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摘要:特高压直流输电方式的输电距离长,能够显著降低电能损耗,提升电网输送的效率,对促进我国电网技术的转型升级具有很大的推动作用,在一定程度上促进了社会经济的可持续发展,为我国未来的电力事业发展奠定了坚实的基础。架线施工技术是特高压直流输电工程的重要环节,直接影响着特高压输电工程的质量和输电效果。因此,深入研究特高压直流输电线路施工技术,对提升电力输送产生的经济效益和促进我国电力事业的可持续发展具有重要意义。
关键词:特高压;直流输电线路;架线;施工技术
一、直流输电
1.1直流输电技术分类
根据工程结构,直流输电技术可以分为以下三类:第一,从线路长度方面,可以分为背靠背输电以及长距离输电;第二,从电压等级方面,可以分为特高压直流输电以及高压直流输电;第三,从换流站数量方面,可以分为多端直流输电以及两端直流输电。根据工程性质,直流输电可以分为以下四类:背靠背直流联网、海底电缆、城市地下电缆、远距离大容量滞留架空路线。
1.2直流输电的优势
首先,直流输电有着建设成本低的优势,架空线路不需要花费太高的工程造价;在进行电能的传输时,可以将电能的损耗控制在最低程度;电能输送过程中的容量非常大;当电路发生短路现象时,可以对电流形成有效的限制,一旦输电线路出现故障,可以实现自我防护功能;可以实现对线路走廊的优化,避免出现过多的浪费;在进行电能的调节时,可以实现快速响应,整个运行过程的安全性以及稳定性能得到有效保证;在运行过程中可以实现和不同步的电网之间的互联,不会出现系统稳定性方面的问题。
1.3直流输电的不足
在直流输电换流方面,设备的成本费用非常高,同时不具备较强的过量承载能力;在进行电能的输送时,会消耗大量的无功功率;直流输电中直流开关较为缺乏;直流输电不可以借助变压器实现低电压等级的调节;在电能传输过程中,非常容易受到谐波的干扰,无法有效地保证电能的质量。
二、特高压直流输电线路架设的难点
2.1换流器研制难点
受到换流器本身特性的影响,换流器的研制存在非常大的难度。具体表现在以下几个方面:第一,要使施工人员的安全得到有效保证,因此,换流器必须要有非常好的绝缘性;第二,换流器在使用过程中,不仅要承受较高的交流电压,还需要承受直流电压;第三,换流器在发热和冷却方面较为复杂,加大了研制难度;第四,换流器有着非常多的调压级数;第五,在直流电出电方面,结构较为复杂;第六,换流器本身有着非常大的尺寸和自重。
2.2施工难点
2.2.1交叉跨越问题
在实际的施工过程中,需要持续进行带电线路的交叉跨越操作,对配置承力索带来了严峻的考验,一方面要保证承力索的承载能力,满足施工要求,另一方面要做好承载能力的控制工作,保证承载能力可以得到有效的管控,还必须做好承力索跨越网线的优化工作,避免在施工过程中出现各类安全事故。
2.2.2安装附件
在实际架线过程中,垂直方向会有非常大的负荷量,在进行附件装置的选择时,一定要结合施工中的实际情况,同时选择最佳的安装方式,使施工效率得到有效保证。在进行直线塔附件的安装时,需要借助两套三线提升器进行提线操作,提线器应挂在导线横担下主材前后两侧节点板的预留孔上,以便使横担前后两个立面均匀受力。在实际提线过程中,一定要注意避免对导线造成伤害,还需要避免导线出现意外下落的现象。
2.2.3牵引机以及张力机的选择
在进行牵引的架设时,需要非常大的牵引力,牵引机一定要能满足架设过程牵引方面的需求,另外,张力机也必须要满足架线的实际需求。比如,现阶段在进行架线时,采用一牵六的牵引方式,这种牵引方式需要选择220kN左右的牵引力,现有的280kN的牵引设备无法满足施工过程中的实际需求,需要重新研制相应的牵引机。
在一牵六的过程中,单根导线的张力在18kN~33kN,现有的张力机可以满足施工过程中的实际需求,但如果导线的张力发生变化,必须要重新选择与之相配的张力机。
2.2.4紧线和挂线方法的选择
耐张装置本身的自重较大,在进行起吊时,一定要选择最佳的起吊方案。因为起吊过程中张力的需求较大,因此要科学合理地选择紧线方法。在进行挂线时,一般选择的都是高空对接的方式,因此,要做好导线的安排工作,保证每个导线都可以满足单独作业的需求,且相互之间不会出现影响和干扰。
三、特高压质量输电线路架设线施工技术的具体应用
3.1编制架线施工计算软件
监理工程的地面模型以及架线动态的计算模型时,要以平断面图上所提供的地面数据为依据,对走板位经过任意基塔滑车位置时线路架设的状态进行分析和计算,以便求出架线过程中最大牵引力以及张力。确定架线施工所使用的工器具时要以架空输电线路中张力架线施工工艺的标准为参照依据。
3.2使用新型承力索进行跨越施工
由于导线的重量较大,每相6根子导线在断线后会产生较大的冲击荷载,因此该工程使用了双承力索,以便线路出现事故后能够,双承力索能够承受较多的冲击力。而为了能够解决线路发生事故时承力索的网端部需要同时受到冲击荷载以及垂直荷载两方面的力问题,则可以将端部的网撑设计为盆型,对跨越线路进行保护。
3.3选择和挂设滑车
①选择和挂设直线塔悬垂串滑车由于工程所设计的最大垂直档距要低于1km,直线塔滑车边轮的垂直荷载为23.5kN,而额定的负荷则为25kN,中间钢轮的垂直荷载为75kN,而直线塔的整体负荷为150kN。
②挂设耐张塔滑车因为转角塔的滑车能够承受较大的受力,特别是中间的钢轮需要承受的受力最大,因此,根据计算的需要,所有的耐张塔上挂设的滑车的荷载都为150kN。挂设具体的方式为:①需要使用超过78.6kN的U型螺丝,并使用直径超过22mm钢丝绳套进行悬挂。②利用角钢将2个放线滑车进行撑开,避免滑车与滑车产生碰撞。需要注意的是当转角度数<30°的耐张塔选择V形悬挂单滑车。挂具钢丝绳套长度取4m,两根,V套夹角60~68°。选择准21,1×37-1770型钢丝绳,破断力382kN。配套150kN卸扣(销子直径≤42mm)。而当转角度数>30°的耐张塔:L形悬挂双滑车。
3.4导引绳及牵引绳的确定及展放方法
①选择导引绳
首先要计算三种力,分别是牵引绳的最大受力;牵引场以及牵引机的实际牵引力以及张力场以及张力机的张力。按照所选的牵张力逐级选择对应的引导绳。综合工程的实际,导引绳的规格依次是:导线、方32牵引绳、直径为19mm的导引绳→方15导引绳→方9导引绳→直径为10mm迪尼玛→直径为3mm迪尼玛。
②使用动力伞展放引导绳
利用动力伞将两根直径为3mm的迪尼玛引导绳展放两次,并通过“一牵一”牵引直径为10mm迪尼玛,并由直径为10mm迪尼玛通过“一牵二”的方式对方9导引绳进行牵引,从而展放4根方9导引绳,利用“一牵一”的方式逐级的对各级引导绳和导地线进行展放,注意全程都不能够落地。
结语
综上所述,随着电网建设规模的不断扩大,特高压架空输电线路的安装水平也在日益提高,引用当前最先进的机械设备,完善工程施工管理的制度。在这种环境下,搭建特高压电网中,采用的工器具逐渐便捷化,施工技术也越来越成熟,架线施工的质量得到了明显的提升,进一步的促进了国家电网工程建设的发展。
参考文献:
[1]向波.浅析特高压直流输电线路架线施工技术[J].通讯世界,2016.
[2]陈发兴,郑志强.输电线路工程基础设计特点分析[J].工程技术研究,2017.