220kV線路增容改造設(shè)計研究

【摘 要】在經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的背景下，我國社會用電需求不斷上升，電力短缺成為了制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，因此，提高現(xiàn)有輸電線路的傳輸容量具有很現(xiàn)實的經(jīng)濟(jì)意義。因此，對現(xiàn)有線路進(jìn)行增容改造顯得十分有必要。本文結(jié)合工程實例，僅對220kV線路增容改造設(shè)計進(jìn)行相關(guān)探討。

【關(guān)鍵詞】輸電線路；增容；改造；載流量；線損

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國社會用電需求快速增長，電力短缺成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，原有線路的輸電能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了現(xiàn)代電力發(fā)展的需求， 在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)這一特點(diǎn)尤為突出。在電網(wǎng)建設(shè)的各項新要求下，對現(xiàn)有線路的增容改造已迫在眉睫。通長對線路增容的方式一般有三種：一是，增加新的輸電線路；二是，對原有線路桿塔進(jìn)行改造，增加導(dǎo)線截面積；三是，更換與原線路相同或相近型號參數(shù)的增容導(dǎo)線。第一、二種方式需要新增線路用地或改造更換桿塔，費(fèi)時費(fèi)工，投資較大，而第三種方式能有效利用原線路現(xiàn)有資源，不需額外征用土地和更換桿塔便可較容易達(dá)到增容的目的。

1 改造線路概況

1.1 線路輸送容量

1.2 改造原則

由于該線路全線處于市區(qū)，現(xiàn)有及規(guī)劃設(shè)施不斷增多，新辟線路走廊難度較大；該線路可停電時間短，輸電線路的容量改造時間緊迫，利用原線路走廊新建鐵塔架設(shè)大截面導(dǎo)線的方案亦難以實施。故在原有桿塔、基礎(chǔ)及交叉跨越距離等不改變的情況下對線路進(jìn)行增容改造。

1.3 設(shè)計氣象條件

2 導(dǎo)線選型比較分析

增容導(dǎo)線主要通過提高導(dǎo)線的運(yùn)行溫度以增加線路的輸送容量，目前常見的增容導(dǎo)線有普通鋼芯耐熱鋁合金導(dǎo)線、鋁包殷鋼芯超耐熱鋁合金導(dǎo)線、間隙型耐熱鋁合金導(dǎo)線、鋁基陶瓷纖維芯耐熱鋁合金導(dǎo)線、碳纖維芯型鋁絞線等。由于普通鋼芯耐熱鋁合金導(dǎo)線在高溫情況下的弧垂特性較差，而間隙型耐熱鋁合金導(dǎo)線的施工工藝復(fù)雜，不利于后期運(yùn)行維護(hù)，故上述兩種增容導(dǎo)線不適用于本線路改造。考慮需與原線路2×LGJ-300/40鋼芯鋁絞線參數(shù)規(guī)格相當(dāng)，擬選2×STACIR/AW 240型鋁包殷鋼芯超耐熱鋁合金導(dǎo)線、2×ACCR470-T16型鋁基陶瓷纖維芯耐熱鋁合金導(dǎo)線和2×JRLX/T-310/40碳纖維芯型鋁絞線三種導(dǎo)線進(jìn)行比選。參選導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)及特性參數(shù)詳見。

2.1 導(dǎo)線增容原理比較

2.2 載流量比較

2.3 線損比較

2.4 機(jī)械荷載比較

改造線路是否需要更換桿塔，取決于更換導(dǎo)線前后線路機(jī)械荷載是否有較大的變化和導(dǎo)線弧垂是否超出原線路弧垂裕度。桿塔的荷載由垂直、水平和沿縱向三個方向作用力合成，其中垂直荷載主要由導(dǎo)線的單位長度重量決定；水平荷載主要由導(dǎo)線的外徑、風(fēng)速及覆冰厚度決定；縱向張力主要由線路的安全系數(shù)和原鐵塔能承受的縱向張力控制。結(jié)合線路氣象組合條件，通過對各相導(dǎo)線與原線路2×LGJ-300/40導(dǎo)線的機(jī)械荷載的百分比值可知，參選導(dǎo)線縱向張力、水平荷載和垂直荷載均比原線路2×LGJ-300/40導(dǎo)線略小或相當(dāng)，因此從荷載角度無需更換桿塔。

2.5 弧垂特性比較

在不改造桿塔的情況下，應(yīng)控制增容導(dǎo)線在各種情況下的弧垂與原線路導(dǎo)線的弧垂相接近或減少。各種導(dǎo)線在正常運(yùn)行情況時與原線路LGJ-300/40導(dǎo)線40℃時的弧垂相比較，在N-1最大輸送容量情況時與原線路LGJ-300/40導(dǎo)線70℃時的弧垂相比較，計算

由表3的比較結(jié)果可看出，由于ACCR470-T16導(dǎo)線的鋁基陶瓷纖維芯和JRLX/T-310/40導(dǎo)線的碳纖維芯線膨脹系數(shù)很小，高溫弧垂特性優(yōu)良，在正常運(yùn)行情況和N-1最大輸送容量情況的弧垂均小于原線路LGJ-300/40導(dǎo)線，完全滿足線路改造要求。STACIR/AW 240導(dǎo)線的弧垂特性一般，與原線路弧垂接近，需對原線路交叉跨越做一步的復(fù)核，才能判斷是否滿足線路改造要求。

2.6 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較

對3種參選導(dǎo)線的價格進(jìn)行比較，見表6。由表6可知，ACCR470-T16導(dǎo)線價格相對較高，整體造價投資相應(yīng)較大，其余兩種導(dǎo)線的價格相當(dāng)。

2.7 綜合比較

通過對3種參選導(dǎo)線的比較分析可知：1）在載流量、機(jī)械荷載方面，3種導(dǎo)線均可滿足要求；

3 結(jié)語

綜上所述，通過增容改造，提高現(xiàn)有輸電線路的傳輸容量具有很現(xiàn)實的經(jīng)濟(jì)意義。通過本文220kV線路增容改造設(shè)計經(jīng)驗的介紹，對類似工程設(shè)計提供了一定的設(shè)計思路和技術(shù)指導(dǎo)，同時也有利于電網(wǎng)未來的規(guī)劃，使有效的輸電線路走廊資源發(fā)揮出最大的作用。

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[責(zé)任編輯：劉帥]