福廈特高壓線路工程架設方式選擇研究

唐自強

（國網(wǎng)福建省電力有限公司 福建福州 350003）

0 引言

山地1 000 kV 特高壓線路是采用2 個并行單回路架設還是采用1 個同塔雙回路架設，是特高壓交流線路工程的一個重大設計原則［1］。在工程中應從社會整體效益出發(fā)，在提高資源利用率的同時兼顧環(huán)境因素，遵守經(jīng)濟效益和社會效益的合理配置的原則。本篇借助福州—廈門1 000 kV 特高壓交流輸電線路（以下簡稱“福廈特線路”）工程，從系統(tǒng)安穩(wěn)、塔材構件、工程投資和對環(huán)水保影響等方面，對1 000 kV 福廈特線路工程全線的單、雙回路架設進行比較和分析，從設計角度提出推薦意見。

1 工程簡況

1 000 kV 福廈特線路長度約2×238.5 km，沿線海拔高度在10 m～1200 m，丘陵占5.7%、山地占64.5%、高山占29.8%。途經(jīng)福州市的閩侯縣、閩清縣、永泰縣，泉州市的德化縣、永春縣、安溪縣，漳州市的長泰縣等7 個縣市行政區(qū)。設計基本風速為29 m/s、30 m/s、32 m/s、33 m/s，設計覆冰為0 mm、10 mm、15 mm。單回路段導線推薦采用8×JL/G1A—500/45 型鋼芯鋁絞線，雙回路段導線推薦采用8×JL/G1A－630/55 型鋼芯鋁絞線［2］。

2 電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則

根據(jù)《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則》（GB38755—2019），在發(fā)電廠或變電站出線、進線同桿架設的桿塔基數(shù)合計不超過20基，且同桿架設的長度不超過該線路全長10%的情況下，允許將同桿線路故障歸入第三級穩(wěn)定標準［3］。1 000 kV 福廈特線路主要采用2 個并行單回路架設，可提高電網(wǎng)的供電可靠性和系統(tǒng)穩(wěn)定性。

3 單雙回路架設的主要影響因素

3.1 塔材對單雙回路架設影響分析

目前已運行和正在建設的交流特高壓雙回路鐵塔基本采用鋼管塔，單回路采用角鋼塔。根據(jù)已有特高壓桿塔的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，鋼管塔單件重量2 t～3 t 的居多、管徑300 mm～700 mm 的居多、長度6 m～12 m 的居多、壁厚多為8 mm～14 mm；角鋼塔可選用Q420 材質L250×35 大規(guī)格角鋼，單件長度不超過12 m、單件重量不超過1 t［4］。

鋼管塔從受力、塔重、變形、外觀上等均優(yōu)于角鋼塔，但因其單件形大、量重，不易捆綁、裝卸，尤其山區(qū)地形及道路條件限制，小運輸、吊裝及組立更為困難，常規(guī)的人力或牲畜運輸及普通的抱桿吊裝、組立很難完成，要借助特種工機具進行運輸、吊裝及組立，同時需要投入大量資金進行施工道路和場地作業(yè)面的修整，以保證鋼管塔運輸、吊裝、組立的安全施工。鋼管塔的運輸及組裝難度大、費用較高。

3.2 工程投資對單雙回路架設影響分析

（1）本體費用影響分析。以3010 氣象區(qū)為例，采用單雙回路架設是主要工程量如表1 所示。

表1 單雙回路架設主要工程量比較表

導線單價500 mm2為15 205 元/t、630 mm2為15 125 元/t、混凝土綜合單價4 000 元/m3、塔材綜合單價角鋼塔為9 330 元/t、鋼管塔為12 000 元/t［5］，因此3010 氣象區(qū)雙回路架設比并行單回路架設單公里本體費用增加約207.5 萬元。

（2）其他費用影響分析。輸電線路采用高跨植被設計時，影響并行單回路架設和雙回路架設的其他費用主要是塔位占地青賠費和房屋等構筑物拆遷補償費。本工程并行單回路架設塔位占地青賠費約2×41.5 萬元/km，雙回路架設塔位占地青賠費約63.5 萬元/km。

結合單雙回路架設導線、塔重、基礎及塔位占地等費用，在總投資相當?shù)那闆r下，并行單回路架設單公里民房拆遷量可比雙回路多752 m2。

根據(jù)以上分析，由于本工程線路屬于福建山區(qū)線路，線路已經(jīng)避讓了密集居民區(qū)，整體上線路沿線只有零星分布民房。因此從工程投資的角度考慮，并行單回路架設比雙回路架設經(jīng)濟性優(yōu)。

3.3 單雙回路架設對環(huán)水保影響分析

（1）塔位占地面積比較。塔位占地面積含永久占地面積和施工臨時占地面積。本工程單回路鐵塔塔基永久占地按17×17 m2/基計算，雙回路鐵塔塔基永久占地按23×23 m2/基計算；本工程單回路鐵塔平均單基塔重約134.3 t，雙回路鋼管塔平均單基塔重約283.2 t［4］。根據(jù)目前國內(nèi)山區(qū)線路鐵塔組裝工藝并征詢施工單位，按一次運輸?shù)轿磺覞M足文明施工要求，本工程單回路塔占地按30×40 m2/基、雙回路鋼管塔按40×50 m2/基考慮。因此雙回路架設塔基占地面積比并行單回路架設減少約400 m2/基，對植被破壞及可能產(chǎn)生的水土流失減少約400 m2/基。

（2）塔材運輸。根據(jù)特高壓交流輸電線路建設經(jīng)驗，1 000 kV雙回路鋼管塔構件單件重量近4 t、單件長度近9 m，1 000 kV單回路角鋼塔構件單件長度不超過12 m 且大角鋼單件重量不超過1 t。

鑒于其單件重量及角鋼的外形特征，單回路角鋼塔構件容易多構件捆綁一起，便于零散裝卸及運輸，較為適合人力或牲畜短距離搬運；雙回路鋼管塔構件人力或牲畜難于搬運，需考慮修路采用車運。

考慮車輛通行要求，施工運輸?shù)缆穼挾劝? m 考慮，全線平均人力運距1.08 km，因此采用雙回路鋼管塔架設修筑施工運輸?shù)缆氛嫉孛娣e比并行單回路架設多約4 320 m2/基，對植被破壞及可能產(chǎn)生的水土流失多約4 320 m2/基。

根據(jù)以上分析，采用雙回路架設對線路沿線環(huán)水保影響大大于采用并行單回路架設。

4 單、雙回路架設方式選定原則

通過以上分析并結合交流特高壓工程經(jīng)驗，本工程擬定的單、雙回路選定原則如下［4］：

（1）單、雙回路的架設方案需要從局部地段的比選著手，但同時也要結合整條線路、兩變電站之間甚至全線路的整體架設方案來確定，保證后期運行、維護的便利。

（2）在密集村落和密集植被分布區(qū)，應綜合比較單雙回架設方式的房屋拆遷費、植被砍伐費、本體工程費、生態(tài)效益。

（3）運輸困難地段，為避免大量水土流失，建議優(yōu)先采用2個單回路架設方案。

（4）線路需穿越采動影響區(qū)時，建議優(yōu)先采用2 個單回路架設方案。

（5）線路路經(jīng)不良地質區(qū)時，建議優(yōu)先采用2 個單回路架設方案。

（6）協(xié)議中明確要求“必須使用雙回路架設”時，或受協(xié)議控制時，應采用雙回路架設。

（7）電力走廊擁擠，且線路路徑還需為后續(xù)電力線路預留走廊的，宜采用雙回路架設。

5 結論

1 000 kV 福廈特線路在對植被采用高跨設計的前提下，并行單回路架設在電力系統(tǒng)穩(wěn)定、工程靜態(tài)投資、環(huán)水保等方面均優(yōu)于雙回路同塔架設。

因此推薦1 000 kV 福廈特線路除了榕城（福州）變出線約0.6 km 和德化彭村水庫段約6.4 km 采用雙回路架設外，其余段長約2×231.5 km 線路采用并行單回路架設。航空距離218.4 km，曲折系數(shù)1.09。