浅谈高压架空线路的设计经验.doc

1、浅谈高压架空线路的设计经验摘要：随着社会的发展与进步，重视高压架空线路的设计对于现实生活中具有重要的意义。本文主要介绍高压架空线路的设计经验的有关内容。 关键词 ；高压；架空线路；设计；经验； 中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号： 引言 近几年,随着我国国民经济持续良好发展,电力建设也在加快,电力工程高压线路的设计出现了许多前所未有的新特点,故在设计中应采取相应的策略。 一、电力高压线路特点 根据工程设计实践,以近年来设计工作为例,出现的新特点如下:电力线路横跨多县、市,在系统中有重要地位,设计为高可靠性线路;途经地段工农业发展迅速,大多线路临近或穿行于严重污秽区,对线路绝缘要求高

2、;地段临近山根,风速大,覆冰厚,微气象条件复杂,对线路结构要求高;个别地段水位埋深浅,地表水、地下水对线路基础影响较大;与铁路、高速公路、等级通信线、110kV 电力线数次交叉跨越;OPGW 作为 1 种新兴的信息传输通道,在电力系统越来越普及,设计时必须考虑;大量采用先进设备,计算机深入到测量、设计计算、成图等各个方面,显露绝对优势。 二、设计的技术要求和实现 2.1 变电站出线廊道规划与实施 因近年来变电站出线要求非常频繁,故出现变电站前廊道有限,站内有间隔而站外无廊道的问题,合理规划进出线廊道显得更加重要。根据变电站供电范围内的负荷预测,许多分析、计算必须到位,除按常规布置廊道外,应满足

3、确保本期,服从长远,兼顾后续的设计原则,通过现场测量地形,计算机 AUTOCAD 绘图,考虑其中各回出线单双变换的情况,合理选择单双回路终端杆塔型。必要时,可选择近年来我国大量采用的钢管终端塔,甚至采用电缆进出线,以使各回出线均满足安全距离。 2.2 线路走径的优化设计 线路路径的选择是整个线路工程建设的关键环节,直接关系到整个电网的安全、可靠和技术经济性,在线路工程主要经过农耕地,村庄布点密集,线路两端变电站廊道紧张,线路路径选择的重点放在避开厂企业、村镇的规划区、不良地质地带的基础上,合理选择与高速公路、铁路、电力线、级通信线的交叉跨越点,满足对通信线影响的要求,最大限度地使得线路路径最短

4、,交通运输条件较好,施工和运行条件方便。经室内初选及野外踏勘,并在充分征求建设单位和运行单位意见的基础上,制定线路走径的大方向,在具比较性的局部地段一般拟定推荐与比较 2 个方案,经过综合经济技术比较,舍弃比较方案,采用推荐方案。上报有关部门审核,确定最终路径方案。 在施工设计中,在初设走径图的基础上,应准确测量,合理调整路径,减少曲折,缩短距离,做好局部设计。在山区线路设计时,有些设计过分强调为便于施工运行沿公路走线,因此遇上林区即大范围避让。作为选线人员,应先在地形图上认真分析定线,再到现场踏勘核对,落实预计的方案是否可行,以避免出现“之”字形、半圆形、大转角等。因此设计质量的好坏,不仅反

5、映出设计人员的技术专业水准,更反映出设计人员的敬业精神。2.3 详尽调查沿线工程地质、水文及气象条件 为使工程能获得较精确的沿线气象条件,应根据规程对观测场、距本线路距离的要求,走访气象站,经计算平均最大风速、极端最低气温、历年平均气温、历年平均雷暴日数,结合沿线现有送电线路、通信线路的运行经验及造成自然灾害等资料情况分析后,获得本线路的气象条件结果表。2.4 有针对性地科学制定杆塔位排定原则杆塔位排定 依据架空送电线路设计技术规程中有关规定和本工程所采用的各种杆塔设计条件进行。线路通过经济作物林区时,不砍伐通道,对与个别垂直距离不满足要求的进行剪枝、削顶,甚至砍伐,线路跨越普通树木时,按砍伐

6、施工通道和保证安全运行的原则进行设计,如须砍伐防护通道,按照线路宽度加林区主要树种高度的 2 倍进行。在非经济林类树木自然生长高度不超过 2m、导线与树木(考虑自然生长高度)的最小垂直距离不小于 4.5m 情况下不砍伐防护通道。 2.5 主力杆塔和地线的选型设计 根据以往工程的设计经验,在杆塔选型中,一般采用根据工程导线型号及水文气象地质特定情况而选择在该地区使用了多年的杆塔型,这些塔型,具有丰富的施工及运行经验,不仅可以缩短设计订货周期,同时有利于运行单位的检修及备品备料。但在实际应用中必须因地制宜,综合考虑。 2.6 交叉跨越的设计保证 近年来线路工程的一大特点是交叉跨越多,而线路在果树、

7、枣树地里的测量异常困难,过去在果树地里运用了高架穿线进行测量,在果树树梢上看过去;在枣树地里采用仪器架低,利用枣树树身之间空隙穿行,遇到实在过不去的,如遇到大树干、临时房屋,采用几何法进行修正。现在采用GPS 卫星定位以后，效率大大提高了。 三、单回路塔与双回路塔配合问题分析 3.1 双回路 任意排列的双回路中各相电缆之间的中心距的比率表示法可以看到它有三个线芯距（同相电缆线芯之间的距离）和十二个间距（不同相电缆线芯之间的距离） 。通常两线路的线芯结构是相同的，再把他们的距离关系用比率来表示。 于是双回路的相正负序阻抗为 双回路的相正负序阻抗则由上式得 在高压架空线路中，由于排列的模式不同它的

8、正负序阻抗也稍有不同。上例中的双回路在不同排列模式时的每相正负序阻抗。从表中可知，按模式 VI 排列时的阻抗比按模式 I 排列时增加了 4.5。 3.2 单回路 当单芯架空线路的金属护套只有一点互联接地；或各相电缆和金属护套均换位且三个换位小段的长度相等；或金属护套连续换位得很好时，则金属护套内不会存在感应电流。在此情况下架空线路的正负序阻抗可以象计算架空线路的正负序阻抗那样加以计算。以下为了便于多回路和各种不规则排列的线路的阻抗计算，采用以比率表示的各相电缆之间的中心距进行推倒。以比率表示的任意排列的单回路中各相电缆之间的中心距离图中 S 为任意两相的中心距，这里取的是 AB 两相，n和 m

9、 分别为 AC 两相和 BC 两相的中心距与 AB 两相中心距离的比率，即 单回路三个相的线芯从它的结构排列来说，有三个几何均距（GMRA，GMRB 和 GMRC）和三个互几何均距，即 S，nS 和 mS。在计算电缆线路的相阻抗时，既可取各相阻抗的平均值，也可用三根线芯的自几何均距和三相的话互几何均距求取。下面介绍采用几何均距的方法来计算，即 式中 Z1正序阻抗，欧公里； Z2负序阻抗，欧公里； RC三相线芯的平均交流电阻欧公里； 角频率。 通常三相线芯的结构是相同的，因此 GMRAGMRBGMRC，于是可简化为 当线路成正三角形排列时，n=m=1，则 当线路成等间距直线排列时n=2m=1则

10、常用的单回路直线排列的充油电缆线路在线芯温度为 75时的正负序阻抗。 长期以来,当变电站架构排定后,由于终端塔位及廊道限制,为保证当期线路及后续工程的顺利进出线,在终端多采用双回路终端塔,在廊道规划中拥挤地段多采用双回路架设,这带来 1 个单双回路变换的问题,主要体现在单回路各相导线最大风偏时在直线塔上悬垂绝缘子串偏移,造成导线对杆塔净空距离、导线线间距离无法满足规程要求,此类教训很多。另外,线路两侧变电站相序经常出现不吻合情况,在单回路上双回路塔档内进行调整是经常采用的 1 个方式。例如电厂 1 回 220kV 输电线路进入某站段即是这种情况下处理较好的 1 个例子,当时有 2 种方案可供选

11、择,一是采用单回路耐张塔,另一是采用直线猫头塔。根据实际,按规程要求,对线路直线单回路塔和双回路终端塔配合情况进行计算机软件详细计算,CAD 准确绘图,提出理论计算模式,最终拿出合理的直线塔位移施工图纸(一般情况下,直线塔不作位移)。并根据两端变电站相序情况,提出了相序调整方案。该方案被采用后已运行 2 年多,各方面均证明设计合理,计算准确,且经济效益显著。 结束语 架空输电线路处于户外运行,随着环境的变化,线路结构必然随之改变,本文谈到的新特点只是线路设计工作中比较突出的几个方面,只有具体问题具体分析,提出最优设计,才能确保线路的安全运行。同时针对各种问题,目前国内线路设计方面出现了许多新技术、新经验、新设备,只有结合实际,合理利用,才能达到最理想的效果。 参考文献 1张殿生. 电力工程高压送电线路设计手册 M . 北京: 水利电力出版社, 2011. 535-682. 2严继中, 陶林敖等. 浅析高压电缆线路 M . 北京: 中国建筑工业出版社, 2008. 44-178.