高压输电线路电气设计的问题及改进建议分析

发表时间:2020/10/12   来源:《基层建设》2020年第16期   作者:张胜
[导读] 摘要:近几年随着人们生活水平的提高,其对物质和精神享受的需求也逐渐增加,而随着电子产品的普及,我国的用电量也在逐渐增大,因此电网的建设发展刻不容缓。
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        摘要:近几年随着人们生活水平的提高,其对物质和精神享受的需求也逐渐增加,而随着电子产品的普及,我国的用电量也在逐渐增大,因此电网的建设发展刻不容缓。为了满足国民的用电需求,使用户的电力设施更加健全,使用户的生活更加便利,保证用户的用电安全,积极推动配电自动化建设是十分必要的。文章以高压输电线为研究对象,围绕其线路电气设计展开探究。通过分析高压输电线路电气设计要点,深入探究了高压输电线路电气设计存在的突出问题,并在以上研究的基础上,提出了高压输电线路电气设计改进建议。
        关键词:高压输电线路;电气设计
        引言
        高压输电线路电气设计工作中,一方面要根据系统建设区域的自然环境和系统的运行状态,合理分析各类设备的自身参数以及搭配方式,以提高整个系统的稳定运行。另一方面要根据电气设计工作的专业化流程,让整个系统在运行中不会出现电力冲突等问题,才可以让该系统可以稳定运行。
        1高压输电线路电气设计要点
        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线路电气设计要点,以此来确保设计的科学性。具体如下:①注重技术的运用,面对高压输电线路强电压的现实情况,为确保其电力供应,应加强高质量高压导线的技术研究,增加其技术含量。②注重线路运行的安全性,高压输电线电压较大,能够带动较大电量,可以将其看作快速运行的巨大电池,如果高压输电线发生了意外,不仅会带来安全问题,而且可能给相关部门造成巨大经济损失。③注重施工难度的掌握,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高压输电线路电气设计存在的问题
        2.1杆塔型号选择不合理
        一般来讲,杆塔的建造多由钢筋混凝土亦或是钢材组建完成,这有助于确保杆塔的机械强度使其具有一定的抗压性能。在不同地质环境下为确保杆塔地基承载力的发挥,要根据环境综合因素的分析,来对杆塔型号做出合理选择。但就实际情况来看,在开展电气设计工作中,一些设计人员忽视了对杆塔建设环境的分析,没有对沿途地貌、地质、土壤等作出全面考量,由此导致所选用杆塔型号在应用过程中超出设计承载力,从而导致杆塔倒塌倾斜等事故的发生。
        2.2杆塔选择缺乏科学性
        在高压输电线路建设过程中,杆塔工程造价占比较大,而杆塔的使用条件决定了杆塔的造价,因此保证杆塔规划的科学性,可以使输电线路工程的造价控制在相应的范围内,可见,杆塔的选择是输电线路设计中的重要内容。在高压输电线路建设过程中,存在水文气象条件复杂、地质条件复杂和线路路径长等特点,如果在前期设计阶段,设计人员没有对高压输电线路建设途经的地形以及周围环境进行调查、分析,并且对杆塔的规划缺乏科学性,加之工程的工期相对较紧,导致部分人员在高压输电线路建设过程中使用以小带大的铁塔,一定程度上增加了输电线路建设的成本。
        2.3防雷以及抗冰设计不合理
        现阶段由于考虑到高压输电线路的运行安全问题,因此,其选址一般会在地势复杂空旷的位置,而这些位置的气象条件往往比较恶劣,雷电以及冰冻天气普遍,如此为了保证输电线路不会受到雷电以及低温的损害或入侵,往往需要对电力系统之中落实相应的防雷设计以及抗冰设计。其根本目的是保证高压输电线路运行的安全性以及稳定性。但是,一部分电气设计人员在进行线路设计的过程中,往往缺乏对天气气象条件的考察,正在设计的过程中,对线路的防雷、抗冰设计合理性以及适用性效果难以体现,甚至还存在较为严重的防护漏洞。如此,直接导致了线路在恶劣天气下容易受到气象问题的影响,进而出现漏电,短路等实际性问题,影响系统的正常运行。


        3高压输电线路电气设计改进建议
        3.1合理选择杆塔型号
        杆塔在高压输电线路的铺设过程中,对线路起到重要的固定作用。在前期的电气设计中,如若不能对杆塔型号做出恰当的选择,将会对高压输电线路的电压稳定性造成一定的影响。对于杆塔的设计来讲,作为高压输电线路电气设计人员除了要对杆塔建造成本进行考量外,更需要对杆塔、环境、线路,三者之间的匹配程度做出充分研究。同时还要结合高压输电线路自身的功能、特点以及杆塔所设位置地势地形对杆塔稳定性与安全性的影响,来决定型号。与此同时,还要在设计中,对杆塔具体的设计规定、原则、施工、运行规范等情况做出明确。以此来为后期施工工作的开展提供必要的建设依据。如杆塔横担下平面材料厚度需≥5mm,杆塔构件厚度要≥3mm;塔全部构件都需要经过热浸工艺来进行镀锌处理,紧固螺栓必须采用等级达到6.8的镀锌粗制螺栓。
        3.2保证杆塔选择的科学性
        设计人员保证杆塔规划方案的科学性,可以保证线路的经济合理性。在选择杆塔时,需要对杆塔荷载进行确定,这是开展线路结构设计、杆塔规划的基础,并且有助于控制高压输电线路工程投资,使线路的安全运行得到保障。因此,设计人员需要对输电线路工程途经地区的气候条件、地形情况、河流特点等进行充分掌握,科学的分析杆塔设计的各方面要素。然后分析出与输电线路建设工程相符的塔型设计以及铁塔系列,在此基础之上,推导出与本项工程环境条件相符的塔型高度系列、杆塔设计档距系列、塔头摇摆角系列等。
        3.3重视防雷抗冰设计
        在线路防雷设计上,需要做好地线选择和接地电阻控制。根据高压输电线路电气设计规程要求,需要保证地线安全系数至少达到2.5,应超过导线设计安全系数,地线平均运行应力不超过破坏应力的25%。在各种工况下,应保证档距中央地线弧垂不超过导线弧垂。按照防雷要求,在无冰、风和15℃条件下,导线和地线在档距中央应至少达到(0.012L+1)m间距。结合年均雷电日、地形等条件,可以进行地线截面选择。针对220kV和110kV架空线路,为降低线路累积跳闸率,可以完成双地线的全线架设,并且使地线对外侧导线保护角不超过15°。地线间距不超过地线与导线间距垂直距离的5倍,线路沿线塔位土壤电阻率在50-1000Ω•m之间。杆塔采用水平放射式接地装置,接地体埋深达到0.6m,保证地脚螺栓与基础接地钢筋能够得到牢固焊接。在抗冰设计上,需要加强地区气候分析,选择具有较高机械强度的导线,降低恶劣天气给线路带来的不良影响。针对雨雪天气频发的地区,需要对绝缘子冰闪使用强度进行深化,在绝缘子表层完成防水材料涂抹,降低短路、跳闸等事故发生概率,促使线路抗冰能力得到提高。针对重冰地区,需要加强覆冰厚度等数据的观测,采用钢芯绞线获得良好弧垂性能,保证杆塔能够承受覆冰载荷,并且使线路金具机械硬度较高,以便使线路稳定运行。
        结束语
        大数据的电力计量装置故障智能化诊断技术,首先就是要构建电力计量装置故障智能化诊断知识库,并合理使用异常特征模型及专家规则库,采用分布式系统对电力计量装置进行在线监测,并将结果与知识库中的相关标准对比,实现对故障的智能化诊断,同时还可以对计量装置进行动态监测。在通过设置的预警系统,将故障信息发送给技术人员,有利于技术人员及时处理故障。电力计量装置故障的智能化诊断技术,通过对运行状态进行监测及诊断,并对故障进行自动报警,提高了电力工作的高效性及准确性。
        参考文献:
        [1]郭佳婧,严重,陈明,等.基于大数据的电力计量装置故障智能化诊断研究[J].电子设计工程,2019,27(23):55-58.
        [2]于磊,王双,韩宇龙,等.基于大数据技术的电网故障智能诊断方法[J].中国科技信息,2016(2):32-33.
        [3]燕凯,岳振宇,高嘉浩.基于大数据的电力计量设备运行状态评估与故障诊断方法研究[J].电子器件,2019(5):1095-1098
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