输电线路中的换位塔如何工作?

电器工程 高压 电容 传输线 电力工程
2022-01-06 09:29:06

配电线路中有换位塔之类的东西。这个想法是,例如,您有三个导体在相同高度平行运行,其中最左边的是 A 相,换位后中间的一个是 A 相,最左边的一个现在是 C 相和 B 相,原来是中间指挥现在是最右边的。维基百科说它是必要的,因为

转置是必要的,因为导体之间以及导体与地之间存在电容。这通常不是跨阶段对称的。通过转置,整条线路的总电容大致平衡。

我不明白。换位前是三根平行线,换位后是三根平行线,换位前后线间距相同(由于地表不平整,线与地面的距离几乎无法控制)并随时间变化)。

将三根平行线转成三根平行线如何帮助平衡线路电容?

编辑:隐藏在一个答案的评论中的是一张图片的链接,该图片突出显示了上面链接的维基百科文章中转置塔上的相位排列。这张照片值得在这里展示......

换位塔,突出显示的阶段

4个回答

图片显示了三种常见的电线排列方式。我添加了线对线电容器符号,请注意,每条线还有一个线对地电容。电容值随着导线之间距离的增加而减小。

线对线电容 图片为自己的作品,CC BY-SA 3.0

案例 1,一层中的三根线(到地的距离相等,但线到线的距离不同):

从中间线到两侧两根线的电容大于系统外部两根线之间的电容。

总体而言,您希望每条线与其他两条线之间的电容大致相等。因此,通过换位导线,您可以在所有导线之间平均创建相等的距离(和电容)。

案例 2,三根线排列成三角形(线到线距离相等,但到地的距离不同):

在系统的整个长度上,三根导线之间的距离和电容值是相等的,但是越靠近地线的导线对地电容越大。

通过使用转置交换三根电线,每根电线与地面的平均距离相等。因此,三相系统的线对地电容值匹配。

情况 3,导线彼此之间或接地均不等间距

现在,您最终有两个原因在您的整个生产线中进行换位。

这与双绞线背后的概念相同。平行运行的两根电线将与环境的耦合方式不同,因为它们位于不同的侧面。通过扭转它们,您可以将每根电线到环境的外部耦合平均化为大致相同。

当您有 3 根电线时,情况会稍微复杂一些,因为您还想平衡电线之间的耦合。通过周期性地扭绞三根线,每根线在耦合到地、其他线和周围的任何东西方面都得到同等对待。辐射到太空也是大型电力线的一个问题。同样,您希望三个导体之间的所有效果都相等。

电源线乍一看并没有扭曲,因为扭曲的间距是英里。你希望扭曲间距是波长的一小部分,并且一条线上有足够的扭曲,这样事情就会变得很好。在 60 Hz 时,几英里仍然是“短”距离。

来自 BM Weedy 的电力系统3e(重点是我的):

不对称的导体间距会导致每相的电感不同,从而导致不平衡的电压降,即使负载电流是平衡的也是如此。残余或合成电压或电流将不需要的电压感应到相邻的通信线路中。这可以通过沿路线定期交换导体位置来克服,这种做法称为换位

我见过要求导体间距不均匀的传输线设计(即沿着 T 形木杆的横臂在 +1200mm、+375mm 和 -1200mm 处)。

假设你在一个水平面上有三根线: . . .

中间线与另外两根线相邻。因此,它将受到与末端电线不同的影响。因此,您希望每根线都位于中间一段距离,以便效果平衡。

垂直有三根电线也很常见:

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在这种情况下,其中一根电线将比其他两根更靠近地面,此外还有一根电线位于两根电线之间而另外两根不在。