电力输电线路设计中同塔多回路技术的运用 7页

电力输电线路设计中同塔多回路技术的运摘要：随着电网建设的发展，输电线路不断增多，走廊越来越紧张，特别是由于规划部门对土地审批越来越严格，线路通道在很多地区已经成为影响电网建设的主要因素，因此有必要对提高单位线路走廊的输电能力进行研究。本文详细介绍同塔多回架空输电线路的发展趋势及设计特点，并探讨了同塔架空输电线路的设计。关键词：线路走廊高压线路设计标准同塔多回路中图分类号：S611文献标识码：A随着城市化进程的加速，很多农村地区转变成了商业区和工业区，有些城市空闲地段也建成了住宅区，这样就导致了架空输电线路走廊的资源很大程度上减少了。为了使电网的建设速度跟得上城市发展的脚步，我们必须采取必要措施，如尽量提高输电线路单位走廊的输电容量及土地使用率，设计建设一套同塔多回架设的杆塔系列等。设计同塔多回路是提高单位线路走廊的输送能力的一种十分有效的手段。在线路通道紧张时，不同电压等级或者不同送电方向局部必须采用同一通道，这种情况下就要利用同塔多回路来输电。在现代化建设中，高压输电线路的建设和地方土地使用规划的矛盾已经非常突出，特别是在人口稠密的城区范围和经济发达地区，线路走廊常常制约着电网的建设和规划。 深入研究如何提高单位线路走廊的输电能力，既可以节约社会资源，又能充分使用线路走廊通道，还可以减少对输电线路走廊的投资。1、同塔多回路在国外的应用同塔多回路在国外应用比较普遍，尤其是在经济发达且人口密集的日本和欧洲部分国家应用较多。这些国家由于土地资源紧缺、线路走廊的投资占工程总投资的比重较大。同塔多回路的应用已非常广泛。德国是欧共体中电力工业最发达的国家之一，该国目前最高电压等级为3802。由于德国土地较为狭小，为有效利用线路走廊，德国政府规定凡新建线路必须同塔架设两回以上。根据掌握的文献资料，德国是高压和超高压线路中，同塔四回为常规线路。最多回路数为六回，线路走廊的投资一般占线路建设总投资的20〜30%。对于最高电压等级的380kV,现在已建有混压同塔四回线路（两回380kV,两回230kV）,g前尚无同塔四回380kV输电线路。东京电力公司因辖区土地资源紧张。为减少线路走廊占地。尽量采用多回路同塔架设。目前，日本同塔架设最多回路数为八回。110kV以上线路多数为四回。500kV以上除早期2条为单回路外其余均为双回共塔架设，目前尚未有同塔四回500kV线路。2、同塔多回路线路设计的经济性分析 根据电气要求，220kV单、双、四回路需占走廊宽度如表2所示。从表1中可以看出，220kV同塔四回线路比四条单回路线路减少走廊宽度52m,比两条同塔双回路减少走廊宽度18mo采用同塔多回路最经济之处在于走廊清理费用（包括土地征用、青苗赔偿、林木砍伐及房屋拆迁等）的节约。当路径状况和其他设计条件相同时，同塔四回线路和两个双回线路的导线耗量相同，金具基本相同，地线节约两根,但四回路增加r部分跳线用的绝缘子，因此电气工程量基本相同，主要差异取决于铁塔和基础。统计结果表明，在单位长度内一个四回路的铁塔及基础的材料耗量小于两个双同路之和，且节省两根地线，因此无论从线路本体还是从线路走廊来评价，220kV同塔四回线路要比两个双回线路经济。综合占地赔偿的因素，同塔四回路线路更能节约土地，减少前期投资。3、设计原则3.1气象条件现行规程对设计气象条件根据线路级别取不同的重现期来确定。一般规定330kV及以下线路按30年一遇,500kV按50年一遇。对于多回路线路，首先必须按回路中最高电压等级来确定重现期。其次还必须根据多回线路在系统中的地位来确定是否适当提高取值，如其在系统中的重要性已经达 到或超过上一电压等级水平，则应该提高气象条件取值标准。在不同地区还应该根据实际情况灵活掌握。3.2导地线和金具安全系数导地线安全系数不仅影响线体的运行安全。而且关系到耐张杆塔的荷载大小。对于同塔多回线路。由于荷载巨大，所以导地线的安全系数选取应更为合理，做到既能满足线路的安全运行，又能有效控制工程投资。3.3绝缘配置线路的绝缘配合就是解决杆塔上和档距中各种可能的放电途径。使线路能在工频电压、操作过电压、雷电过电压等各种条件下安全可靠地运行。考虑到多回线路的重要性和停电检修的困难，尽量减少维护工作量。延长绝缘子清扫周期，同塔多回路的泄漏比距可考虑提高一级进行设计。现行规程规定的相对地间隙和相间间隙是在理论研究和真型试验的基础上。结合多年的运行经验所修订，同塔多回路可参照执行。同塔多回路通常应用在通道紧张地区，悬垂串推荐采用V型串布置。这样既可有效节约线路走廊。避免铁塔大风闪络现象，而且在相同绝缘子片数时V型串工频耐污电压将比I串提高20%以上。 3.4防雷特性根据送电线路设计手册推荐，线路遭受雷击的次数为：N=vhT,h=hg-2f/3式中，Y为地面落雷密度;h为避雷线平均高度;T为年雷暴日数;hg为避雷线悬挂点高度；f为避雷线弧垂。公式表明，线路遭受雷击次数随着地线的平均高度增髙而增多，例如500kV同塔四回路（导线双回垂直布置）导线的平均高度比双回路增加约30m,比单回路增加约50m,因而雷击次数为双回路的1.6-2.0倍，为单回路的3.1〜3.5倍:其次是绕击，当地线保护角相同时，塔高增加20m,绕击率增大1倍；至于反击，同塔多回路塔髙增加，铁塔的波阻和电感随之增大，雷击塔顶时，沿铁塔传播至接地装置所引起的反射波返回塔顶或上横担所需时间相对延长。电位升高值较大，因此反击引起的绝缘闪络跳闸率比单、双回路高。3.5铁塔和基础同塔多回路由于铁塔的外部荷载及塔身风压与单回线路相比，将成倍增加，铁塔的自重、基础作用力均将大幅度增加。为保证可靠性要求，多回路铁塔和基础设计可参照大跨越工程的重要工程乘重要系数的做法。对多回路结构设计的安全系数适当加强。4、同塔多回路的电磁环境同塔多回路由于通常深入到人口密集地区，线路附近的房屋、通信等设施众多，因此要着重研究多回线路的电磁环境影响，其主要内容应包括：线路对通信线路的干扰和危险影响：对无线电、广播电视的干扰影响；可听噪声的影响；高压静电场的环境影响；接地装置的地电位升高影响。近年来由于光缆通信的发展，线路对通信线路的影响已经逐步降低，并且采用良导体地线或加装耦合线的措施，通常能使沿线的通信线路的危险影响水平满足要求。无线电干 扰的实质是在电晕过程中出现一些有害的、频带相当宽的电磁波，干扰无线电通信，同塔多回线路的无线电干扰(RI)同样取决于导线的电晕放电。根据无线电干扰的形成机理，多回路的综合RI值可以由各回路值进行合成：NS=201g(E12+E22,+-+En2)0.5式中，El、E2、-En分别为同塔1回、2回、-n回线的导线表面最大电位梯度有效值，kV/m。经计算分析，多回路无线电干扰频谱与单回路是一致的。一般距边导线20m处的干扰电平比双回路(同电压等级)大3〜4dB,干扰影响范围比双回路也大一些，但都低于50dB的限值。高压线路的地面场强是考察电磁环境的一个重要指标。5、同塔多回输电线路设计的推广同塔多回输电与单回输电相比，它的经济价值高、占地资源少。技术日趋成熟，但在输电线路设计和施工的技术难度比单回输电要大。但随着我国输电线路的设计和架设的经验和实践，使我国的专家和施工人员在设计和建设方面也积累了丰富的经验，另外新设备和新科研成果的出现给同塔多回技术的发展和应用创造了有利条件。在同塔多回输电设计的过程中，我们工程的实际情况，因地制宜，紧密结合同塔多回输电技术的实践经验，制定详细的技术章程。首先输电 线路的设计进行经济分析，结合紧凑型输电、特高压输电、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，实现提高输电的社会效益和经济效益的目标。参考文献：[1]GB50545-2010.110〜750kV架空输电线路设计规范[s]北京：中国计划出版社，2010.[2]张殿生，倪宗德，张洞明等.电力工程高压送电线路设计手册[S].长春:水利电力出版社,1989.[3]窦飞，李讨森.500kV同塔四回架空送电线路电场分布的研究[J].江苏电机T程.2004,23(1):1T16.