高压输电线路设计工作的要求、要点及影响因素王充

发表时间:2020/6/17   来源:《中国电业》2020年第5期   作者:王充
[导读] 现如今,随着我国工业化和城市化进程的加快,社会用电量呈飞速增长
        摘要:
        现如今,随着我国工业化和城市化进程的加快,社会用电量呈飞速增长,伴随着用电量的增加,电网建设规模也在进一步扩大,建设的输电线路工程越来越多,其建设要求也随着社会经济和现代科学技术的蓬勃发展要求越来越高。设计是一条高压输电线路的龙头,可靠、安全、经济、可行的设计方案,不仅能减少建设实施难度,提高运行维护效率,也能为企业创造更大的经济效应。本文通过分析高压输电线路设计要求,论述了高压输电线路设计需注意的要点,并在以上研究的基础上,深入探究了输电线路设计工作在质量、进度和成本控制的重要性。
        关键词:高压输电线路;线路设计要求、要点;影响因素
        1、高压输电线路设计的要求
        高压输电线路具有独特性,设计人员在开展线路电气设计工作时,需要针对其独特性把握输电线路设计的要求,以此来确保设计的科学性。具体如下:
        1)注重线路运行的可靠性。输电线路是电力系统中实现电力远距离输送的载体,是电网的重要组成部分,其架设和运行的状态是否可靠直接决定了电力系统的安全和效益。
        2)注重线路运行的安全性。高压输电线路的安全不仅是指输电线路线路运行的安全,同时也包括输电线路对附近的建构筑物、人员等的安全。如果高压输电线路发生了意外,不仅会带来安全问题,而且可能造成巨大经济损失。
        3)注重线路建设的经济性。输电线路建设是由A变电站新建1回高压输电线路至B变电站,输电线路长度长,线路沿线的气象、水文、地质、交通等等都会对输电线路的设计产生较大的影响。
        4)注重线路施工的可行性。高压输电线铺设线路较长,并且在铺设过程中需要经过复杂的地理环境。尤其是面对恶劣环境的线路铺设施工作业,作为设计者而言,更是要在准确评估施工环境的基础上,对其施工难度做出充分掌握,以确定施工资金、技术、人员投入情况科学设定施工时间。
        2、高压输电线路设计的要点
        一条完整的高压输电线路由导线、地线、金具、杆塔和基础等几个部分组成。而影响输电线路设计条件和工程造价的不仅是以上几个组成部分,还要结合线路沿线的气象条件、水文条件、建构筑物等因素确定的线路路径方案也有很大关系。设计人员在开展输电线路设计工作时,需要针对其独特性把握输电线路设计的要点,以此来确保设计的科学性。具体的设计要点如下:
        2.1 气象条件
        为使输电线路的结构强度和电气性能能够很好的适应自然界的气象变化,以保证输电线路的安全运行,在设计过程中,必须对沿线的气象情况进行全面的了解,详细收集设计所需的气象资料。
        输电线路设计的气象条件选择,应根据线路所在地气象部门的气象数据合理选择,并结合线路附近已有输电线路气象条件进行比较,最终确定选取合适气象条件。
        例如:某新建输电线路在设计时,附近已建线路的设计强项条件为基本风速23.5m/s,覆冰10mm,运行若干年,未出现因覆冰或舞动等造成事故的情况,则可沿用该线路设计条件;若出现过倒杆断线等事故时,应当提高设计等级,重新选择气象条件。同时针对部分微气象区应按照差异化设计,提高设计水平。
        2.2 路径方案
        输电线路的路径选择,应结合现场实际情况,注意以下几点:
        1)需避让沿线附近的加油(气)站、炸药库、鞭炮厂、采石场、矿、地下管线(石油、西气东输、国防光缆)、军事禁区、自然保护区(古树、风景区、名胜古迹)、生态红线区域、水资源保护区、机场、房屋、信号塔等。
        2)重要的交叉跨越选择合适的位置跨(钻)越。如高速铁路、高速公路、通航河流等,在设计时应注意选择合适位置跨越;针对已有高压输电线路,其原则是高电压等级跨越低电压等级、公用线路跨越用户线路。钻越时注意穿越档导、地线是否有接头、是否采用双联等。
        3)调查沿线的地质、植被、覆冰等情况。根据沿线不同的地形地质条件,沿线植被分布,树木自然生长高度等合理选择线路路径。山区线路线路走线降低海拔,避开风口、垭口等特殊地区。
        2.3 导、地线选择
        导线是架空输电线路的最基本组成之一,架线工程投资占输电线路建设投资的30%左右,其对整条架空输电线路的杆塔、基础、绝缘子和金具强度、经济技术指标等起着决定性影响。
        输电线路的导、地线的选择,应从电气性能、机械性能和综合经济性能等方面对各种导线型式和截面进行分析选择。一般情况下,在导线选择时,首先按线路输送容量和经济电流密度确定导线总截面,并按其允许载流量满足线路的最大输送容量进行校核,然后对不同导线型式进行线路电气性能和机械性能的计算比较,最后通过综合技术经济比较确定。


        2.4 杆塔
        工程中常用的杆塔型式主要取决于电压等级、线路回数、地形及使用条件等,在满足上述要求下根据综合技术经济比较,优先选用国网通用设计塔型,在中、重冰区选择杆塔时,尽量选择具有成熟运行条件的杆塔。
        1)塔型选择的原则:①导、地线型号,②气象条件,③导地线设计安全系数,④铁塔设计档距,⑤地形条件及海拔高度。
        2)杆塔定位注意事项:
        ①档距应尽量布置均匀,并最大限度的利用杆塔的设计档距。避免相邻档距大小悬殊。“三跨”线路改造跨越塔两侧档距之比不宜超过2:1。
        ②孤立档,尤其是档距较小的孤立档应尽量避免。
        ③杆塔定位应尽可能避开避开陡峭山体、不稳定的山坡、冲沟发育、易于坍塌的地质断层、地质条件差的大量积水或易积水汇水的低洼地等不良地段。
        ④位于陡坡的杆塔,应采用高低腿杆塔和高地基础,减小降基量;位于平原地区的杆塔,应尽量靠近田埂,以便施工及运维。
        2.5 基础
        输电线路的塔位沿线呈点状分布,地形地貌及地质情况复杂。受地形、地质、运输等条件限制,山区大型施工设备和机具难以进入施工现场,从而使得一些地区主要还是靠人工施工,因此基础设计是需考虑施工的实际情况。
        目前,常用的基础型式主要为:掏挖基础、板式基础、挖孔桩基础、岩石嵌固基础等。设计时应结合工程实际情况合理选择基础型式,优先选用原状土基础,如掏挖基础和岩石嵌固基础。对于地质条件较差的区域,可选择板式基础或灌注桩基础。
        2.6 接地装置
        接地系统是维护电力系统正常运行,保障人身和设备安全,防止雷电和静电危害等必不可少的措施。输电线路杆塔良好的接地是确保故障电流顺利泄放,且不产生高电位差危及设备和人身安全的重要保障。
        输电线路逐基杆塔配置人工接地装置,接地一般采用环塔基闭合方形加放射线水平接地装置,接地体采用φ12镀锌圆钢,接地引下线采用镀锌扁钢,双孔双帽与杆塔连接。
        3、影响高压输电线路设计成果的因素
        3.1 质量管理
        “百年大计、质量第一”,为使输电线路工程设计安全优质、质量可靠,应有明确的质量目标。在设计工作前编制输电线路项目质量管理计划,在设计过程中着重抓好设计输入的校核、评审,在后期施工服务过程中积极配合参建单位处理项目上发生的各种问题。同时应建立质量信息反馈体系,充分运用质量信息反馈提高设计质量,收集同类工程项目的运行经验、项目设计质量信息,总结设计经验教训,预防、克服同类性质工程质量问题的发生。
        3.2 进度控制
        设计专业是工程建设的龙头,对设计工作进度进行有效控制,能有效避免耽误工期,减少因设计图纸延后造成施工单位窝工和其他经济损失。因此输电线路设计工作进度控制是十分重要的。
        在设计工作前应编制输电线路项目设计总进度计划,设计过程中及时进行进度检查和动态控制,对发生进度偏差的情况及时进行纠偏处理。
        3.3 成本控制
        输电线路的设计不仅要着眼于自身设计工作的成本,仍需考虑投资方的投资成本。因此在设计时应在设计产品符合政策、法规、标准,总体设计方案合理,技术方案优化,设备选型正确,并满足使用功能和保证技术指标的前提下尽量节省建设投资。
        结束语
        高压输电线路的科学建设和安全运行关系我国社会主义市场经济的可持续发展。而输电线路设计则又属于高压输电线路建设工作的重要组成部分,关系线路输电建设、运行和维护情况。在今后的工作中,应加强对高压输电线路设计工作的重视。
        参考文献
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