110kV輸電線路設(shè)計(jì)分析

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，每個地區(qū)的電網(wǎng)發(fā)展尤為迅速，供電的安全可靠性得到顯著的提高。文章對110kV高壓電網(wǎng)輸電線路進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，就要從其實(shí)際情況出發(fā)進(jìn)行工程管理，對具體的電路設(shè)計(jì)要進(jìn)行合理分析，這樣才能大幅度提高輸電線路的設(shè)計(jì)及施工水平。因此110kV輸電線路設(shè)計(jì)是非常重要的研究課題。

關(guān)鍵詞：高壓電網(wǎng)；110kV；輸電線路設(shè)計(jì)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，每個地區(qū)的電網(wǎng)發(fā)展尤為迅速，供電的安全可靠性得到顯著的提高。雖然電網(wǎng)的輸送能力不斷被提高，但是線路內(nèi)部及外部的空間卻是不斷在減小。因此，輸電線路的設(shè)計(jì)變得越來越復(fù)雜，如果線路設(shè)計(jì)不合理，將會嚴(yán)重影響到線路的安全可靠運(yùn)行，為以后線路的施工帶來不必要的麻煩。所以，當(dāng)前設(shè)計(jì)部門的主要任務(wù)就是在最大程度上將輸電線路的設(shè)計(jì)符合電網(wǎng)設(shè)計(jì)要求。

電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行能夠有效降低供電成本，選擇科學(xué)合理的110kV輸電線路設(shè)計(jì)優(yōu)化方案能夠節(jié)省建設(shè)材料，提高線路的利用率，還能夠減少雷擊事故和覆冰災(zāi)害造成的損失，獲得了更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，電力設(shè)計(jì)工作采用各種管理措施和技術(shù)措施的同時在建設(shè)時進(jìn)行合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)也是必不可少的，能夠進(jìn)一步提高輸電線路的供電能力。

一、我國110kV輸電線路的現(xiàn)狀

我國的110kV輸電線路全部采用架空絕緣導(dǎo)體設(shè)計(jì)，一方面可以在很大程度上提高輸電線路的安全性，另一方面，可以顯著減少由線路作業(yè)引起的停電次數(shù)，降低了電力人員的工作量。同時，這樣還能夠很好地將線路桿塔的構(gòu)造進(jìn)行簡化，節(jié)省線路材料，降低來了生產(chǎn)成本；減少了線路所用的空間，方便在架空線路中通過；縮減了線路電能的損耗，延長其使用周期。

我國現(xiàn)階段的110kV輸電線路有較多的農(nóng)網(wǎng)線路，樹枝型線路占有絕大部分，同時線路之間沒有必要的聯(lián)系，分段開關(guān)數(shù)量相對較少，而且線路的保護(hù)措施還不夠完善。

二、高壓線路110kV輸電線路建設(shè)現(xiàn)狀

本文通過合理的設(shè)計(jì)，110kV供電線路的線路桿塔可以進(jìn)一步簡化，節(jié)省了建設(shè)材料。同時供電線路更小的架空空間方便架空路線在狹小的空間中穿過，有著更高的靈活性，但是高壓電網(wǎng)110kV架空電網(wǎng)的缺點(diǎn)也十分明顯，各個線路之間的聯(lián)絡(luò)較少。

三、高壓線路110kV輸電線路設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、設(shè)計(jì)施工中要嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)章制度，行業(yè)內(nèi)的管理規(guī)范和技術(shù)規(guī)范要嚴(yán)格執(zhí)行，保證工程質(zhì)量，采用科學(xué)的管理方式和措施進(jìn)行管理，施行崗位責(zé)任制，增強(qiáng)職工的質(zhì)量意識，端正工作態(tài)度，有效控制工程質(zhì)量隱患。施工中每一個工序完成之后都要進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的考評項(xiàng)目和評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評估，同時加強(qiáng)對施工設(shè)備和工具的管理。定期向項(xiàng)目法人和監(jiān)理工程師通報工程建設(shè)情況，對隱蔽工程和關(guān)鍵工序進(jìn)行專項(xiàng)監(jiān)督檢查和指導(dǎo)，保證電力這種大型公用基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)質(zhì)量。

2、設(shè)計(jì)桿塔時桿塔的最大載荷要比設(shè)計(jì)值更大，設(shè)計(jì)人員要考慮覆冰造成的外加載荷。對于覆冰情況嚴(yán)重的線路桿塔要有比普通桿塔更大的機(jī)械強(qiáng)度，檔距較短，同時有著較小的導(dǎo)線張力。這種塔架通常采用水平布線的方式布置，防止碰線，同時還要適當(dāng)調(diào)整地線和避雷線之間的距離。

3、優(yōu)化線路時候要避開氣候變化劇烈的區(qū)域，例如峽谷、山巔等冷熱空氣交匯的地方，為了減少覆冰帶來的破壞，進(jìn)行建設(shè)之前需要對施工地帶的冰雪情況進(jìn)行全面了解，對輸電走廊微氣候微地形進(jìn)行仔細(xì)研究，對不能避開的重冰區(qū)要進(jìn)行抗冰設(shè)計(jì)。對現(xiàn)有線路抗冰害能力的增強(qiáng)需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，采用加大爬電距離、優(yōu)化絕緣子傘裙結(jié)構(gòu)或者增涂憎水涂料等方法進(jìn)行增強(qiáng)。

4、覆冰情況嚴(yán)重的區(qū)域需要增設(shè)融冰裝置或者其他裝置，采用在線監(jiān)控的方式對線路覆冰情況進(jìn)行實(shí)時檢測。輸電線路投入運(yùn)營后進(jìn)行區(qū)域內(nèi)線路覆冰監(jiān)控主要采用遠(yuǎn)程遙感技術(shù)，進(jìn)行導(dǎo)線、絕緣子、桿塔覆冰情況進(jìn)行在線監(jiān)測，對輸電線路的覆冰情況進(jìn)行及時掌握，采用融冰、除冰等措施減少輸電線路斷線、桿塔倒塌等問題。

5、防雷接地技術(shù)

110kV架空輸電線路地處曠野，線路之間距離較長，容易發(fā)生雷擊事故，雷擊可能造成絕緣子串閃絡(luò)燒毀、線路跳閘等事故，進(jìn)行防雷是十分必要的。防雷接地的常規(guī)方法是架設(shè)避雷線，能夠有效防止雷擊導(dǎo)線，起到分流的作用，減少桿塔上的雷擊電流。同時降低塔頂電位，減少絕緣子電壓同時降低導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓。

四、輸電線路設(shè)計(jì)分析

1、路徑選擇

路徑的選擇是一項(xiàng)很重要的工序，需要結(jié)合交通條件和地質(zhì)地形情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，要求沿線要有比較便利的交通條件，方便施工運(yùn)行，但不能為了追求便利的交通條件而過分增加線路成本，會帶來成本的增加。由于目前施工對大型機(jī)械的依賴程度很高，不便利的交通會影響施工進(jìn)度的正常進(jìn)行，條件允許時盡量選擇最短的路徑，要求轉(zhuǎn)角小、角度小，特殊路段少并且有著較好的水文地質(zhì)情況。

2、線路設(shè)計(jì)

（1）輸電線路材料的選擇

110kV輸電線路本身存在著很多危險因素，延長其使用壽命需要對材料選擇重視起來，按照導(dǎo)線在電網(wǎng)中的作用來確定電線材料。通常情況下都選擇耐熱性高導(dǎo)電率高的材料，鋼、鋁、銅等材料中鋁的性能最佳，有著較高的導(dǎo)電性，同時還有著較長的使用壽命，對這幾項(xiàng)要求都能夠很好的解決。

（2）架空線間距。

目前，使用桿型的有角鋼塔、鋼管桿、上字型直線鐵塔、貓頭型直線鐵塔和鋼管電桿等。設(shè)計(jì)水平檔距為300m，垂直檔距離為400m，主桿離心制造，主桿接頭用焊接連接，壁厚為50mm，采用C40級別混凝土和Ⅱ級鋼筋。

（3）絕緣子串設(shè)計(jì)

發(fā)電廠變電站各級電壓配電裝置中高壓電器的連接固定和絕緣通過導(dǎo)電體和絕緣子等實(shí)現(xiàn)，選擇絕緣子要保證其擁有足夠的絕緣強(qiáng)度，耐熱耐高溫。結(jié)合絕緣子的受力特點(diǎn)，在直線型桿塔上形成懸垂串，耐張桿塔上組成耐張串。選擇戶外絕緣子時增長沿面放電距離，使其雨天阻斷水流，保證絕緣子能夠在惡劣氣候環(huán)境中也能保證良好的工作狀態(tài)。

（4）支撐線路的桿塔設(shè)計(jì)

110kV輸電線路占比例最大的支撐形式就是桿塔，設(shè)計(jì)線路桿塔時要對線路自身?xiàng)l件進(jìn)行考慮，對桿塔的分段模式、橫膈面分段模式以及傳力等因素進(jìn)行調(diào)查。桿塔結(jié)構(gòu)中最常用的是斜材結(jié)構(gòu)，并在通電線路桿塔本身的節(jié)點(diǎn)之間增加斷角銅，能夠有效提高桿塔結(jié)構(gòu)對外界因素的抗性，提高穩(wěn)定性。

3、參數(shù)設(shè)計(jì)

負(fù)荷量計(jì)算。是供電設(shè)計(jì)中基本的數(shù)據(jù)。載荷數(shù)值的準(zhǔn)確性對導(dǎo)線選擇和電器的選擇都有著重要的意義。計(jì)算結(jié)果偏大會導(dǎo)致導(dǎo)線和電器選取過大，造成有色金屬的浪費(fèi)和投資的浪費(fèi)。同時過小的計(jì)算結(jié)果會造成導(dǎo)線的過早老化和電器燒損，造成更大的損失。因此保證負(fù)載量的正確性合理性對主干線布置和電器布置十分重要。

4、輸電線路防雷設(shè)計(jì)

110kV線路本身分布廣，線路總長較長，遭受雷擊燒損設(shè)備的可能性較大。需要對高壓線路進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)。進(jìn)行設(shè)計(jì)要注意輸電線路周邊環(huán)境，包括花草樹木和房屋建筑等，對可能導(dǎo)電造成累計(jì)的因素進(jìn)行排除，提高避雷線的性能，把避雷線外移，保證線路和避雷線直接的標(biāo)準(zhǔn)距離，并且和垂線方向保持一定距離。

五、110kV輸電線路典型設(shè)計(jì)案例分析

某110kV路段按照南網(wǎng)桿塔設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)模塊1c1w1模塊的7種塔型進(jìn)行設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)塔桿有75座，達(dá)到總數(shù)的96.2%，按照南網(wǎng)桿塔標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)1c2w1模塊4種塔型設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)桿塔8座，占總數(shù)的9.5%。線路工程總體投資為48.62萬元/km，線路典型方案按照地形加權(quán)后本體單位投資為29.45萬元/km，但是工程的耐張比要比標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)耐張比高，設(shè)計(jì)方案在修正之后本體單位投資調(diào)整為48.42萬元/km，修正后投資指標(biāo)和本工程投資造價水平基本相當(dāng)。

六、結(jié)束語

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，高壓電網(wǎng)輸電線路逐漸向距離遠(yuǎn)、容量大的方向發(fā)展。而我國的絕大部分供配電網(wǎng)采用110kv的輸電線路，其輸電線路的穩(wěn)定性與我國電能輸送的進(jìn)展息息相關(guān)，直接影響我國供電系統(tǒng)的可靠性。因此，我國要高度重視高壓電網(wǎng)110kv輸電線路的設(shè)計(jì)要求，保證其供電過程的安全性。

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