电网输电线路设计问题的分析研究

    发布日期:2019/11/19 9:34:20    来源:本站    阅读次数:

    各地电网建设线路日趋增多,面临的困难和考虑的因素复杂多变,增大建设项目的工程开支、组织协调等,导致电网改造任务多与工程预算不足的矛盾。广州固源电力工程设计有限公司从输电线路设计角度在环境保护、安全生产、降低造价等方面一些新问题总结了经验。

    ⑴设计问题

    设计问题主要需要注意路径选择、杆塔选择、杆塔基础3个方面。其中,路径选择是关键,方案的合理性对线路的经济、技术指标和施工、运行条件起着重要作用。目前,沿线开发区、保护区、房屋、不同电压等级的输电线路、弱电通信工程及光缆、铁路、公路、河流星罗棋布,输电线路的路径选择越来越困难。在系统及规划要求容许的情况下,尽量采用同塔双回或多回路设计,输电线路尽量做到路径长度短、转角少、交叉跨少。又由于杆塔费用将近占整个工程费用40%,应尽量实行直线塔采用钢管塔、转角塔采用角钢塔来降低预算。

    ⑵环境问题

    输电线路对环境的影响可归结为电磁辐射影响和对周围水土环境影响两大类。高压输电线路的电磁效应主要是通过电场、磁场和电晕3种形式起作用。电磁辐射影响主要有对人体的生态影响、对通信线路的干扰影响以及对无线电、电视的干扰影响。对周围水土环境的影响主要是输电线路的建设引起房屋拆迁及跨越铁路、公路、河流等,高压输电线路相互交叉、对弱电的影响以及基础开挖对周围植被的破坏。设计施工中应采取相应的环境保护措施。

    ①采取避让措施减少对环境影响。实际上就是对路径的优化选择,采用另行选线、直线转角塔、直线塔等方法避让环境敏感区,尽量避开城镇规划区、开发区、居民区、军事设施、大型采石场、机场、火车站等重要区域,尽量避开陡坡及不良地质段,边坡太陡则降基5~10m甚至更多以满足基础保护范围要求,必须在不良地质段定塔位应采取可靠的治理措施。

    ②准确评估环境影响。国民经济的发展对输电线路的要求越来越高,对涉及外部条件的环境影响评价、压覆矿产评估、地质灾害评估、文物调查及评估、河势分析及防洪影响评估、地震安全性评价等工程前期工作都需得到相关行政管理部门的许可批准后,工程才能实施。

    ③抑制电磁辐射。在输电路径选择设计时应采取以下措施:保证输电线路下方人员的正常活动,线路下综合场强应小于10kV/m设计;晴天距导线投影20m处0.5MHz无线电干扰应小于55dB,可听噪声小于60dB;500kV输电线路对邻近居民房屋处的电场强度应小于4kV/m。在总体规划时,应对杆塔的对地距离、电气绝缘配合、风偏摇摆角、防雷等严格按照规程规范执行,对局部地区进行场强实测或当地走访,对影响人生财产安全的地段应进行局部加强,提高设计标准或采取预防措施。

    ④减少对自然环境的破坏。以往送电线路在跨越树木时一般都采用砍伐的方式,即在线路走廊范围内剃光,严重破坏森林植被,引起水土流失,工程综合费用增加很大。国家对森林植被严格控制滥砍滥伐,输电线路跨越树木一般采用高塔跨越方案,根据各种树木最高自然生长高度,确定跨越树林弧垂对地距离及杆塔的呼称高,取得较好的社会效益和经济效益。

    ⑶避雷器问题

    由于环境条件的不断劣化,雷击引起的输电线路掉闸故障也日益增多,不仅影响设备的正常运行,而且极大地影响日常的生产与生活。为了减少输电线路的雷击故障,他们采取各种综合防雷措施,如降低杆塔接地电阻、提高线路绝缘水平、采用负角保护、架设耦合地线等,取得了一定的效果。但是,分布在高土壤电阻率的部分线路降低杆塔接地电阻难度较大,对于防治绕击雷对线路造成的故障仍然没有好的对策,较有效的方法是采用避雷器,所以对避雷器的选型及安装维护也相当重要。目前,国外已广泛使用线路型合成绝缘氧化锌避雷器用于输电线路的防雷,取得了很好的效果。国内部分电力公司使用线路避雷器在35kV、110kV线路上运行,经过2个雷雨季节的考验也取得了明显的效果。线路避雷器安装时应注意选择多雷区且易遭雷击的输电线路杆塔,最好在两侧相临杆塔上同时安装;垂直排列的线路可只装上下两相;安装时尽量不使避雷器受力,并注意保持足够的安全距离;避雷器应顺杆塔单独敷设接地线,其截面不小于25mm2,尽量减小接地电阻的影响。投运后进行必要的维护,结合停电定期测量绝缘电阻,历年结果不应明显变化;检查并记录计数器的动作情况;对其紧固件进行拧紧,防止松动。

    ⑷导线截面的优化选择

    架空电力线路导线的截面大小关系着线路运行的安全性、经济性和供电电能质量。通常,水电站输电导线的截面是根据经济电流密度来选择,然后按不同情况对发热条件、机械强度进行校验,最后确定导线截面积以及相应的导线型号。但是,有时按照经济电流密度并且经过校验后选择出的导线截面,其有功功率损耗可能无法满足线路保证输出功率及经济合理性的要求。因此,需要根据实际设计环境结合其它指标,例如导线的线损率等来优化选择导线的截面。另外,在对导线方案进行经济比较时应全面考核各产品或者各技术方案的经济性,比如采用全寿命周期工程造价管理模式,以免占小便宜吃大亏。需要指出的是,导线选择依据 GB1179—1983《铝绞线及钢芯铝绞线》和GBT1197—1999《铝绞线及钢芯铝绞线》已经不适用,应参考新标准GBT1197—2008《圆线同心绞架空导线》。          (李剑峰)