220kV架空輸電線路規(guī)劃設(shè)計(jì)要點(diǎn)

史哲欣

摘要：輸電線路是整個電力系統(tǒng)中的重要組成部分，其作用是通過自身的運(yùn)行，將電能輸送至各個用電單位，將復(fù)雜的電力系統(tǒng)用輸電線路網(wǎng)絡(luò)的形式連接起來，因此其設(shè)計(jì)的合理性直接關(guān)系整個電路系統(tǒng)的安全性與可靠性。

關(guān)鍵詞：220kV架空輸電線路;設(shè)計(jì)要點(diǎn)

引言

電力線路的種類可分為：特高壓、超高壓、高壓、低壓四種，其中220kV輸電線路是我國最常用的高壓輸電線路之一，并且隨著城市化進(jìn)程的發(fā)展，220kV輸電線路已經(jīng)成為城市供電的主要方式。

1導(dǎo)線選型

1.1按經(jīng)濟(jì)電流密度和載流量選擇截面

根據(jù)《城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》電網(wǎng)供電安全采用N-1準(zhǔn)則，正常運(yùn)行狀態(tài)，3×180MVA主變經(jīng)濟(jì)負(fù)載率按67%取值時(shí)，持續(xù)工作電流為950A，按現(xiàn)行規(guī)范中的經(jīng)濟(jì)電流密度（計(jì)算取經(jīng)濟(jì)電流密度1.15A/mm2）選擇導(dǎo)線截面。經(jīng)計(jì)算，經(jīng)濟(jì)輸送的截面為826mm2。

1.2按載流量選型

根據(jù)系統(tǒng)輸送容量情況，根據(jù)導(dǎo)線持續(xù)載流量計(jì)算導(dǎo)線輸送容量來選擇導(dǎo)線載面，擬按JL/G1A-300和JL/G1A-400兩種型號導(dǎo)線進(jìn)行持續(xù)載流量對比選擇，JL/G1A-300導(dǎo)線在環(huán)境溫度40℃，導(dǎo)線溫度70℃時(shí)持續(xù)載流量最低，本工程線路擬采用雙分裂導(dǎo)線，載流量按此最低值計(jì)算，線路持續(xù)輸送容量可達(dá)403MVA，可達(dá)3×180MVA主變負(fù)載的75%左右，滿足系統(tǒng)輸送容量的要求。相同條件計(jì)算JL/G1A-400導(dǎo)線，其持續(xù)載流量可達(dá)約464MVA，達(dá)到3×180MVA主變負(fù)載的86%。綜合考慮到電網(wǎng)規(guī)劃、發(fā)展趨勢及系統(tǒng)潮流走向情況，本工程線路導(dǎo)線截面按2×400mm2設(shè)計(jì)，雙分裂導(dǎo)線，型號為2×JL/G1A-400/35鋼芯稀土鋁絞線。

2220kV架空輸電線路設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

2.1220kV架空輸電線路設(shè)計(jì)中線路路徑的設(shè)計(jì)

220kV架空輸電線路設(shè)計(jì)中的線路設(shè)計(jì)包含了輸電線路的技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性、可行性以及系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，直接關(guān)系整個輸電線路的質(zhì)量，也是整個220kV架空輸電線路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。因此，在進(jìn)行輸電線路設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該在保證線路運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性的前提下，盡可能的降低整個220kV架空輸電線路的工程造價(jià)。220kV架空輸電線路設(shè)計(jì)中的線路路徑的設(shè)計(jì)主要包括現(xiàn)場選線與圖上選線。其一，圖上選線，220kV架空輸電線路的圖上選線首先應(yīng)該對施工現(xiàn)場進(jìn)行林業(yè)、氣象、通信、地質(zhì)、水文、交通以及民航等資料的收集，然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，將線路的必經(jīng)點(diǎn)、終點(diǎn)與起點(diǎn)在輸電線路的圖上標(biāo)出，接著根據(jù)線路路徑最短的設(shè)計(jì)原則，選擇最合理的設(shè)計(jì)方案;其二，現(xiàn)場選線，220kV架空輸電線路的現(xiàn)場選線，需要進(jìn)行實(shí)地考察，通常需要對線路進(jìn)行徒步勘查，這對工作人員的毅力與耐性是一種考驗(yàn)，因此，現(xiàn)場線路選線應(yīng)該盡量避免占用良田。避免經(jīng)過果木公園、森林等，并且還應(yīng)該考慮交通運(yùn)輸?shù)谋憷?，方便以后的施工與維修。

2.2220kV架空輸電線路桿塔設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

桿塔是輸電線路結(jié)構(gòu)中的支撐者，其主要的作用就是支撐架空輸電線路的地線與導(dǎo)線，并且還應(yīng)該保證其符合電磁場與絕緣安全限制條件的要求。桿塔種類的不同，其運(yùn)輸時(shí)間與費(fèi)用、建設(shè)造價(jià)、施工工期、占地面積、運(yùn)行安全等方面都具有很大的區(qū)別，其在整個線路的施工中占有非常大的比重，因此，在進(jìn)行桿塔的設(shè)計(jì)時(shí)，不但應(yīng)該重視桿塔的基礎(chǔ)選型與施工，還應(yīng)該根據(jù)施工現(xiàn)場的具體氣象狀況與地質(zhì)情況進(jìn)行選擇。桿塔的初步設(shè)計(jì)應(yīng)該按照相關(guān)的規(guī)定，進(jìn)行粗略的總造價(jià)計(jì)算。如果沒有特別的要求，220kV架空輸電線路的桿塔通常采用具有實(shí)際施工運(yùn)用的成熟桿塔，假如規(guī)定必須應(yīng)用新型桿塔，則應(yīng)該進(jìn)行科學(xué)的重復(fù)試驗(yàn)，經(jīng)驗(yàn)證無誤后再進(jìn)行使用，盡量避免不必要的損失。

3氣象條件

3.1最大設(shè)計(jì)風(fēng)速計(jì)算

本工程所經(jīng)地區(qū)均在安溪縣內(nèi)，收集安溪縣氣象站1978—2007年的10min時(shí)距平均的年最大風(fēng)速資料（氣象站海拔66m，風(fēng)速儀離地12m高），用于最大設(shè)計(jì)風(fēng)速的計(jì)算選取。

代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得，該氣象站離地12m高，重現(xiàn)期為30年的連續(xù)記載10min平均最大風(fēng)速為16.69m/s。

本工程線路離氣象站最遠(yuǎn)端約25km，最近端約5km，線路平均海拔按約300m計(jì)，風(fēng)速按高度修正，換算到本工程線路平均海拔高度基準(zhǔn)設(shè)計(jì)風(fēng)速約27.1m/s。結(jié)合本線路具體走向及地形地貌情況，本工程線路基本設(shè)計(jì)風(fēng)速取28m/s，最大設(shè)計(jì)風(fēng)速取30m/s。

3.2覆冰厚度

本工程推薦方案路徑基本無覆冰情況，除海拔較高山頭上一年中會有幾天結(jié)冰現(xiàn)象。根據(jù)福建省電網(wǎng)覆冰厚度分布圖使用導(dǎo)則，福建山區(qū)輸電線路，覆冰厚度可采用5mm或10mm設(shè)計(jì)，再結(jié)合周邊線路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)判斷，本工程的設(shè)計(jì)覆冰厚度導(dǎo)線推薦使用5mm，地線采用10mm覆冰設(shè)計(jì)。冰的比重0.9g/cm3，覆冰同時(shí)設(shè)計(jì)風(fēng)速取10m/s。雷暴日本工程所經(jīng)地區(qū)因雷擊而造成的停電事故頻率較高，沿線所經(jīng)地區(qū)均處于Ⅲ級強(qiáng)雷區(qū)。因此，結(jié)合線路沿線附近其它110kV、220kV線路設(shè)計(jì)情況，本工程設(shè)計(jì)年平均雷暴日取75日。

3.3年平均氣溫確定

經(jīng)氣象資料收集，根據(jù)《110～750kV架空輸電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》GB50545—2010，地區(qū)年平均氣溫小于3℃和大于17℃時(shí)，分別按年平均氣溫減少3℃和5℃后，取與此數(shù)鄰近的5的倍數(shù)值。因此，根據(jù)安溪縣30年以來的平均氣溫值計(jì)算，本工程年平均氣溫為15℃。

4跌落式避雷器防護(hù)罩安裝方式

安裝過程中通過兩側(cè)設(shè)置的孔洞配合現(xiàn)行的耐壓10kV絕緣操作桿進(jìn)行作業(yè)，利用絕緣安裝桿，可不受線路停電計(jì)劃限制，既方便了已投運(yùn)的避雷器進(jìn)行整改更新，又不需要線路停電，大大節(jié)省了停電時(shí)間，對于提高供電可靠性有著極大的幫助。也可采取停電作業(yè)方式，施工單位只需將防護(hù)罩用手掰開，安裝在避雷器上，安裝方式靈活，新舊避雷器均可安裝，可大范圍推廣應(yīng)用，旨在從源頭解決小動物觸碰設(shè)備帶電部分的問題，防止線路短路、接地故障發(fā)生，從而減少線路故障次數(shù)。三相標(biāo)志卡扣通過設(shè)計(jì)成一字形配合防護(hù)罩，在不影響美觀的同時(shí)方便運(yùn)行維護(hù)單位進(jìn)行相序識別，采用直槽口拔?？墼O(shè)計(jì)，可緊緊扣在防護(hù)罩上，安裝牢固。

若施工現(xiàn)場需要停電作業(yè)或進(jìn)行新建桿塔作業(yè)，施工人員可在無電狀態(tài)下的桿塔上安裝本文所述絕緣防護(hù)罩。將7字形三相標(biāo)志卡扣扣進(jìn)此防護(hù)罩兩側(cè)，并檢查其自身是否存在缺陷，保證三相標(biāo)志卡扣和防護(hù)罩緊緊扣住并無缺陷，利用表面T字形縫隙將避雷器防護(hù)罩掰開，穿過避雷器上的70電線，隨后將防護(hù)罩套進(jìn)避雷器即可。

結(jié)語

文章通過分析220kV架空輸電線路的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并討論220kV架空輸電線路設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)該注意的事項(xiàng)，旨在為相關(guān)的線路設(shè)計(jì)提供一定的技術(shù)支持。

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