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架空输电线路设计探析

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摘要:输电线路作为沟通供电与用电的枢纽,担负着分配、输送电能的作用,影响着电力系统的正常运行。因此在设计220kV架空输电线路时必须要科学、合理。从导线选型、杆塔设计、路径选择、防雷设计等方面出发,分析了220kV架空输电线路的设计要点,并总结了设计过程中应注意的事项。

关键词:输电线路;导线选型;杆塔设计;路径选择

220kV输电线路设计作为一项不仅复杂且系统的工程,必须严格按照一定的科学标准,尊重地区的实际条件,并且充分考虑输电线路设计的方方面面,比如导线选型、杆塔设计、路径选择等,做好充足的施工准备,并不断提高输电线路设计水平,以实行经济性、可行性、安全性兼具的输电线路。

1220kV架空输电线路的简述

输电是用变压器将发电机发出的电能升压后,再经断路器等控制设备接入输电线路来实现。按所输送电能载荷的高低划分,输电线路通常有超高压、高压和低压3种,即输送电能容量越高的线路,其所使用的电压就越高。220kV架空输电线路主要是实现电能的跨流域和地区调动分配,以错开各个地区的用电高峰,避免某一地区因持续用电强度过大而导致线路长时间超负荷工作,以便增强电力系统的安全和稳定性。

2220kV架空输电线路设计的关键环节

2.1220kV架空输电线路的导线选型

目前,钢芯铝绞线导线在我国应用最为广泛。钢芯铝绞线是指内部为钢线而外部为铝线,2种材质绞制而成的一种导线。这种导线的特点是机械强度好,能满足220kV电能输送的要求。但是在实际中,由于导线部分通常需要在电杆上架设,直接在外部环境中暴露,需要长期承受来自外部环境的日照、温度和恶劣天气的侵蚀和破坏,加上导线自身挥发气体的侵蚀,更为重要的是,其自身质量也会随着时间的推移而发生相应变化,因此对导线进行选择的过程中,不仅需要对电气性能和导线的机械强度加以考虑,还需要依据输电线路四周环境加以选择。此外,导线表面严禁出现任何腐蚀斑点和夹杂物,充分保证导线均匀、紧密绞合。导线产品应严格按照国家GB/T1179—2008的要求选择。

2.2220kV架空输电线路的杆塔设计

杆塔在输电线路中起着重要的结构支撑作用,在保证符合电磁场与绝缘安全限制条件的要求下支撑架空输电线路的地线与导线。杆塔的搭建在整个线路施工中占有非常大的比例,是线路架设的前提,而杆塔类型不同,其运输时间与费用、占地面积、施工工期及建设造价方面都会产生很大的差别,所以,对杆塔的基础类型加以确定是杆塔设计的关键环节。在杆塔的基础选型以及施工的过程中,不仅应该确保其相关设计符合一系列科学性标准和技术性要求,还应该具体结合施工现场的地质情况与施工外部环境情况来予以选择,并最终计算出工程的整体造价。

2.3220kV架空输电线路的路径选择

2.3.1选线步骤一:按图索引步骤输电线路设计中的路径选择,首先要实事求是对设计中所有可能的线路沿线进行综合性的分析考察。可预先在地图上选择多种路线方案,且使用的地图需详细、可靠。从起点标注到终点落定,其间的中转点塔位是关键。这个关键点有3个方面的因素要考虑:①考虑中转点塔位对沿途相关设施的影响,比如各种水利设施、军事设施、重要管道等;②根据当地远景建设规划,兼顾国家政策考虑将来城市、农村建设需要以及自身电力发展需要;③考虑当地水文地质条件是否适合电力线路的架设。在考虑以上3方面的因素的前提下,可设计多条线路方案以备选择。将线路方案提交有关部门以及面对社会广泛地征集意见,对收集的意见进行综合性和科学性的处理,最终得出一个完整、经济的选择结果。

2.3.2选线步骤二:现场选线步骤线路的大体方向在按图索引中已经确认。此外,还需要具体现场定线、定位的落实。由于科学的进步,现行定线、定位工作大多数已经采用GPS测量方式,旧式的经纬仪及全站仪很少使用。这给线路的定线、定位工作带来了极大的便利,提升了其精确度。一些技术较为先进的单位更是结合卫星地图来快速做好定线定位工作。在现场选线过程中,对位置较为特殊的塔位要进行评估判断,保证塔位的合理性、成立性,对一些较大转角、跨越点、大跨越进行物理上的技术计算,以保证其安全运行;对于超高压输电线路,应考虑设置牵引机等设备的场地要求。

2.4220kV架空线路走廊的设计优化

目前,城市的使用空间越来越紧张,导致用地走廊的使用也受到限制。在社会高速发展的背景下,为了满足大量的用电需求,在新建高压架空线路时可运用同塔多回、双回的架设方式,在设计铁塔类型的过程中可以运用窄基铜管塔或者钢管杆等设计方案,以保证城市居民的用电需求。

2.5220kV架空输电线路的防雷设计

在电力系统施工过程中,防雷设计具有非常重要的现实意义,在线路设计中也不例外。针对不同的线路设计规划,应该选择不同的防雷结构设计方案。其中,在220kV架空输电线路的防雷设计过程中,应加大对风雷装置的应用力度,并通过对各类装置的配合使用,有效提升整个输电线路的稳定性和安全性。在此过程当中,为确保避雷线应用于220kV输电线路过程中的屏蔽效果得以有效加强,要选择合适的绕机率。如果绕机率不合理,雷电无法绕过避雷线而直接击中220kV输电线路导线。还有一个方面的问题需要重点关注,即避雷线架设安装过程当中边导线位置相对应避雷线的保护角角度也应当合理控制。一般情况下,宜将其控制在20°~30°范围之内,且做好避雷线的接地处理。

3220kV架空输电线路设计的注意事项

3.1线路走廊宽度的设计

为减少线路走廊的宽度和占地面积,在进行架空输电线路设计规划时应尽可能多地采用多回路设计方案。对于必须采用单回路设计的线路区段,可以通过选择“干”字塔或者猫头塔型的杆塔来控制走廊的宽度,以实现线路走廊的最优化设计。

3.2控制电磁辐射对线路造成的影响

220kV架空输电线路在工作中会对外界产生一定程度的电磁辐射,这种电磁辐射可能会引起电场效应,从而造成线路安全隐患,也会对周围电磁信号的接收产生干扰,影响周围电气设备的正常使用。在设计线路时,应该强化对电线线路的电感控制,保持控制杆塔与地面的安全距离,做好电气绝缘的配合工作,并且应安排专人采取相应的措施进行检测,将电磁辐射的程度降至安全范围内,防止对人民群众的生命财产安全造成伤害的情况发生。

3.3对环境影响进行评价

对220kV架空输电线路进行设计过程中,需要对输电线路与原有环境的协调统一予以高度重视,不仅需要对周边区域的水文环境、地质灾害等环境作出合理、客观的评价,还需要通过文物调查和防洪影响调查等一系列措施就输电线路对环境中存有的人文景观、水利工程和地下矿藏等的潜在影响作出事前评价。这种对环境的深入了解,便于在施工中避开地质断裂带、陡坡、滑坡、冲沟、塌方等地段,保证220kV架空输电线路的施工能够按照施工设计图进行。

4结束语

总之,220kV输电线路对整个电网的安全、稳定运行起着极为重要的作用。因此,探讨220kV架空输电线路设计要点有着相当大的价值,是保障电力系统能够正常运作的根本。在进行架空输电线路设计时,设计人员必须要准确把握输电线路设计要点,结合实际情况,因地制宜地合理优化设计方案。此外,还需注意线路走廊宽度的设计、电磁辐射对线路的影响以及环境影响等事项。只有这样,才能有效地保障输电线路运行的安全性和稳定性,为我国电力行业的可持续发展提供基本保障。

参考文献

[1]侯涛.关于220kV架空输电线路设计要点探析[J].电子技术与软件工程,2014(24).

[2]朱墨.220kV架空输电线路设计关键点[J].工业C,2016(9).

[3]程元智.220kV架空输电线路设计关键点[J].商品与质量,2016(44).

作者:梁国锐 单位:广州市电力工程设计院有限公司

架空输电线路设计探析责任编辑:张雨    阅读:人次