝缘增大，造价增高，因此对应一定的输送功率和输送距离，总可以找到一个合理的线路电压。6对电力系统中电压偏移的要求是什么?电压偏移过大应采取什么
6、措施 ?电力系统中的电压偏移一般是因负荷变化引起的。线路负荷大，电流就大，损耗也要增大，电压降就要增大，如果导线截面过小，送电距离又长，线路首端与末端的电压差就要增大，这样会使用户设备受到威胁，所以我国规定以额定电压为基准，允许电压偏移值的百分数规定如下：35kV 及以上用户为额定电压的5 ，1OkV 及以下用户为额定电压的 7。若要保证电压偏移在规定范围以内，应采取如下措施：采用调压措施；加大线路的导线截面、降低损耗；加装无功设备，如调相机、电力电容器；采用高一级的电压输送电能。7电网的类别是如何划分的?按供电范围可分为地方电网和区域电网。11OkV 及以下电网供电距离短、输送功率小，称为地
7、方电网；11OkV 以上电网供电距离长、输送功率大，称为区域电网。按电网结构可分为开式电网和闭式电网。对用户单回供电称为开式电网，双回供电称为闭式电网。按电压等级可分为低压电网(1kV 以下) 、高压电网(1330kV)、超高压电网(500kV及以上)。8何为联合电力系统?联合电力系统有何优越性 ?送电线路是电网的组成部分，电网是电力系统的组成部分，两个或多个电力系统用电网连接起来，组成联合电力系统。其优越性分以下五个方面：(1)提高供电可靠性。大系统中发电机多，备用机组多，线路多，容量大，部分线路故障不会影响系统供电，这样提高了供电的可靠性；(2)能充分保证电能质量。电能质量两大指标一是电压
8、，二是频率，由于电网很大，容量很大，个别负荷变动、线路故障停电均不会造成电压的变化和频率的波动；(3)减少系统备用容量，提高设备利用率；(4)便于安装大线路，降低造价，机组容量大，必须建设大容量、超高压线路，这样单位千瓦造价低，线损小，经济效益显著；(5)充分利用动力资源。水电、火电并网运行，冬季火电多发、夏季丰水期多发水电，这样可降低成本，提高运行经济性。9送电线路额定电压是如何规定的?送电线路正常的工作电压，应该与线路相连的电气设备额定电压相等，但由于线路有电压降，特别是长距离供电，负荷变化较大时，由于送电线路的阻抗存在，必然有电压降和电能损耗存在，所以线路末端电压 U2 要低于线路首端电
9、压 U1，沿线各点电压均不相等，所以规定电网额定电压 UN=(U1+U2)2。10各级电压电网的供电半径是如何规定的?电力网的额定电压，与其输送距离、输送功率有关。电压越高，输送功率越大，输送距离也越长，所以其三者的关系如表 1-1 所示。额定电压(KV) 输送容量(MW) 输送距离 (km)O41035110220500O 1 以下0.22.O2101O5010050010001500O662020505010010030025080011电力工业的特点是什么?(1)电力工业生产中发电、输配、变电、供用电等各个环节是不容间断的，在同一瞬间完成，也就是说发电厂及用户之间的功率供需始终保持平衡。
10、(2)电能生产对国民经济和人民生活影响极大，也就是说工业生产和生活用电需保证不问断供电，若因故停止，势必会影响工业生产和人民生活。(3)自动化要求高，由于电力是不间断及连续供给的，所以靠人操作绝不能满足要求，所以必须采用专用的自动装置和继电保护装置才可满足要求。12对电力系统的基本要求是什么?(1)保证不间断供电。供电中断会使生产停顿，设备损坏，生活混乱，甚至危及人的生命安全。(2)保证供给合格的电能质量。也就是说保证在电力系统中各点的频率和电压在合格范围内，我国电力系统频率为 50Hz，容许偏移0205Hz；电压容许偏移一般为5U N。(3)保证系统运行的经济性，系统运行时尽量是多发、多供，
11、少损耗。第二章 中性点接地电网和中性点不接地电网13何为小电流接地系统和大电流接地系统?中性点不接地或经消弧线圈接地的系统称为小电流接地系统，一般用于 35kV 及以下系统。中性点直接接地的系统称为大电流接地系统，一般用于 110kV 及以上系统。所谓中性点是指线路两端所连接的变压器绕组组成星形接线时的中点。14110kV 及以上系统为什么多采用中性点直接接地方式 ?因为中性点直接接地系统的内过电压是在相电压作用下产生的，而中性点不接地系统是在线电作用下产生的，因为前者较后者的内过电压数值要低 2030 。绝缘水平也降低 20左右。额定电压越高，由降低设备绝缘水平而减少的费用也越多，所以用直接
12、接地是经济的。同时电压越高线路也越可靠，高压线不易断线，线间距离大，不易受鸟害，耐电压水平也高，再辅助于自动重合闸保护，运行可靠性就大有提高，所以在 110kV 及以上系统中多采用中性点直接接地的方式。15对接地电流不超过 10A 的 35kV 系统采用中性点不接地方式的理由是什么?凡接地电流不超过 10A 的 35kV 电力系统均采用不接地方式，原因是中性点不接地系统正常运行时，线路每相电容电流是均匀分布的，各相电压 UA、U B、U C 是不对称的，所产生的电容电流 IA、I B，I C 数值是相等的，相位互差 120，所以流经大地的总电流为0，当一相接地时，故障相电压为 0，中性点的电压
13、升高为相电压，非故障相的相电压上升为线电压，即为相电压的 倍，线间电压不变，如接地电流小于 5A，闪络很难在闪络点形成稳定电压，所以故障可自动熄灭，不致停电。16中性点直接接地方式有哪些优缺点?其优点是：(1)系统内过电压小 20，因此可降低设备绝缘水平。(2)与同电压线路比较可减少绝缘子数量，减小塔头尺寸。(3)接地的继电保护动作可靠。缺点是：单相接地电流大，对邻近通信线影响较大，必须在通信线路中采取措施。1735kV 系统中性点直接接地运行的优点是什么 ?(1)35kV 线路由于线路绝缘水平低，对地间隙小，很容易发生接地故障，采用中性点不接地方式，绝缘水平是按电压考虑的，线路接地时由于接地
14、电流很小，有利于消除故障，减少停电次数。(2)接地电流不超过 10A，不易发生间隙电弧，不需装设消弧线圈。(3)若利用中性点直接接地方式，绝缘水平高一些，但费用降低不明显，而线路接地时停电次数将会明显增加。18在中性点不接地系统中在何种情况下要加装消弧线圈?随着电网扩大，电网额定电压升高，在中性点不接地系统中发生金属性接地时，非故障相电压升高为线电压，故障相的接地电流变为 3 倍于非故障相电容电流，该电流过大时产生电弧将会烧坏电气设备，当电弧间隙性燃烧时，易产生间隙性弧光过电压，危及设备安全，波及电网，所以在电压较高、线路较长、接地电流大于 10A 时应采用中性点经消弧线圈接地的运行方式，以减
15、少线路的电容电流。19消弧线圈为什么能够消除线路接地时所产生的弧光电压?线路接地后，故障点经线路、大地、变压器的中性点流过电容电流，若在中性点加入消弧线圈，消弧线圈中流过电感电流，此电流滞后电压 90，而电容电流超前 90，方向相反，相互抵消，互相补偿，故障点的电流减少，电弧自动熄灭，达到消除故障的目的。20中性点不接地系统适用的范围是什么?中性点不接地系统适用于电压在 500V 以下的三相三线制电网和 660kV 电网，对于660kV 电网其单相接地电流应符合下列要求：(1)610kV 电网。单相接地电流，I C30A；(2)1060kV 电网。单相接地电流，I C10A。在上述条件下，单相
16、接地电流产生的电流可自行熄灭。21消弧线圈补偿方法有几种？共有三种补偿方式：全补偿、过补偿及欠补偿。线路接地故障时，接地电流经消弧线圈、中性点及线路对地电容形成回路，如果IC=IL，即 WL=WC，此时流过的电流 IL-IC=0(大小相等、方向相反 )，这种补偿称为全补偿，但因三相对地电容不平衡，正常运行时中性点有电压 UO，当 XL=XC 时，容易发生串联谐振。当 XLXC 时称为过补偿，此种情况是在线路全负荷情况下考虑的，X C 始终小于 XL，所以不会发生 XL=XC 的情况，故得到广泛的采用。22全补偿易引起什么故障?在全补偿电路中，消弧线圈电抗等于系统的总容抗，当单相接地时，流过消弧
17、线圈和线路电容的电流大小相等、方向相反，I L-IC=0，形成串联谐振回路，谐振电流将引起中性点残余电压升高，致使设备破坏。第三章 电力网参数和等值电路23研究线路电气参数的意义是什么?它包括哪些内容?送电线路参数计算是进行电网电能损失和电压损失计算的基础，也是研究电网各种运行问题的基础。送电线路的电气参数主要有四个，即电阻 ro、电抗 xo、电导 go 和电纳 bo。电阻、电抗是导线本身固有的，电抗除导线本身外还与架线方式有关。电导是对应于导线电晕及绝缘漏电而引起的参数，电纳是导线对地电容引起的参数。24送电线路的电阻是如何表示的?从电工学可知，导线每公里的电阻计算式为ro=/S=1000s
18、（/km）式中 导线材料的电导率，m(mm 2)；S导线的截面面积， mm2；导线材料的电阻率(mm 2km) ，在温度 t=20C 时，铜的电阻率为18.8mm2km ，电导率为 53m/(mm2)，铝的电阻率为 315mmkm 2，电导率为 32m(mm 2)。因此导线长度计算公式为 R=rOL。上面讲的实际是直流电阻，因交流有趋肤效应，电流在导线上分布不均，因此导线的实际交流电阻较直流电阻要大一些。电阻是引起线路电压降造成线路有功电能损失和电压损失的因素之一。25交流送电线路的电阻除与导线截面有关外还同哪些因素有关?(1)在交流电路中，由于集肤效应与邻近效应的影响，交流电阻要较直流电阻大
19、，频率愈高，以上效应愈显著，所以通常情况下，这些效应约使电阻增加 O55。(2)电力线路使用的导线为多股导线，由于导线扭绞实际长度增加 23 ，所以电阻率也要增大 23 。(3)计算电阻一般是按导线标称截面计算的，但实际上由于多股扭绞的空隙存在，所以在计算时要将导线电阻适当加大，归算到它的额定截面。(4)分裂导线每相电阻值，等于每根导线的电阻除以导线的分裂数。26送电线路电抗的意义是什么?当交流电通过三相导线，其中一相周围就存在交变磁场，由于磁通的变化，在导线中便产生感应电动势，即自感电动势，而在其他两相导线上由于自感电动势作用也有电流，此电流构成互感电动势，所以线路的电抗则是由自感、互感组成
20、的。由于自感和互感与导线的材料特性有关，根据此理，线路电抗与三相导线问的距离、导线直径、导线材料的导磁系数等因素有关。所以三相对称排列单回送电线路，每公里导线电抗值为xo=0.0157/N+0145lgd m/Ds(km)式中 导线相对导磁率；dm三相几何均距，m；DS同相导线组间的几何均距；N每相导线的根数。27线路电导的意义是什么?送电线路上有绝缘泄漏和电晕现象，电压越高这种现象表现的越突出，由于电晕的作用，导线表面电场强度超过周围空气击穿强度，造成导线对空气局部放电，即电晕，它导致有功功率损耗，电导一般用 gO 表示go=p/U 2(/km)式中p电晕损耗功率， kWkm；U线路电压，k
21、V。28送电线路电纳的意义是什么?电纳是线路电容抗的倒数，与电容有关，用公式表示为bo=1/xo=7.5810-6/lg(dm/rm)式中 xo电抗，km；dm导线几何均距，cm；rm导线等价半径，cm 。一条线路导线与导线间、导线对大地间都是平行的，都存在着电容。此电容在交变电流的作用下(充放电 )出现电流，此电流将影响沿线各点的电压、输送功率和功率因数。29电纳对高压线路有何危害?电纳引起的容性功率为Qb= UIb=U2B(Mvarkm)式中 B线路总电纳。从式中可以看出电容功率大小与电压平方成正比，所以电压越高电容电流越大，无功损失也越大，在中性点不接地系统中，发生单相接地，不仅烧损导线
22、而且引起弧光过电压，所以一般应装设消弧线圈来限制电容电流。在 220kV 以上系统中，电容功率可补偿系统中感性功率，减少导线中有功损耗，提高电压水平，但在空载情况下，能使末端电压升高。发电机自励磁将有过电压危险，所以应限制电容电流。30什么是线路的分布电容?由于导线之问、导线与避雷器、导线与大地之间都是近似平行的，所以在导线之间、导线与避雷器、导线与大地之间都相等于一个电容，这个电容沿着线路全线分布基本上是均匀的，这个电容称为送电线路的分布电容，线路的分布电容与导线的几何均距、导线直径、导线对地的距离有关。31何为线路的充电功率?线路在空载运行时，由线路分布电容产生的无功功率称为线路的充电功率
23、，该充电功率相当于在线路上并联一个补偿电容器，因此，空载运行的线路对电网的功率因数有一定的补偿作用。32画出 35、110 、220kV 线路等值电路图35kV 线路因无电晕，对地电容小，所以不考虑电晕、电纳，所以只有电阻及电抗，其等值电路图如图 11 所示。110kV 线路可忽略电晕损失，所以电导 gO=0，其等值回路图如图 12 所示。220kV 线路四个参数均要考虑，其参数如图 13 所示。33电晕是怎样发生的 ?怎样避免送电线路上发生电晕?电晕是一种放电现象，导线上的强电场使周围自由电子加速运行，碰撞原子，从而撞出电子，产生了新的自由电子和正负离子，正离子被负离子吸引，负离子被电极排斥
24、，飞向远方，这样就形成了电晕。电晕与电极表面状况、气象条件、海拔高度有关。 避免电晕的措施是加大导线直径，使用分裂导线或表面光洁的导线。第四章 电力网功率和电能损耗34电网经济运行包括哪些内容?合理分配各发电厂的有功功率负荷率，在整个系统发电量一定的条件下，使系统一次能源消耗最小，合理配置无功电源，提高有功功率，改进电网的结构和参数，组织变压器经济运行，以降低电力网的电能损耗。35电网损耗包括哪些 ?电网损耗包括电网功率损耗与电能损耗，电网在运行时，在线路上和在变压器中都有功率损耗，电网的电阻和电导作用导致有功功率损耗，电网的电抗、电纳作用导致无功功率损耗。36何为电网的可变损耗和固定损耗?可
25、变损耗是指在电力线路电阻上的损耗，输送功率越大，导线上的电流越大，其损耗WO=I2R 同电流的平方成正比，其损耗随着功率大小而变化，故称可变损耗，此类损耗约占总损耗的 80。固定损耗与线路传递功率无关，主要是电晕和电容引起的损失，因线路中的电晕(电导)和电容(电纳) 是不变的，所以此损耗称为固定损耗，此类损耗约占总损耗的 20。37何为管理损耗 (又称为管理线损)?(1)线路两侧表计(或计量设备)有误差，用电量大，电能表读数小。(2)营业管理上有漏抄错算的。(3)设备绝缘不良引起损耗。(4)无表用电、窃电等引起的损耗。38电力系统无功损耗不直接影响电量，为什么还要予以重视?在电能输送中，不仅有
26、有功功率损耗，同时因电抗、电容元件的存在产生无功损耗。无功损耗影响系统功率平衡，要求发电机发无功，同时在系统内要装设调相机及无功设备进行补偿，在输送容量一定情况下，无功功率过大必然会使有功功率受到限制，同时必然会在电力网各元件中产生有功损耗。39线路损失电量及线路线损率如何计算?线路损失电量简称线损，是供电部门考核的一项重要指标，简单地说电能表的总供电量与总售电量之差称为实际的损失电量，即损失电量=供电量一售电量，损失电量与总电量之比的百分数称线路损失率，简称线损率。40什么是负荷距 ?利用负荷距如何计算通过线路的输送功率和输送距离?负荷距是指线路的有功负荷与输送距离的乘积。输送容量 P= U
27、Icos。负荷距的计算方法是根据负荷大小、功率因数、导线型号、电压等级、电压损失算得的输送容量和距离的乘积，表 l2 中列出了各种导线型号、功率因数、输送电压、电压损失，若已知输送功率，可求得输送距离，若已知输送距离可求得输送功率，即输送功率=负荷距输送距离。41线路电压损失为 10时各类电压等级下的负荷距是多少?如表 1-2 所示：当线路电压损失为 10%时的负荷距 （MWkm ）cos电压等级及导线型号0.95 O.90 0.85 0.80 0.75 0.70LGJ35 115.9 109.3 104.1 99.5 94.5LGJ50 143 134 126.5 120 113.2LGJ7
28、0 185.7 17l 159.0 148.7 139LGJ95 234 212 194.5 179 166LGJ120 165 238 216 198 182.3U=35kVLGJ150 308 271.5 244.5 222 202LGJ95 2570 2250 2025 1835 1705 LGJ120 2160 2545 2268 2058 1880 LGJ150 2460 2975 2580 2320 2095 LGJ185 3960 3285 2860 2540 2275 U=110kVLGJ240 3705 3180 2800 2495 LGJ240 18200 14680 12
29、500 11000 LGJ300 15930 17500 11730 U=220KVLGJ400 17600 14570 12500 42某线路额定电压 110kV，导线为 LGJ240， cos=O85 如果要求输送距离为 50km，求其最大输送功率?解：查表 1-2 负荷距为 3180MWkm，则 W=318050=636(MW)。43什么是负荷曲线 ?负荷曲线可分为有功负荷曲线和无功功率负荷曲线，电力系统中的负荷根据用户的需要，时刻在变化，所以电网功率和损耗也随时间变化而变化，这就出现了一个负荷随时问变化的规律，将这个规律以功率为纵坐标、时间为横坐标，以曲线形式记录下来，这个曲线即为负荷
30、曲线。负荷曲线记录负荷随时间变化的规律，是计算电能损耗和预测负荷的重要依据。44什么是日负荷曲线 ?年最大负荷曲线? 年持续负荷曲线?将一日内每一小时的负荷点在以时间为横坐标、以功率为纵坐标的坐标内，然后将 24个点连接而成的曲线称为日负荷曲线。把一年 12 个月中，每月的最大负荷点在坐标中，其连成的曲线称为年最大负荷曲线。根据一年 8760 小时的各个负荷大小的累计持续时间排列出来的曲线称为持续负荷曲线，可计算出全年负荷的用电量。45何为最大负荷利用小时?在年持续负荷曲线中，以最大负荷连续运行时间 T，它所消耗的电量正好与年负荷曲线中实际消耗的电量相等时，则时间 T 称为最大负荷利用小时。最
31、大负荷利用小时的长短反映了实际负荷一年内变化的程度，如果负荷曲线平坦，说明利用小时大，如果负荷曲线起伏较大，说明该值就小，另一方面也可以用它来衡量用电设备的利用情况。根据年最大负荷小时，可算出用户全年的用电量 W=PT，各类负荷利用小时如表 1-3所示。负荷性质 时间 T(h) 负荷性质 时间 T(h)照明及生活用电农业用电单班制企业用电2000 30002500 30001500 2000双班制企业用电三班制企业用电300045006000700046什么叫理论损失电量，为什么要进行线损理论计算?在电网实际运行中，电能表总供电量与总售电量之差值称为线损电量，其中有一部分是输、配电无法避免的，
32、如变动损耗和固定损耗，可以通过计算得出，称为理论损失电量，又称为技术线损。但是在技术线损和不明损失电量中，其电网各元件中损失电量各占多少，无法知道，所以必须根据供电设备参数和实际负荷情况进行计算，算出不明损失电量，从而采取措施，减少损耗。47如何用均方根电流法进行线损的理论计算?当电流通过电力网时，电力网的电阻为 R，电流为 I，则电阻的损耗为 P=3I2R10-3(kW)，如果电流 I 为恒定值，则在时间 t 内该元件的电能损耗为W=3I 2Rt10-3(kWh)。实际上 I 并非常数而是随负荷变化的，所以根据日负荷电流曲线(或有功负荷曲线)测 t1、t 2、t 3、t 24 的电流值。则 。其中 If 称为日均方根电流。48送电线路各种损耗的计算是如何表示的?有功功率损耗 P=3I2R10-3(kW)。无功功率损耗Q=3I 2X10-3(kvar)。在时间 t 时电能损耗W=RS 2/U210-3(kWh)。用均方根电流法计算电能损耗
