高容量/效率传输线路设计的利记博彩app
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用 本申请请求享有2012年4月27日提交的关于High- Capacity/Efficiency Transmission Line Design的美国临时专利申请序列第61/ 639, 126号的权益，其通过引 用并入本文中。
技术领域
[0002] 本申请针对高容量高效交变电流（AC)高架传输线路。在一个实施例中，具有三相 紧凑三角构造的输电线路由单个横臂悬挂。本发明涉及一种新型传输线路，以最大限度地 增大承载能力、环境适应性、成本有效性和公众接受度。
【背景技术】
[0003] 与在远离负载中心的区域中开发的可再生发电项目组合的清洁、可靠的供电中的 公共利益需要传输基础结构能够在长距离上有效地输送大量电力。鉴于公众通常会反对高 架传输，且尤其是765千伏（kV)(即，美国的最高传输电压类别），电力公司采取构筑常规的 345kV线路，且对此线路增加串联补偿，以实现高电压传输的性能特征。
[0004] 优选实施例的传输线路设计将345kV线路的性能提高至超过其传统的能力，而不 依靠昂贵的外部装置，如，串联电容器。在优选实施例中，低轮廓的美观特征最大限度减小 了环境影响和结构成本，试图改善新传输项目的公众接受度。
[0005] 已经通过工程分析和实施确立了传输线路的承载能力或负载能力由一个或多个 以下因素限制：（i)热额定值，（ii)电压降约束，以及（iii)稳态稳定性限制。热额定值为 导体和/或终端设备选择过程的结果，且对于线路最多限于50英里以内。较长的线路主要 由电压降和/或稳定性考虑限制，这两者都直接地受线路的取决于长度的阻抗影响。
[0006] 对于给定的线路长度，减小阻抗且因此改善负载能力的最有效方法在于升高传输 电压类别。然而，由于公众反对，故构筑了具有串联补偿的多个较低电压的线路来减小阻抗 和实现所需的负载能力目标。
[0007] 传统上，串联补偿已经用作延伸AC系统能力的短期补救方法。另外，在一些区域 中，串联补偿线路用作较高电压的传输的替换方案，以在长距离上点对点传输大量电力。这 些应用不变地是伴有诸如次同步谐振（SSR)和次同步控制交互（SSCI)的问题，这已知的是 存在电力机械和电网稳定性的风险。
[0008] 其它问题包括系统保护复杂性、维护和备用设备要求、电力损耗、关于线路自身寿 命的有限寿命预期，以及将来的电网扩展性的挑战。当搭接串联补偿线路来用于新负载中 心或整体结合新的发电源时，尤其要考虑电网扩展性，因为这些发展：（i)可导致过度补偿 线路段，以及（ii)可超过有效控制。
[0009] 新传输线路设计（在优选实施例中为345kV)最大限度减小了这些问题，同时本身 对电网内的长距离和短距离两者的大量电力输送还提供了所需的容量和效率。
【发明内容】
[0010] 在本发明的所有实施例中，高容量高效率的345kV的高架传输线路设计提供了相 对于现在在电力公用行业中使用的典型构造的性能优势。该设计提供了使用串联补偿的 345kV线路和/或较高压线路的可行备选方案以用于在长距离（例如，100英里）上高效传 输大量电力；其在设计和施工、构造和操作的简单性、电网扩展性、预期寿命和寿命周期成 本方面是优异的。
[0011] 本发明的优选实施例提出了双电路（和能够单电路/双电路）的线路，其特征在 于，使用导线束的紧凑相间构造悬挂在具有较低的美观轮廓的结构上。新的结构优选包括 单个弓形管状钢横臂，其围绕单个管状钢杆轴对称地支承两个电路。具有两个、三个、四个 (或更多）的导线束的三相分别优选以"三角"布置借助于V形串悬垂绝缘体组件和相间 绝缘体保持在一起，同时保持期望的相与结构的绝缘体组件连接。本发明的该优选实施例 改善了传输线路的浪涌阻抗负载（SIL) ( S卩，线路负载能力量度），减小了其串联阻抗、降低 了电阻和电晕（空气等离子化）损失两者，且缓解了地面水平处的电磁场（EMF)和可听噪 音影响，所有都以成本效益合算的方式实现。
【附图说明】
[0012] 示例性实施例的以下描述提到了形成其部分的附图。该描述通过示例性实施例提 供了阐释。将理解的是，可使用具有机械和电气变化的其它实施例，其结合了本发明的范 围，并未脱离本发明的精神。
[0013] 除上文提到的特征之外，本发明的其它方面将容易从附图和示例性实施例的以下 描述中清楚，其中若干视图中的相似参考数字指出了相同或等同的特征，且在附图中： 图1示出了本发明的传输线路的优选实施例； 图2示出了本发明的传输线路的优选实施例（简图）； 图3示出了使用中的一种典型的345kV的传输线路（现有技术）； 图4示出了本发明的传输线路的另一个实施例； 图5示出了本发明的传输线路的另一个实施例； 图6示出了本发明的传输线路的另一个实施例； 图7示出了本发明的传输线路的另一个实施例； 图8示出了本发明的传输线路的另一个实施例； 图9示出了 4导线束的轭板的一个实施例； 图10示出了 3导线束的轭板的一个实施例； 图11示出了 2导线束的轭板的一个实施例。
【具体实施方式】
[0014] 图1示出了本发明的345kV双电路线路设计的优选实施例。其特征为流线型的 相对低轮廓的结构，具有借助于相间绝缘体布置成紧凑的"三角"构造的相导线束（〃三角 〃意思是以大致三角形，其具有在30到120度的范围中的内角）。紧凑的三角构造具有的 优点在于改善线路浪涌阻抗负载（SIL)、降低串联阻抗，以及减小地面水平的EMF影响（"紧 凑"意思是比典型的传输线路构造相对紧密的布置，这避免了对串联补偿或任何大量串联 补偿的需要；"紧凑"意思是任何两相之间10到20英尺的范围中）。SIL(线路在无效电 力中获得自足（即，没有净无效电力进入或离开线路）的负载水平）为测量相似或不相似 的标称电压下操作的长线路的相对负载能力的方便的"标尺
[0015] 图1的设计使用了每相达到四（或更多）个导线，提供了线路的热容量和能量效 率的显著增益。在四个导线或更大的线束处于热原因而认为不必要的情形中，本发明可与 三导线或两导线束一起使用，其中降低了相关联的成本，但将产生SIL的一些损失。作为备 选，较大线束的较高成本可通过较小直径的导线来降低，同时保留了大部分SIL改善。另 夕卜，较大线束的较高成本可由较高线路效率引起的电力和能力节省来抵消。这些变化将提 出本文所示的本发明的设计的细化。
[0016] 考虑到传输线路布置中涉及的灵敏性，新设计的低总体高度和美观外形预计会提 高新传输项目的公众接受度。新设计有效地容纳在345kv构造的典型的150英尺宽的路权 (ROW)内。
[0017] 图2示出了图1中所示的345kV双电路设计的简图。其优选包括单个钢杆轴（1)， 其支承弓形管状钢横臂（2)，这给出了流线型的美观低轮廓外形。在大约100英尺下的平均 总体结构高度比具有底部相导线束的相同附接高度的传统345kV的双电路设计的高度低 大约30%。各个相均包含多导线，其形成直径上大约16到32英寸的线束。在示例性实施例 中，三相之间的间距（大约14英尺、14英尺和18英尺）使用相间绝缘体（7)和（9)来保 持。这些大小和线束/相布置可变化，则规定了维护所需的相间空隙来保护线路工人和公 众。横臂（2)支承优选两条地线/屏蔽线（12)，其定位成提供与最外相传导线束（62)的优 选零度的屏蔽角。
[0018] 如图2中所示，弓形管状钢横臂为优选的；其提供了在期望位置处的绝缘体组件 附接点，同时具有简单且优雅的外形。横臂形状可从具有30到50英尺的弓形变至直臂，只 要绝缘体组件的附接点保持期望的相与地面和相与相的空隙。
[0019] 新的345kV设计的优选构造使用了相间绝缘体，其将相导线束保持为紧凑的三角 构造，且使用了其它绝缘体，其将这些线束中的各个附接到结构/横臂本体上，以最大限度 减小相与相的故障的风险。绝缘体对（3)和（4)、（6)和（7)、（9)和（10)之间的内角优选 在100度，但可从60度变化至120度。优选的角将在达到6psf的风负载下将V形串绝缘体 的两侧保持张紧，该风负载对应于大约50mph的风速。例如，绝缘体（3)、（4)、（6)和（10) 可为陶瓷、玻璃或聚合物。
[0020] 相间绝缘体（7)和（9)将具有经得起设计张力、压缩和扭力负载的能力，且保持相 与相的干弧距离和泄漏距离要求。相间绝缘体的屏蔽环（如果需要）之间的净距离优选不 小于9. 25英尺。相间绝缘体（7)和（9)将优选具有与V形串中使用的其它绝缘体相同的 污染性能。这将导致实际的泄漏距离比相与地面绝缘体的距离三的平方根倍长。聚合物绝 缘体可在干弧距离上提供较高比率的泄漏距离，以将更多泄漏距离配合到相同总体区段长 度中。由于相比于乙撑丙二烯单体（EPDM)橡胶聚合物绝缘体和标准陶瓷或玻璃绝缘体的 较高飞弧应力能力，故硅橡胶聚合物绝缘体是优选的。
[0021] 如果需要，则屏蔽环优选安装在聚合物绝缘体的两端上。对于陶瓷或玻璃绝缘 体，这需要由电性测试来形成。屏蔽环及其附接将经得起穿过绝缘体的闪络的电弧和来自 雷击的那些。这些环和端接头应当优选在干燥情况下无电晕。对于沿绝缘体的纵轴线测 得的IOmm以上的距离，绝缘体的聚合物部分的任何部分上的60Hz的电场优选将不会超过 0. 42kVrms/mm〇
[0022] 如图2中所示，对于1号电路（70)，绝缘体⑶通过称为穿索（16)的连接板悬挂 在弓形管状钢横臂（2)上。绝缘体（4)通过穿索（13)附接到管状钢轴（1)上。绝缘体（3) 和（4)继而又悬挂第一相导线束（60)的轭板（5)。绝缘体（6)通过穿索（15)悬挂在横臂 (2)上，且绝缘体（7)悬挂在轭板（5)上。绝缘体（6)和（7)悬挂第二相导线束（62)的轭 板（8)。绝缘体（9)悬挂在轭板（8)上，且绝缘体（10)通过穿索（14)附接到管状钢轴（1) 上。绝缘体（9)和（10)悬挂第三相导线束（64)的轭板（11)。2号电路（72)中的绝缘体、 穿索和轭板类似于1号电路（70)中的对应构件布置。此构造的结构可在平地形条件下具 有大约100英尺的高度。
[0023] 为了比较，现今使用的具有电路一