電力工程送電線路最優(yōu)路徑選擇研究

尹東東

【摘 要】送電項(xiàng)目耗資較大，工期相對(duì)較長，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)有顯著影響。作為電網(wǎng)建設(shè)的核心部分，其最優(yōu)路徑選擇問題至關(guān)重要，小則影響到項(xiàng)目成本的經(jīng)濟(jì)性，大則影響到整個(gè)電網(wǎng)的布局，影響到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。為了保證廣大用戶對(duì)用電負(fù)荷和電能質(zhì)量的需求，控制送電工程項(xiàng)目的總造價(jià)，確保運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性和安全性，應(yīng)在線路選擇問題中采用合理的施工方法。

【關(guān)鍵詞】電力工程；送電線路；路徑選擇

送電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它將發(fā)電廠、變電站、配電設(shè)備及電力用戶聯(lián)結(jié)成一個(gè)有機(jī)的整體。電力系統(tǒng)中的電網(wǎng)建設(shè)直接影響到地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及老百姓的生活水平，是一項(xiàng)關(guān)乎國家民生以及社會(huì)安全的項(xiàng)目。電網(wǎng)施工由于項(xiàng)目規(guī)模大、技術(shù)復(fù)雜，項(xiàng)目的成敗與否影響巨大，一旦失敗，將給國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來沖擊。送電線路的特點(diǎn)是投資額大、點(diǎn)多、線長、面寬、高度流動(dòng)、高度分散、高度風(fēng)險(xiǎn)等。因此，如何合理進(jìn)行送電線路的路徑選擇，滿足電網(wǎng)質(zhì)量以及可靠性的要求，是送電線路施工技術(shù)的一項(xiàng)重大問題。

1.電力工程送電線路的選擇

1.1電力工程中的送電線路

線路指電網(wǎng)中兩節(jié)點(diǎn)間的連線。送電線路的任務(wù)是輸送電能并聯(lián)絡(luò)各發(fā)電廠、變電站使之并列運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)并能實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)間的功率傳遞。高壓輸電線路是電力工業(yè)的大動(dòng)脈，是電力系統(tǒng)的重要組成部分。它把發(fā)電廠生產(chǎn)的電能經(jīng)過升壓變壓器輸送到電力系統(tǒng)中，降壓變壓器的電力線路和用電單位的35kV及以上的高壓電力線路稱為送電線路。

目前采用的送電線路有兩種：一種是電力電纜。它釆用特殊加工制造而成的電纜線，埋設(shè)于地下或敷設(shè)在電纜線道中；另一種是最常見的架空線路，它一般使用無絕緣的裸導(dǎo)線，通過立于地面的桿塔作為支撐物，將導(dǎo)線用絕緣子懸架于桿塔上。由于電纜價(jià)格較貴，目前大部分配電線路、絕大部分高壓輸電線路和全部超高壓及特高壓送電線路都采用架空線路。高壓架空線路在具有一定的寬度線路的地面再向兩側(cè)延伸一定的距離所占用的范圍稱為線路走廊。走廊內(nèi)不允許有高大建筑及高大植物出現(xiàn)。在國外，占用線路走廊要付出相當(dāng)可觀的費(fèi)用，如美國線路走廊的占地費(fèi)用要占線路建設(shè)總投資的12%。我國的線路走廊雖然并非如此昂貴。但在有限的土地資源中如何節(jié)省占地，提高線路走廊的利用率則是不得不認(rèn)真考慮的重要問題。

1.2線路的路徑選擇

路徑選擇是指，在送電線路的起收間，合理的選擇出符合國家各項(xiàng)方針政策，并且經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性最優(yōu)的線路路徑。在路徑選擇過程中，不僅需要考慮到電力系統(tǒng)本行業(yè)運(yùn)行的安全可靠性、以及經(jīng)濟(jì)合理和施工運(yùn)行方便，同時(shí)又需要不影響到其他行業(yè)，例如通信傳輸、無線電收發(fā)、國防建設(shè)、航空事業(yè)等等，并且要保護(hù)好生態(tài)平衡和自然環(huán)境。

送電線路的路徑選擇對(duì)整體線路設(shè)計(jì)以及送變電項(xiàng)目具有重要意義。由于影響到路徑選擇的因素很多，如天氣、地形等因素，導(dǎo)致沒有固定的模式可尋。因此，只有在實(shí)踐中不斷的積累經(jīng)驗(yàn)加以總結(jié)，才能有效提高線路路徑選擇質(zhì)量，為線路安全運(yùn)行提供保障，同時(shí)盡量降低工程造價(jià)。

2.送電線路路徑選擇的原則

2.1政策和經(jīng)濟(jì)性原則

按照國家有關(guān)規(guī)定，送電線路路徑的選擇需要遵守相關(guān)的法律法規(guī)，根據(jù)實(shí)際交通情況、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、資源開發(fā)等，將國家法律法規(guī)結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w政策有針對(duì)性的綜合考慮。同時(shí)送電線路的全盤設(shè)計(jì)應(yīng)建立在交通便利且經(jīng)濟(jì)適用的理念上，以方便機(jī)械設(shè)備的施工和保證工程造價(jià)的合理。另外，還需盡可能滿足少線路、短程路徑，對(duì)送電線路的轉(zhuǎn)角、傾斜度等加以適當(dāng)控制，以滿足施工、運(yùn)行、維護(hù)等要求。

2.2地質(zhì)地貌的原則

要全面了解施工當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)地貌，采集相關(guān)架設(shè)地的詳盡地質(zhì)資料。進(jìn)行土壤、溫濕度、水質(zhì)的考察，避免土質(zhì)因素影響混凝土的物理和化學(xué)反應(yīng)，注意避免自然地質(zhì)和人為礦區(qū)地質(zhì)塌陷的隱患。

2.3保護(hù)自然環(huán)境的原則

送電線路設(shè)計(jì)中路徑選擇應(yīng)盡量避開森林、綠化區(qū)、農(nóng)田等，減少為鋪設(shè)線路而造成的森林砍伐以及對(duì)沿路建筑物的拆遷，避免對(duì)自然環(huán)境以及人民生活造成較大影響。

2.4安全運(yùn)行的原則

選擇送電線路路徑，要充分考慮運(yùn)行的安全性。防止安全事故的發(fā)生，具體措施可根據(jù)細(xì)節(jié)，按照安全標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。如：送電線路與建筑的交叉方式、送電線路穿越農(nóng)村市鎮(zhèn)密集區(qū)方式、熱源對(duì)輸電線路的影響、污染對(duì)送電線路的影響等。

3.路徑選擇的技術(shù)要求

3.1山區(qū)路徑選擇

在山區(qū)選線由于地形起伏較大，線路出現(xiàn)風(fēng)偏的地方較多，交通不便，給施工及運(yùn)行都帶來困難。施工中可利用地形來充分發(fā)揮桿塔的使用條件和降低桿塔的高度。由于風(fēng)偏距離不夠會(huì)導(dǎo)致送電線路對(duì)大地或樹木放電，因此在選擇線路路徑時(shí)，應(yīng)力求避免線路路徑橫山梁走線，而應(yīng)沿自然山脊鋪設(shè)。當(dāng)線路與山脊交叉時(shí)，應(yīng)盡量從山脊的平緩處通過，不能從狹窄的山溝里通過。有些山區(qū)中的河流多為間歇性河流，其特點(diǎn)是流水時(shí)流速大、沖刷力強(qiáng)，因此在選擇線路路徑時(shí)，應(yīng)力求避免沿山間干河溝通過。如必須通過時(shí)，線路塔位應(yīng)設(shè)置在最高洪水位之上不受沖刷的地方。山區(qū)的送電線路應(yīng)避免通過陡坡、懸崖峭壁、滑坡、崩塌區(qū)、泥石流、溶洞等不良地質(zhì)地帶，這些地區(qū)對(duì)桿塔處的穩(wěn)定性具有很大的影響。

3.2跨河段路徑選擇

跨河點(diǎn)低端的選擇尤為重要，河道狹窄、河床平直、河岸穩(wěn)定、不受水淹、塔位土質(zhì)要求都是優(yōu)先考慮的條件。對(duì)于裝卸碼頭、泊船、支流入口處、河道彎曲、舊河道、排洪道處盡量避免定線定位。在江心島、河漫灘及河床架設(shè)桿塔時(shí)，要實(shí)事求是調(diào)出所有地質(zhì)資料進(jìn)行可行性的綜合判斷，以考證架設(shè)的可能性。

3.3線路轉(zhuǎn)角點(diǎn)選擇

線路轉(zhuǎn)角點(diǎn)一般不宜選在山頂、深溝、河岸、懸崖邊緣、坡度較大的山坡以及易被洪水淹沒、沖刷地段和低洼積水處。最佳選擇是處于平緩、地勢較低的地理位置，不能利用直線桿塔或耐張桿塔。前后兩桿塔位置需要合理性調(diào)整。

3.4重冰地區(qū)路徑選擇

在重冰地帶，線路由于覆冰都發(fā)生過倒桿斷線事故，給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大損失。在重冰地區(qū)選擇線路路徑時(shí)，首先應(yīng)著重調(diào)查該地區(qū)線路附近的電力線路、通信線路、植被的覆冰情況，同時(shí)應(yīng)多收集線路附近沿線周圍覆冰厚度、覆冰時(shí)季節(jié)風(fēng)向、覆冰類型等資料，結(jié)合其它因素劃分出切合實(shí)際的氣象分區(qū)。當(dāng)冰區(qū)確定后，路徑選擇應(yīng)盡量做到：避開最嚴(yán)重的覆冰地段，路徑宜沿起伏不大的地形走線；盡量避免橫跨丫口、風(fēng)口和通過湖泊、水庫等容易覆冰的地帶；當(dāng)翻越山嶺時(shí)應(yīng)避免大檔距、大高差；沿山嶺通過時(shí)，宜沿覆冰時(shí)背風(fēng)或向陽面走線，鉆其空隙穿越覆冰帶，以減少覆冰機(jī)會(huì)和減輕覆冰程度。

3.5森林地區(qū)的路徑選擇

環(huán)境保護(hù)在電力工程建設(shè)中的要求正逐步提高，尤其是對(duì)森林植被的保護(hù)。在路徑選擇時(shí)，應(yīng)盡量避開自然保護(hù)區(qū)、林場、水庫水源林、風(fēng)景區(qū)等。對(duì)于無法避讓的密集林區(qū)，應(yīng)盡量采用高塔跨越的方式走線，以減少對(duì)林木的砍伐，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

隨著送變電項(xiàng)目投資的不斷增加，送電線路路徑的最優(yōu)選擇尤為重要。作為電網(wǎng)建設(shè)的核心部分，送電線路在設(shè)計(jì)施工過程中要不斷加強(qiáng)送電線路路徑的優(yōu)化選擇，據(jù)不同地區(qū)的地形地貌條件，不同的社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r，有側(cè)重點(diǎn)地綜合考慮線路路徑，以使線路建設(shè)既經(jīng)濟(jì)合理，又利于運(yùn)行維護(hù)，確保電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性和安全性。 [科]