同塔多回輸電線路的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

覃 波

(廣西電網(wǎng)公司來(lái)賓供電局，廣西 來(lái)賓 546100)

0 引言

電網(wǎng)建設(shè)隨著社會(huì)用電量的與日俱增也在飛速發(fā)展，隨之產(chǎn)生的安全輸電、土地資源緊張等問(wèn)題也日益明顯，為了解決用電緊張問(wèn)題，同塔多回輸電線路的應(yīng)用研究和建設(shè)推廣就十分必要。這種設(shè)計(jì)線路從整體上提高了電能運(yùn)輸?shù)陌踩?，同時(shí)，同塔多回線路排列設(shè)計(jì)的優(yōu)化可明顯降低對(duì)土地資源的占用。本文對(duì)同塔多回輸電線路不同的設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)成本進(jìn)行了分析，并著重討論了同塔多回輸電線路的架線特點(diǎn)。

1 輸電線路存在的問(wèn)題及同塔多回輸電線路的發(fā)展優(yōu)勢(shì)

1.1 現(xiàn)存輸電線路中存在的問(wèn)題

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，社會(huì)對(duì)電力的需求也在迅猛增長(zhǎng)，輸電線路建設(shè)急需擴(kuò)大。長(zhǎng)期以來(lái)線路走廊用地缺乏，單回輸電線路承受著極大的供電壓力。同塔多回輸電技術(shù)的廣泛應(yīng)用對(duì)緩解輸電壓力具有極其重要的作用，首先同塔多回輸電線路的建設(shè)具有較大的經(jīng)濟(jì)成本節(jié)約性，更重要的是這種技術(shù)大大增加了電力輸送總量，尤其適用于現(xiàn)代化密集居住用電，而現(xiàn)存的單回輸電線路因供電能力較差已不能滿足發(fā)展需求。

1.2 同塔多回路輸電線路的發(fā)展優(yōu)勢(shì)

安全運(yùn)行是檢測(cè)輸電線路是否具有發(fā)展優(yōu)勢(shì)的重要指標(biāo)，由于部分同塔多回輸電線路長(zhǎng)度相對(duì)較短，常見(jiàn)的絕緣閃絡(luò)、雷擊跳閘等線路故障現(xiàn)象發(fā)生較常規(guī)線路多一些，但統(tǒng)計(jì)全國(guó)的同塔多回輸電線路的重大安全事故幾乎為零，整體上同塔多回輸電線路的安全運(yùn)行優(yōu)勢(shì)高于其他常規(guī)線路。

不同設(shè)計(jì)方案的同塔多回輸電線路的建設(shè)成本不同，優(yōu)化設(shè)計(jì)的同塔多回輸電線路更具有經(jīng)濟(jì)效益與發(fā)展優(yōu)勢(shì)。以同塔雙回與同塔四回線路經(jīng)濟(jì)成本為例，雙回線路與四回線路的電氣工程量基本無(wú)差別。由于四回線路鐵塔高度較雙回線路鐵塔高，且基礎(chǔ)工程量較大，所以在材料成本上雙回線路要低于四回線路。線路工程的施工費(fèi)用主要取決于施工難度，相比之下雙回線路的架線難度要低于四回線路的架線難度，故施工費(fèi)用也較少些。另外，一部分經(jīng)濟(jì)成本來(lái)自架線對(duì)土地資源的征用，線路走廊是架線時(shí)土地資源的主要消耗者，同塔雙回線路的線路走廊比四回線路多一倍以上，土地征用費(fèi)用也隨之更高。在設(shè)計(jì)同塔多回輸電線路時(shí)要跟據(jù)地理環(huán)境因地制宜，綜合不同設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)選擇最優(yōu)設(shè)計(jì)線路。

2 同塔多回輸電線路的設(shè)計(jì)原則

同塔多回輸電線路的設(shè)計(jì)首先要根據(jù)回路中最高的電壓等級(jí)確定重現(xiàn)期，一般500 kV線路按30年一遇，330 kV及以下電壓線路按15年一遇。另外要根據(jù)多回線路在系統(tǒng)中的地位決定是否提高取值，當(dāng)回路在系統(tǒng)中的作用已經(jīng)到達(dá)一級(jí)電壓水平時(shí)要合理提高氣象條件取值。

線路對(duì)地距離的設(shè)計(jì)原則是根據(jù)不同電壓等級(jí)和不同區(qū)域線路規(guī)定不同的對(duì)地距離，將居民區(qū)與非居民區(qū)、單線與雙回等情況綜合分析。考慮到靜電場(chǎng)對(duì)地面的影響，同塔多回線路的布線要對(duì)地面場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行預(yù)算分析，從而分析出線路最終的對(duì)地距離。

同塔多回輸電線路的選擇不僅影響到線路安全，也會(huì)影響耐張桿塔的荷載量，不同工程的架線要根據(jù)該工程的桿塔數(shù)量和線路安全系數(shù)等來(lái)選取既能保證安全又可節(jié)約成本的導(dǎo)地線。

同塔多回輸電線路的架設(shè)要注意防雷特性的建立，當(dāng)塔身高度越高時(shí)電感與塔的波阻越大，塔頂如果遭受到雷擊沿塔身傳播到接地裝置后，產(chǎn)生的反射波返回塔頂時(shí)間相對(duì)增加，從而增加了絕緣閃絡(luò)跳閘比率。為了提高同塔多回線路的耐雷水平可在布置塔頭時(shí)減少一定的橫擔(dān)層數(shù)，也可為避免同層橫擔(dān)上出現(xiàn)同名相向?qū)Ь€而改變導(dǎo)線相序排列方式，降低遭受雷擊的頻率。同時(shí)可以通過(guò)減小地線保護(hù)角來(lái)降低繞擊率，平衡高絕緣可以使線路跳閘的總次數(shù)相對(duì)減少。加裝避雷器，采用懸掛耦合地線也可增強(qiáng)桿塔的防雷特性。

同塔多回輸電線路的絕緣配置除了導(dǎo)線需滿足相應(yīng)的技術(shù)規(guī)程外，還應(yīng)注意增加回路間導(dǎo)線的間距，具體做到針對(duì)檔距和桿塔上不同的放電渠道設(shè)計(jì)線路距離及配置，使線路在外界環(huán)境較為惡劣的情況下也能安全運(yùn)行。對(duì)于懸垂串可進(jìn)行V字型布置，這種布置可減少大風(fēng)環(huán)境下的閃絡(luò)故障，線路的爬電比距也可適當(dāng)提高以減少絕緣子清掃工作量。

同塔多回輸電線路的塔基及鐵塔設(shè)計(jì)總體要遵循安全可靠的原則，選擇的塔形要具備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明，可降低計(jì)算誤差的特性。塔基選擇可選取該地區(qū)有良好運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的型式，注意地理環(huán)境較差地區(qū)的基礎(chǔ)穩(wěn)固可靠性建設(shè)。同塔多回輸電線路的載重遠(yuǎn)超越單回線路，在進(jìn)行塔身建設(shè)時(shí)可適當(dāng)選擇高強(qiáng)度鋼管，注意架線兩端的平衡張力。

隨著生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，輸電線路在建設(shè)過(guò)程中也要遵循將對(duì)周圍環(huán)境影響降到最低的原則。多回輸電線路會(huì)產(chǎn)生一定強(qiáng)度的電磁波，這些干擾電磁除了會(huì)影響到人體外還會(huì)對(duì)途經(jīng)的無(wú)線電波、通信信號(hào)產(chǎn)生一定影響，在線路設(shè)計(jì)優(yōu)化研究中要將對(duì)環(huán)境干擾降低的課題重視起來(lái)。

3 不同排列的同塔多回輸電線路設(shè)計(jì)特點(diǎn)及應(yīng)用

不同回路數(shù)量及排列的輸電線路設(shè)計(jì)要點(diǎn)與應(yīng)用特點(diǎn)也不盡相同，同塔四回水平排列輸電線路的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是首先要將四回路拆分為兩個(gè)雙回路，這種操作具有簡(jiǎn)便易執(zhí)行的特點(diǎn)。由于輸電線不會(huì)從一個(gè)變電站以四條回路直接進(jìn)入下一個(gè)變電站，而是都要先進(jìn)行分路，故一般四回路拆分為雙回路。同塔四回線路采用水平布置后兩邊回路導(dǎo)線的距離會(huì)拉大，這對(duì)于110kV線路影響不明顯，但對(duì)220kV線路兩邊的回路導(dǎo)線距離影響顯著，必要時(shí)要增加地線來(lái)彌補(bǔ)地線對(duì)回路保護(hù)的減弱。這種同塔四回線路的排列特點(diǎn)是兩個(gè)雙回路并排于塔身左右兩側(cè)，在進(jìn)行線路檢修時(shí)會(huì)影響到對(duì)側(cè)回路造成停電區(qū)域增加，線路走廊寬度也較大，建設(shè)后期線路支接較為復(fù)雜，但線路的整體高度處于居中水平，利于后期工程改建和線路交叉。同塔四回水平排列方式的線路的推廣受到一定的土地使用制約，且在檢修中存有結(jié)構(gòu)上的不足。

同塔四回垂直排列輸電線路是基于平行排列不足之處改進(jìn)的線路結(jié)構(gòu)，這種線路支接的方式可以是對(duì)桿塔左右側(cè)回路進(jìn)行支接，也可對(duì)桿塔上下回路進(jìn)行支接，左右側(cè)回路支接的線路可以直接從四回路塔連接到雙回路上，較容易操作。上下側(cè)支接的回路則是按照水平排列的方式先由兩個(gè)雙回路取代四回路，其后分支T接再合并為四回路。這種回路排列首先是較大程度地彌補(bǔ)了平行排列的不足，檢修時(shí)不會(huì)影響到其他回路用電。另外，垂直排列的四回路輸電線所占用的線路走廊寬度較水平排列小，具有土地資源利用率高的優(yōu)勢(shì)，但也有由于桿塔塔頭結(jié)構(gòu)龐大使避雷線屏蔽效果減弱的缺陷。

部分線路經(jīng)過(guò)區(qū)域由于線路走廊寬度限制不嚴(yán)格經(jīng)常采用三角型線路排列，當(dāng)有110 kV電壓線路與220 kV電壓線路同塔混壓架線時(shí)，采用四回線路的水平排列布局會(huì)使塔身兩側(cè)荷載失衡嚴(yán)重，垂直排列則對(duì)鐵塔高度有一定要求，工程成本會(huì)隨之增加。因此可根據(jù)具體情況使用三角排列方法布線，220 kV線路布于上面兩層，110 kV線路布于下面兩層，三相導(dǎo)線排列成三角型回路。

4 結(jié)語(yǔ)

同塔多回輸電方式在輸電線路中越來(lái)越被廣泛的應(yīng)用，雖然目前同塔多回輸電線路的建設(shè)成本比單線輸電工程要高，但是其整體的線路運(yùn)行安全要高于常規(guī)線路。在土地資源稀缺緊張的情況下，居民用房土地占用與城市規(guī)劃建設(shè)等方面用地的矛盾越來(lái)越明顯，輸電線土地占用審批也越加嚴(yán)格，同塔多回輸電線路可有效節(jié)約線路走廊占用地，綜合考慮環(huán)境保護(hù)與節(jié)約土地成本的因素，同塔多回輸電線路具有良好的發(fā)展前景。

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