Part 01
换位原因
我们都知道，
输电线路是三相电，
每相线路的线路参数要保持一致，
不然就会出现不平衡电压和电流。
每相线路参数的计算又和其所处的空间位置密切相关，
（主要指 相与相之间、相与地之间）。
如上图所示：
相所处的空间位置即是指其挂线位置，
例如上图
C相处于中相；A相处于左下；B相处于右下，
线路参数产生差异的原因既很简单，也很复杂。
简单是因为参数的计算因素主要是相和相之间，
以及相和地线，相和地面的距离。
如上图所示：
A相与其他相的距离，与地线1、地线2的距离，
以及与地面的距离。
就和C相与其他相、地线1、地线2、地面的距离不同。
因此A相和C相的线路参数就不同。
复杂是具体的计算方法比较复杂，
咱们就不在这里展开。
又因为线路参数和线路长度有关，
成倍数关系。
因此每相导线在一个空间位置上“待久了”，
就会和其他相的线路参数存在差异。
这样就会导致不平衡电压和电流。
那么差异到了多少就不可接受，
需要进行处理呢？
这个主要看线路末端的：
不平衡电压和 不平衡电流。
我国目前执行的
规定了电力系统公共连接点正常电压不平衡度允许值为2%。
对于电流不平衡目前没有国标或行标规定，
一般按低于5~10%的范围控制。
输电线路的不平衡度是衡量电力质量的重要参 数,架空输电线路在线路正常运行时,各相导线都具有不同的线路参数,比如导纳、阻抗。这种参数上的不对等引起了输电线路中电流和电压的不对称,通常用电压、电流的不平衡度来衡量。当系统不平衡度超过限值时,回路中连接的电气设备就会受到影响,甚至影响线路正常运行。
Part 02
换位原理
前文说了：
导纳、阻抗等线路参数的大小，
有个基本的特征，
就是和线路长度有关，
即与线路长度成倍数关系。
因此，
随着线路长度的增加，
线路参数的差异也会“累积”，
当差异达到一定限度时，
我们就要及时“刹车”。
把这差异扭转过来。
值得庆幸的是，
扭转差异的方式很简单，
即把各项相互调换位置即可。
这个就是我们常说的导线换位。
▲ 一个完整的循环段
一个完整的循环段如上图所示，
原理非常简单，
通俗来说：
就是让每一相线路在一个位置上待1/3的长度，
这样一个完整的循环下来，
线路参数差异又回到了原点。
理论上可以完全消除不平衡度。
有人会说，
你这不对啊，
我看到书本上一个标准的循环段是这样的：
小编以为，
上述换位方式原理上一样，
即：
就是让每一相线路在一个位置上待1/3的长度，
但是上图把整段划分成了4小段，
采用了3个换位塔，
目的是为了把相序调回来，
即让首尾相序相同，
这样做的目的是因为以前单回线路居多，
多采用水平排列或三角排列，
这样把相序调转一致才可以与构架相序对应。
但是
因此，如果是双回线路，
则不需要采用这种分段方式，
采用3段划分方式更为合理。
输电线路的换位，不仅增大了投资，也增加了输电线路的事故，还不便于带电作业。因此在满足不平衡度要求下应尽量增加换位长度并减少换位塔数量。
Part 03
换位方法
线路设计经历了这么多年，
积累了许多宝贵的经验，
也形成了很多的模板和套路，
我们看看常见的换位塔有哪些。
一、单回线路换位
1、滚式换位
这种换位方式并非在一基塔上完成，
而是需要在三档线内完成，
需要将相序“滚动”换位才能实现，
优点是杆塔全部利用直线塔完成，
造价较低。
缺点是换位处导线有交叉，
因而易发生短路现象，
因此只适用于轻冰区。
同时应该验算悬垂绝缘子串的偏摆，
以及计算杆塔中心的位移。
2、耐张杆塔换位
▲ 方式1
▲ 方式2
▲ 方式3
上述方式在一基塔上实现了换位。
优点是导线间距稳定，
运行可靠性高。
缺点是造价较高。
3、悬空换位
悬空换位不需要特殊设计的耐张杆塔，
仅在每相导线上再单独串接一组绝缘子串，
通过交叉跳接，
实现导线的换位。
但需注意的是相间绝缘子串承受的是线间电压，
其绝缘强度一般应比对地绝缘高30%~50%。
同时该换位方式因施工检修不便未能普遍使用。
二、双回线路换位
双回路换位有两种方式：
一是将两个回路利用耐张塔分成两个单回路,
按上述单回路耐张的方式换位。
二是采用双回路耐张塔的换位。
这种方式常用于220~500kV双回路换位。
▲ 换位塔1布置图
▲ 换位塔1现场图
▲ 换位塔2布置图
1000kV交流特高压线同塔双回线路的换位
一般采用 为采用单柱式换位方式进行。
▲ 单柱组合耐张塔换位布置图
▲ 单柱组合耐张塔换位现场图
Part 04
不平衡度影响因素
不平衡度的计算和很多因素有关，
除了上面所说的线路长度外，
还和导线的布置方式（塔头的布置方式）和
相序的排布方式有关：
一、导线排布方式
为降低电压、电流不平衡度,
在1000kV晋东南一南阳一荆门交流特高压试验示范工程设计时,
对该工程采用的导线水平排列的酒杯型直线塔和导线三角形排列的猫头型直线塔的电气不平衡度进行了计算。
计算表明:
线路长度和导线排列方式是影响线路不平衡度的重要因素。
下表列出了按照1000kV晋东南一南阳一荆门交流特高压
试验示范工程两种不同排列方式的铁塔塔头尺寸计算的
不同线路长度下三角排列、水平排列的不平衡度。
二、相序排布方式
在1000kV淮南一上海(皖电东送)同塔双回交流特高压工程设计中,
对同塔双回路不同排列方式下的线路不平衡度进行了计算,
结果下表所示：
从上表可以看出,
同塔双回路导线排列方式对线路不平衡度影响非常大。
同相序排列方式的不平衡度最大，
逆相序排列方式次之,
异名相排列方式最好。
采用同相序排列方式的线路在长度为72km时
不平衡度就超过了2%的限值要求,
而采用逆相序排列方式的线路在长度为 288km时
不平衡度才超过2%的限值要求，
对于采用异名相排列方式的线路在长度为360km时
不平衡度才1.35%。
Part 05
不平衡度的计算
不平衡度计算流程复杂，
必须要借助计算软件，
这里给大家推荐一款非常好用的软件，
来自恒巨软件的：
“SmartEP电气参数计算软件”
该软件上手非常简单，
5分钟学会，
30分钟即可完成计算。
软件首先新建好段落数，
然后输入对应段的相关参数，
参数主要包括：
线路长度、导线型号、导线及相序布置方式，
地线型号及布置方式等。
输入界面如下：
输入完成后即可查看计算结果，
即各段线路末端的不平衡度：
最后还可输出完整的计算书。
期间可以对所有参数进行调整并同步计算。
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