專利名稱：四相交流輸電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交流輸電系統(tǒng)，采用對稱的四相輸電線路輸送電能。
目前，國內(nèi)外交流輸電系統(tǒng)通常采用三相制。由于電力系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)與電動機(jī)均采用三相制，三相電力變壓器設(shè)計(jì)制造簡單方便，三相制輸電已經(jīng)成為傳統(tǒng)的輸電方式。但是在三相輸電線路中，相與相之間的電壓是相與地之間的電壓的
倍，對三相導(dǎo)線之間空氣絕緣要求較高，使得三相導(dǎo)線布置的間距較寬，浪費(fèi)架線走廊所占用的土地面積，占地補(bǔ)償費(fèi)用較大。由于三相導(dǎo)線不能對稱地懸掛在單柱桿塔的兩側(cè)，使得桿塔設(shè)計(jì)復(fù)雜，并浪費(fèi)桿塔鋼材。
在國外，對6相、9相、12相、24相等多相輸電系統(tǒng)的研究已進(jìn)行了二十多年。多相輸電是一種提高輸送功率密度的重要方法。已有的多相輸電系統(tǒng)的相數(shù)均是3的整數(shù)倍，實(shí)現(xiàn)三相與多相之間變換的電力變壓器制造方便。但是，為了避免多相輸電線路復(fù)雜的換位，必須將各相導(dǎo)線排列成正多邊形，這使得6相及以上多相導(dǎo)線的懸掛更加困難，桿塔結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，線路造價上升；隨著線路相數(shù)的增加，多相輸電線路的故障組合類型迅速增加，這使故障的分析計(jì)算、繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)及整定增加了難度；多相輸電系統(tǒng)中的斷路器結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，相間過電壓倍數(shù)較高。由于上述缺點(diǎn)，六相及以上多相輸電方式?jīng)]有得到推廣應(yīng)用。
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，本發(fā)明的目的，乃是提供一種主要適用于高電壓、大容量的四相輸電系統(tǒng)。使得輸送容量增大，桿塔結(jié)構(gòu)簡化，節(jié)省架線走廊的占地面積，降低輸送單位容量的投資成本。
本發(fā)明的解決方案如下。其特征之處在于，具有三相變四相升壓變壓器1，輸電線路的四相導(dǎo)線2、3、4、5，四相變?nèi)嘟祲鹤儔浩?。輸電系統(tǒng)的四相電氣相量之間，在電氣上互差90°電角度，是一組對稱的四相相量。
具上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明系統(tǒng)，三相變四相升壓變壓器與四相變?nèi)嘟祲鹤儔浩魇且环N對稱變換的新型電力變壓器，將分案申請專利。四相線路對稱懸掛在單柱桿塔的兩側(cè)。線路的參數(shù)計(jì)方法、導(dǎo)線的截面積選擇原則、桿塔結(jié)構(gòu)及絕緣子設(shè)計(jì)，與一般輸電線路相同。
四相輸電線路通過合理的布置及換位，做到四相參數(shù)平衡。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明加以進(jìn)一步說明。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)構(gòu)成原理圖。
圖2為本發(fā)明的四相導(dǎo)線a、b、c、d正四邊形排列圖。
圖3為本發(fā)明的四相導(dǎo)線a、b、c、d水平排列并完成一個整數(shù)循環(huán)換位圖。
圖4為本發(fā)明的四相導(dǎo)線a、b、c、d水平排列并完成一個整數(shù)循環(huán)換位圖。
圖5為四相導(dǎo)線a、b、c、d等腰梯形排列并完成一個整數(shù)循環(huán)換位圖。
參見圖1。三相變四相升壓變壓器T1的三相側(cè)與三相電力系統(tǒng)S1連接，四相側(cè)通過四相斷路器與四輸電線路a、b、c、d首端連接。四相變?nèi)嘟祲鹤儔篢2的四相側(cè)通過四相斷路器與四相輸電線路a、b、c、d末端連接，三相側(cè)與三相電力系統(tǒng)S2連接。T1、a、b、c、d、T2構(gòu)成四相輸電系統(tǒng)。輸電系統(tǒng)的四相電氣相量是一組對稱的四相相量，通過四相輸電系統(tǒng)在兩側(cè)的三相電力系統(tǒng)之間相互傳輸電能。
參見圖2。四相線路a、b、c、d正四邊形排列，不換位即可保證四相參數(shù)平衡。如果正四邊形的邊長為m，則計(jì)算每相參數(shù)采用的相間幾何均距為
，其參數(shù)計(jì)算公式與三相參數(shù)計(jì)算公式相同。
參見圖3。四相線路a、b、c、d水平排列，在線路中間等距離地?fù)Q位三次完成一個整數(shù)循環(huán)換位，即可保證四相參數(shù)平衡。如果兩相鄰相線路之間的距離均為m，則相間幾何均距為Deq＝2m.
參見圖4。四相線路a、b、c、d水平排列，在線路中間等距離地?fù)Q位三次完成一個整數(shù)循環(huán)換位，即可保證四相參數(shù)平衡。如果兩相鄰相線路之間的距離均為m，則相間幾何均距為Deq＝2m。與圖3方案比交，本方案的換位較為簡單。
參見圖5。四相線路a、b、c、d等腰梯形排列，在線路中間等距離、同方向滾動換位三次完成一個整數(shù)循環(huán)換位，即可保證四相參數(shù)平衡。如果等腰梯形的上底寬為m1，下底寬為m2，高為h，則相間幾何均距為
本方案與圖2方案比較，可以消除上面兩相線路的覆冰及故障對下面兩相線路的影響。另外，在本方案中，如果四相線路是長方形排列，即m1＝m2，則只要在線路的中點(diǎn)滾動換位一次便完成一個整數(shù)循環(huán)換位，相間幾何均距為
本發(fā)明系統(tǒng)主要適用于高電壓、大容量的電能輸送。各相線路正四邊形排列的四相輸電系統(tǒng)與各相線路正三角形排列的三相輸電系統(tǒng)比較空間電磁場分布更加均勻，可以壓縮架線走廊寬度，同時增加一相線路，增大輸電容量；如果保持四相輸電線路與三相輸電線路二者的相間幾何均距Deq不變，則二者的每相線路參數(shù)及電暈臨界電壓不變，四相線路的輸送容量增加到在三相的
倍，四相線路的架線走廊占據(jù)的空間半徑反而減少到三相的
倍，四相輸電系統(tǒng)輸送單位容量的占地面積為三相的
倍，即節(jié)約了35％的占地補(bǔ)償投資。
本發(fā)明的四相線路是偶數(shù)相，對稱性好，四相線路可以對稱的懸掛在單柱桿塔的兩側(cè)，桿塔結(jié)構(gòu)簡單。而三相線路需要采用不對稱的單柱桿塔，或者采用對稱的貓頭式桿塔，桿塔結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
權(quán)利要求
1.一種四相交流輸電系統(tǒng)，其特征在于輸電系統(tǒng)具有三相變四相電力變壓器T1(1)、四相架空輸電線路的四相等截面導(dǎo)線a(2)、b(3)、c(4)、d(5)、四相變?nèi)嚯娏ψ儔篢2(6)，四相導(dǎo)線(2)、(3)、(4)、(5)在電氣上依次互差90°電角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電系統(tǒng)，其特征在于四相導(dǎo)線(2)、(3)、(4)、(5)均采用單根導(dǎo)線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電系統(tǒng)，其特征在于四相導(dǎo)線(2)、(3)、(4)、(5)均采用分裂導(dǎo)線。
全文摘要
四相交流輸電系統(tǒng)由三相變四相升壓變壓器1,輸電線路的四相導(dǎo)線2、3、4、5,四相變?nèi)嘟祲鹤儔浩?,依次串聯(lián)構(gòu)成。四相線路2、3、4、5在空間上正四邊形排列。該系統(tǒng)主要用于高電壓、大容量的電能輸送,能提高輸送功率密度,節(jié)省架線走廊的占地面積,簡化線路的桿塔結(jié)構(gòu),降低輸送單位容量的投資成本。
文檔編號H02J3/00GK1249554SQ9811265
公開日2000年4月5日 申請日期1998年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月29日
發(fā)明者劉光曄 申請人:劉光曄