[发明专利]变电站单跨悬吊管型母线选型布置方法

说明书

技术领域

本发明涉及变电站单跨悬吊管型母线选型布置方法。

背景技术

在变电站布置设计中，管型母线方案是户外布置方案中的主流，且布置方式多样，管型母线的布置形式主要分为支持管型母线和悬吊管型母线，其中支持管型母线的选型方法日趋完善，而悬吊管型母线的选型方法基本处于空白阶段，未有完善的选型过程及计算体系，《电力工程电气设计手册》及相关的书籍和期刊论文亦没有解决方案。

悬吊管型母线多应用在500kV及更高电压等级的变电站，选型主要根据母线载流量和工程经验选择，由于国内500kV及以上电压等级变电站布置方式比较常规，所采用母线载流量大，故根据载流量选择的管型母线直径很大，基本都可以满足应力及挠度的要求。但对于悬吊管型母线跨度很大、集中荷载位置变化、母线载流量较小的变电站，尤其对于国外工程，若不经过系统全面的计算进行管型母线选型、合理施工，所采用管型母线很有可能在某些工况下不满足应力和挠度要求，其后果轻则致使母线变弯，影响电气设备的可靠连接；重则导致母线直接断裂，变电站停电，给安全生产带来极大的隐患。

如何合理科学地选择悬吊管型母线是变电站设计中的一大难题，直接关系到变电站的可靠性、电力系统的稳定性，关乎生产活动的安全性，影响人们生命财产安全。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了一种变电站单跨悬吊管型母线选型布置方法，该方法充分考虑了不同气象条件因素对管型母线的影响，实现了变电站悬吊管型母线的准确选型。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种变电站单跨悬吊管型母线选型布置方法，包括如下步骤：

步骤一：初步设定管型母线的跨度和相间距；

步骤二：在备选管型母线中选定一定型号母线；

步骤三：确定各种工况下，基本因素的取值；具体包括：关于安全系数与荷载标准值取值标准，风因素的量值取值标准，覆冰因素的量值取值标准，短路电动力的计算方法，地震力的计算方法，管型母线荷载组合条件，材料的最大允许应力以及管形导体的挠度限值；

步骤四：分别采集绝缘子串沿管型母线轴线的投影长度参数、绝缘子串竖向投影长度参数以及绝缘子串的重力参数，分别计算自重和最大风速作用下、自重和覆冰作用下、短路以及地震时管型母线所受应力；

步骤五：判断上述每种情况下计算的管型母线所受应力是否均小于管型母线最大允许应力，如果是，转至步骤六；如果至少有一种情况下管型母线所受应力大于或等于管型母线最大允许应力，则遍历步骤二至步骤四；

步骤六：计算管型母线挠度；

步骤七：判断步骤六中管型母线挠度是否小于设定值，如果是，确定管型母线的型号、跨度及相间距分别为步骤一和步骤二中设定的管型母线型号、跨度和相间距，否则，遍历步骤二至步骤六。

所述步骤四中，计算自重和最大风速作用下管型母线所受应力的具体方法为：

(4-11)计算管自重所对应的跨中截面弯矩M_Gz；计算引下线的重力所对应的跨中截面弯矩M_jz；计算最大风速所对应的跨中截面弯矩M_fz；所述最大风速根据地理位置的不同，取相应位置历史风速数据的最大值；

(4-12)根据上述计算的截面弯矩分别合成跨中截面弯矩M₁

M1=Mfz2+(MGz2+Mjz2)]]>

(4-13)计算管型母线的拉力R₁；