(乌海海金电力勘测设计有限责任公司内蒙古乌海016000)
摘要:随着城市电网落后,导致负荷不断提高。而为了有效提高输送电容量,必须提高电压等级,增加输送回路,但就目前的情况,城市规划并没有充分考虑城市电网改造,促使电网改造时只能按照既有线路进行。为了在既有线路上改造,增加回路,就必须采取同塔并架多回路的方式,以此有效提高线路走廊的输送能力,并进一步解决城市规划的影响,还可以在很大程度上满足电网建设需求,实现电网的可持续发展。据此,本文主要对电力输电线路设计中多回路同塔技术的应用进行了详细分析。
关键词:电力输电线路设计;多回路;同塔技术
一、多回路同塔输电线路设计原则
(一)确保导、地线和金具的安全
输电线路导、地线安全系数不仅影响线路的运行安全,而且关系到耐张杆塔的荷载大小,因此应该针对同塔多回路工程的实际杆塔使用情况,对导、地线的安全系数进行综合技术经济比较,做到安全系数的选取不仅能满足线路的安全运行,还能进一步有效控制工程投资。
(二)气象条件
就目前的相关规定,对于设计的气象条件,主要是根据线路级别取不同重现期,一般330kV及以下线路是按照15年一遇,500kV则是按30年一遇。而对于同塔多回线路,必须先严格按照回路的最高电压等级进一步确定重现期,再根据多回线路在系统中的地位加以确定重现值。如果在系统中的重要性已经达到甚至是超过上一电压等级水平,那么就适当提高气象条件的取值。
(三)耐雷水平
同塔多回路线路的耐雷水平设计,需要充分考虑以下方式,其一,在布置塔头时,尽量减少横担层数,降低塔高,降低雷击几率;其二,减小地线保护角,降低绕击率;其三,采取悬挂耦合地线,增加地线根数,降低接地电阻等综合防雷措施;其四,改变导线相序排列方式,避免同层横担出现同名相导线;其五,采用平衡高绝缘,降低线路总跳闸次数。
(四)铁塔设计
为了满足可靠性要求,多回路铁塔和基础设计可以按照大跨越工程设计方法,适当提高多回路结构设计的安全系数。为了大大降低材料的体形系数,塔身风压,可以采用钢管桁架结构或高强度钢材。在铁塔设计时,可以适当限制施工作业的工序,采取科学合理的施工手段,加大施工临时拉线的平衡张力,以此大大降低塔重。
(五)绝缘配置
输电线路的绝缘配合主要是针对杆塔和档距中各种可能的放电途径,促使线路可以在工频电压、操作过电压、雷电过电压等条件下,安全可靠运行。同塔多回路导线相间距离不仅要满足相关规程要求,还要在特定导线布置形式下,适当提高不同回路间的相导线间的水平距离。另外,为了延长绝缘子清扫周期,应尽量减少维护工作量,同塔多回路的爬电比距可以适当提高一级再设计。悬垂串可以选用V型串进行布置,这样一来,不仅能够有效节约线路走廊,还可以避免在大风下,导线与杆塔闪络现象。
(六)对地距离
输电线路导线对地距离设计线路途径主要划分为两种,即非居民区和居民区。单、双回220kV及以下输电线路导线对地距离确定主要从绝缘上考虑,500kV输电线路导线对地距离不仅要考虑到对地绝缘水平,还要充分考虑线路下静电场对人的影响。所以,应对同塔多回路各种布置形式下的地面场强进行计算分析,并据此作为控制条件,进一步确定同塔多回路的对地距离要求。
二、同塔多回路线路的优势
(一)美观大方,节约成本
同塔多回路线路实现了杆塔的布置美观大方,设施合理有序的特点。在工程的投资上节约了资金成本,使得利润面比较有成效。由于我国政府也重视这一项技术的开发研究与发展,对同塔多回路线路的工作投入加大了力度,对于该项目的条条框框,内部系统加强了管理,所以同塔多回路线路就有了可靠性与安全性这些性能。
(二)顺应需求,有效防雷
同塔多回路线路是满足我国发展的要求的。由于国家空前进步与发展壮大,电网建设随之加快,线路的需求量激增导致我国不得不投入大量人力物力财力来加强供电需求这一社会问题。同塔多回路线路因为横跨了许多城市的线路交通设施,杆塔的高度愈发向上增加,这样的状况引发的结果是绕击概率明显增加了,引雷的土地面积也骇人地增大,雷击跳闸率也会随之而增加。根据这类情况,我国进行了许多研究来分析相关测试数据,保证同塔多回路线路的顺利铺开。
三、多回路同塔技术在电力输电线路设计中的应用
(一)由于多回路同塔技术常常深入到人口稠密的地区,线路周围设施十分复杂,因此,需要着重分析线路电磁环境的影响。近年来,由于光缆通信的快速发展,对通信线路的影响不断降低,并且使用良导体的地线加装了耦合线措施,这样一来,便能够促使沿线通信线路的危险水平得以控制在可接受范围内。多回路同塔技术由于铁塔外部荷载与塔身风压会不断增加,铁塔自重与基础作用力也得以大大提高。为了保证能够满足可靠性要求,多回路铁塔与基础设计可以借鉴大跨越施工法,适当增强安全系数,对于大截面导线而言,为了促使塔身风压与体形系数得以降低,可以恰当使用钢管桁架。在选择塔型时,尽量使用结构比较简单,传递清晰的型式,避免出现误差。而选择基础时,尽量选择相同类型地区具有丰富经验,且可靠性高的型式。如果区域地质状况相对较差,需要优先使用灌注桩基础。
(二)同塔四回水平排列输电线路设计,其主要是线路四个回路是水平与并排的,塔身两侧各有两个回路。后期运行与检修时,如果其中某回路需要检修,为了确保安全,需要促使相同横担的其他回路停电,其缺乏可行性,且排列需要走廊宽度超过40m,与两条回路所需走廊宽度50m相比较,没有任何优势。但是,其整体高度不会影响后续线路交叉与跨越,在国内电网的不断完善下,单一线路逐渐减少,其排列方式还存在较大的改进空间。
四、同塔多回输电线路的发展方向和趋势
同塔多回路输电与单回路输电相比较分析,其更具经济价值,占地资源也相对较少。随着多回路同塔技术不断成熟,但是在输电线路设计与施工的技术难度相对较大。随着输电线路设计与架设实践经验,促使我国专家和施工人员在设计、施工上不断积累了大量丰富的经验,而且新设备与新科研成果的出现,也给同塔多回技术的发展与应用创造了有利条件。在同塔多回路输电线路设计中,切实根据工程实际情况,因地制宜,结合同塔多回路输电技术的实践经验,制定更加详细的技术章程。首先需要详细对输电线路设计进行经济分析,再结合紧凑型输电、特高压书店、耐热导线和大截面导线技术综合考虑输电线路的方案设计,以此实现全面促进输电经济效益与社会效益提升的目标。
结语
综上所述,近年来,单双回路的铁塔、基础材料设计中,同塔多回路材料和走廊费用等比较少,具备较好的经济性。而在技术上,导线布置与空间距离也得以优化,并大大降低了损耗,提高了利用率,为电力企业带来了更多的经济效益。在使用时,同塔多回路对电网的安全性水平不断提升,进一步改善材料,这就促使铁塔更加稳固、安全、可靠。在后续应用中,多回路同塔技术不断完善,不断更新,从而使得在应用时,更加安全经济,这将在很大程度上促进电力运输行业的健康可持续发展。
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