关于高压架空输电线路设计研究 8页

关于高压架空输电线路设计研究　　摘要：随着国民经济的发展，对电力的需求不断增长，从过去的“几年建一条线路”到现在的“一年建几条线路”，实现了跨越式发展。经济的发展，对供电可靠性、电网输送能力等也提出了更高的要求，但输电线路建设的内部环境和外部空间却越来越小。各地进行土地开发，线路路径选择困难，施工占地的民事工作难以协调，线路改造停电时间短，工程建设资金短缺等都是电网建设中遇到的新问题。有鉴于此，电力输电线路的设计就显得尤为重要。笔者在文中就设计过程中的几项关键的步骤进行简要的阐述。关键词：高压输电；线路设计；电力系统Abstract:Withthedevelopmentofthenationaleconomy,thecountryputsforwardhigherrequirementsonthereliabilityofpowersupply,powergridtransmissioncapacity.Throughoutthelanddevelopment,linerouteselectiondifficult,difficulttocoordinatetheworkofcivilconstructionarea,lineoutagetimeisshort,constructionfundsarenewproblemsencounteredinpowergridconstruction.Inviewofthis,thedesignofelectricpowertransmissionlineisvery8 important.Severalkeystepsinthedesignoftheprocesswerebriefly.Keywords:highvoltagetransmission;linedesign;powersystem中图分类号：U212.3文献标识码：文章编号：伴随着我国持续稳定的经济发展，城乡各方面因素也产生了极大的变化，比如环境的改变和线路出现的老化问题等。因此，高压输电线路设计工作也应当采取对应的措施，联系当地情况，着重分析高压输电线路设计中应当注意的问题。1．高压输电线路特点高压输电线路应当具备下列特点：(1)安全运行的过程中具有较高要求的可靠性。因为高压输电线路需要输送较大的容量，通常电网中电源点和负荷中心输送能源线路具有十分重要的地位，一旦产生安全事故会对经济造成很大的影响。(2)线路具有极高的结构参数。高压输电线路的高杆塔，具有较长的绝缘子串、较多的绝缘子片数、较大的吨位，倒塌事故产生之后给修复工作带来了较大的难度，对准备备件备品的工作也提出了极高的要求。(3)运行中的线路具有较高的参数。高压线路存在着比较高的额定电压，促使周围带电体产生较高的电场强度。(4)较长的线路、沿线十分复杂的地理环境，高压输电线路通常需要穿过峡谷高山，交通运输存在着较大的困难，维修工作十分艰巨。8 2．高压输电线路技术分析2.1导地线选型送电线路的导线长期在旷野、山区或湖海边缘运行，需要经常耐受凤、冰等外荷载的作用，气温的剧烈变化以及化学气体等的侵袭，同时受国家资源和线路造价等因素的限制因此，在设计中，对电线的材质、结构等必须慎重选取。线路的输送容量、传输性能、环境影响问题对输电线路的技术经济指标都有很大的影响。要从导线的电气特性、机械特性、投资分析及施工等多个方面对各种导线截面进行技术经济比较，特别在导线选型造价分析中按全寿命周期费用最小为原则分析比较，而不是只考虑基建初投资，这样可以全面考核各导线方案的技术经济性。导线在线路建设投资中所占的比例较大，1lOkV线路一般要占工程本体投资的l2％左右，且它也影响到铁塔荷载的大小和铁塔高度、地线支架高度的选择，如果再考虑因导线方案变化而相应造成的杆塔工程量和基础工程量的变化，其对整个工程的造价影响极其巨大。合理选择导线截面是安全运行和降低建设投资的关键问题之一。因此，按全寿命周期费用最小为原则选择导线结构，对降低输电线路投资具有重要的意义。2.2绝缘配合绝缘强度区段划分:8 送电线路的绝缘强度按清洁区和污秽区来划分。以污秽性质、附盐密度、污盐距离、气候条件及已有线路运行经验等来划分污秽区段和污秽等级,并提出防污秽措施,确定不同的绝缘设计，并适当留有裕度。根据规《110～750kV架空输电线路设计规范》操作过电压及雷电过电压要求悬垂绝缘子串的最少绝缘子片数如下表1：2.3杆塔型式的选择变电站选址之后，应充分考虑电压等级、气象条件、走廊宽度、地形条件等各种因素，进行多方案技术经济比较，合理选择塔型。单回路直线塔可分导线水平排列的酒杯塔和三角形排列的猫头塔，单回路耐张塔主要采用干字型塔；双回路的直线塔和耐张塔可采用伞型塔(无冰区)和鼓型塔(有冰区)，为了确保线路近期以及远期T接或解口的顺利进行，在终端一般利用双回路终端塔。在经济发达、走廊紧张的市区或负荷中心，为了减小占地走廊一般采用四回路塔，四回路的直线塔和耐张塔一般采用每一横担左右两侧各布置一相导线的方式；在走廊不受限区域，也可以采用每一横担左右两侧各布置两相导线的方式。2．2对铁塔基础进行改进8 联系目前快速发展的城乡经济，各个地区地形和气象条件造成的影响，铁塔基础具有的受压、抗倾覆等功能都会受到一定程度的影响。实际工程应用时，应根据具体使用条件测算实际基础力进行基础设计。提升电网运行的安全性，确保其社会经济效益。改进基础应注意：(1)铁塔具有的基础受力需要正确进行分析，应当确保其安全运行，针对轴心具有的受压基础，分别对轴心受拉基础采取不一样的K值。(2)计算新基础的前提就是设计地基承载力能够符合要求，假如地质是淤泥土质，则需要重新进行设计。3．高压输电线路应注意问题3．1科学设计输电线路输电线路具有的特点决定了其设计工作的重要内容。输电线路设计方案受到外部环境影响比较大，输电线路除了需包含导线、地线、绝缘子等产品之外，还要根据工程具体的地形环境、气候条件等实行杆塔和基础地配置。线路设计施工通常具有说明书、图纸、计算书等。3．2高压输电线路设计3.2.1高压输电线路的选线和定位8 选线和定位是线路整体设计的重点，合理的设计方案对线路的运行施工发挥了重要作用。为了能够有效缩短路径长度、减少线路投资同时保障线路的安全运行，先收集资料，对已选定的路径方案根据远景系统规划决定最佳的设计方案，因此，选线工作需要综合考察设计人员的设计水平和责任心。在选线时期，设计人员可以根据工程的实际状况，充分调研沿线线路的各阶段工作，并且对比分析多路径方案，尽量选择较短路径、较少的转角和交叉跨越、较好地质条件的设计方案。3.2.2高压输电线路应力弧垂曲线设计以110KV输电线路为例：应力弧垂曲线的计算步骤（1）确定工程所采用的气象条件；（2）依据选用的架空线型号，查取有关参数和机械物理性能；（3）计算各种气象条件下的比载；（4）选定架空线各种气象条件下的允许应力（包括年均运行应力）；（5）计算临界档距值，并判定有效临界档距和控制气象条件；（6）判定最大弧垂出现的气象条件；（7）以控制条件为已知状态，利用状态方程式计算不同档距、各种气象条件下架空线的应力和弧垂值；（8）按一定比例绘制出应各气象条件下导线应力弧垂曲线。3．3高压输电线路导线间距设计8 一般情况下，输电线路导线相间的垂直与水平距离应当由输电塔和导线之间最小间距决定。事实上，对于在悬吊铁塔上安装的绝缘子串上使用的跳线串，规定了不同的2种摇摆角。除此以外，影响相导线间距的因素还包括：(1)底部横担的顶部与构件连接的倾角越大，为了确保导线的间距，两任意横担之间也会出现越大的垂直距离。这样就增加了相导线的垂直距离。(2)铁塔外面障碍物最近构件产生越大的倾角，布置导线也会离得越远，确保导线规定的间距。增加了相导线水平距离。(3)为了避免相导线之间发生垂直现象，进而降低振动现象发生时可能产生的碰撞，中间位置的横担应比其他两个横档距离长。这样增加了相导线之间的水平距离。这些因素决定了输电线塔导线的正常距离。可是，在丘陵地带，遇到较长的档距，当导线固定的垂直和水平距离达到最小值的时候，还要为导线的振动与覆冰预留位置。3．4防雷接地设计防雷技术是电力系统保护的重要策略，用于保证电力系统在恶劣气象条件下正常运行。架设避雷线是输电线路最基本也是最有效的防雷保护措施，它的主要作用是防止雷直击导线，起到减小流经杆塔的雷电流，从而降低塔顶电位以及通过对导线的耦合作用来减小线路上绝缘子的电压，还可以对导线产生屏蔽作用以降低导线上的感应过电压。通常来说，线路电压愈高，采用避雷线的效果愈好，而且避雷线在线路造价中所占的比重也愈低。降低杆塔的接地电阻也是提高线路耐雷能力的有效措施，接地电阻阻值的大小是影响杆顶电位高低的重要决定性性因素。通常变电站进出线1km以内及大跨越杆塔在不连接地线时杆塔接地电阻不宜超过10Ω；一般线路，对于土壤电阻率低于1000Ω▪m一般不宜超过10Ω，对于土壤电阻率1000~2000Ω▪m一般不宜超过15Ω，对于土壤电阻率大于2000Ω▪m一般不宜超过20Ω。4结语8 输电线路建设是一个影响到国民经济发展的重要领域，而设计工作又是这类工程的基础，这就需要我们做好输电线路的设计工作，推进设计深度和广度，为我国的电力建设提供优秀的设计成果。8