关于35kv农村水电输电线路设计与应用实践 4页

小水电2013年第5期(总第173期)农村水电增效扩容改造351农村水电输电线路设计与应用实践田习兵(安徽水电霍山有限责任公司安徽霍山237200)【摘要】35kV漫水河至太阳输电线路设计针对山区地形特点，在路径选择、导线和杆塔选型以及基础方面作了一些有益的尝试，为农村水电增效扩容改造工程输电线路的改造设计提供了实际案例。表4个。【关键词】农村水电输电线路设计路径导线杆塔基础首先，利用国家测绘部门出版的1：10000航测1工程概况地形图进行室内选线，选择几个可行的方案，再结漫太线位于安徽省霍山县境内漫水河至太阳，合收集的当地建设规划、地质、地物等相关资料进是霍山县水电直供片区供电网络的一条支线，为单行现场初勘。回路三相交流架空输电线路；线路自35kV漫水河漫太线起讫点公路里程约35km，直线距离变电所起至35kV太阳变电所止，全长13．2km。该12．8km，因此线路路径的选择更值得分析研究。由线路导线为IGJ一50／30钢芯铝绞线，避雷线为于山区公路多蜿蜒曲折，如果自公路沿线选择路GJ一35钢绞线(仅线路起、止段安装)，采用钢筋径，则势必造成线路转角多和路径长的结果。若线混凝土杆塔架设，杆塔横担为角钢平面桁架形式。路在起讫点间直线布置，则沿线山高岭大，地形复全线转角4处，共有杆塔35基，其中双杆门形杆杂，交通运输困难，线路施工和运行维护难度很塔(转角兼耐张)10基、单杆23基、三联杆2基。大。另外，线路路径直线布置时，将穿过较多密林该线路平均档距421km，最大水平档距825m，最大区，线路通道清障要毁掉大片森林，不符合国家环垂直档距1284m，最大设计档距914m。保政策。通过现场查勘和对地形的详细分析，认为工程所在区域地处中纬大别山北坡，山高岭本线路路径的选择侧重考虑交通条件是不现实的，峻，森林密布，属北亚热带北缘的湿润温暖季风气只能在选择较短路径的基础上适当兼顾交通条件。候区，多年平均气温15．2℃，极端最高气温分析还发现漫太线路径可选地带顺路径向基本为峰43．3cI=，极端最低气温一17．4℃，全年平均无霜期谷相间的地形特点，且峰谷高差一般较大，间隔距220do境内多年平均降雨量1100～1600in／／1，年平离较远。于是产生了尝试采用较大档距架线的思均雷暴日为42个，年平均风速为3．0m／s，最大风路，这样既可以使线路长度缩短，也减少了工地运速为25m／s。输量和对森林砍伐量，同时线路路径多次跨越公路，对工程交通也较为有利。当然，线路较大档距2线路路径选择的选择，应对导线和杆塔的选型加以充分的分析和路径选择的目的是要在线路起讫点之间选择一论证。本文所述的较大档距是指线路相邻两基杆塔个符合建设要求的线路路径。路径选择综合考虑施之间水平距离在400m以上，但不超过1000m的工、运行、交通条件和路径长度等因素，进行多方情形。案比较，做到经济合理、安全适用。3导线型号的选择收稿日期：2013—08—28作者简介：田习兵(1966一)，男，工程师，主要从事农村据霍山县气象资料分析，漫太线设计气象条件水电站设计工作。Email：ahstxb@126．tom符合华东电力设计院编制的《全国线路设计气象条·83· 农村水电增效扩容改造SMALLHYDROPOWER2013No5，TotalNo173件》中的XⅣ气象区：最高气温+40℃，最低气温钢芯铝绞线。一20℃，最大风速25m／s，覆冰厚10nlnl。所选的两种导线的区别在主要于结构上的不按输电能力要求，导线应选择截面积为5O砌n2同，显然，IGJ一50／30导线钢芯截面比LGJ一50／8的钢芯铝线。根据《66kV及以下架空电力线路设计导线要大很多，也就意味着LGJ一50／30导线抗拉规范(GB50061-2010))(简称《规范》)5．5．1条强度更大，本设计尝试选用大钢芯截面的IlG卜规定，“架空电力线路的导线可采用钢芯铝绞线或50／30导线，以适应线路的较大档距。两种导线机铝绞线”，本线路可选LGJ一50／8或蚴一50／30型械特性的对比如下(见表1)。表1导线机械性能参数对比表2是代表档距L=300in时，两种导线的比计算结果如下(见表3)。载和最大使用应力情况对比(见表2)。由表3可知IJGJ一50／8导线的最大弧垂约为LGJ一50／30最大弧重的2倍(代表档距增大时，表2导线比载应力(￡-=300lift)弧垂值差别更大)。由此看出，选用IG卜50／30导线可以大大降低杆塔高度。另外，I~J-50／30导线的允许档距也较IJGJ一3O导线大得多。例如，当高差角分别为0。和15。时，按《规范》规定计算，电线悬挂点应力为导线最低点的许用应力的1．11倍，计算出LGJ一50／30导线的允许档距为1240m和698．32m，而Ic卜50／8导线的允许档距为500rn和3581TI。通过对杆位布置进行比较，漫太线选用【GJ一50／30导线需立杆塔35基，而选用【GJ一50／8通过对临界档距的计算判别得出，代表档导线需组立杆塔71基。=300in时，两种导线的最大弧垂均出线在覆冰时，表3导线在不同档距下的最大弧重(￡-=300m)(单位：in)|J一5O／81．435．7112．8622．935．8751．8UGJ一5O／300．722-886．4811．5318．0325．9835．4046．2858．6572．50所以，选用较大钢芯的LGJ一50／30导线，可方的树木不必全部砍伐，仅在施工时清理出放线通以减少杆塔基数或者降低杆塔高度。这不仅节约了道就可以了。材料，还能减少相应的工地运输量和施工工作量；应该注意到，选用LGJ-50／30导线，因导线线路攀峰越谷还能避开不利地形，降低了施工难自重较大，对横担的强度及拉线、拉盘的稳定性的度，有利于缩短工期。同时，线路跨越沟谷时对地要求提高了，设计时应加以重视；可以通过合理的距离很大，远远超过一般树木的生长高度，导线下技术设计来减少这些因素的影响。·84· 小水电2013年第5期(总第173期)农村水电增效扩容改造用单杆和双杆两种杆型，直线档距500m以下时，4杆型设计一般采用单杆，转角(耐张)处或档距大于500m由于漫太线采用较大档距架线，本着“经济适的直线段全部采用双杆门形杆塔；本线路在一处大用”的原则，漫太线全线采用带拉线浅埋式杆塔，跨度(914m)，由于线间距离较大，采用了三联杆。而不选用造价较高的铁塔或其他杆塔。全线主要选35kV漫太线各种杆型对比如下(见表4)。表4各种杆型对比漫太线杆型的选择是从以下几个方面考虑的。电杆长度，一定程度上降低了工地运输工作量，也1)由于受到地形条件的限制，山区架空电力避免了主杆基础坑深挖的困难。线路杆位很难做到均匀布置，甚至相邻档距有较大4)带拉线杆塔在较差基础条件下也无需安装的悬殊，这在翻山越谷时尤为突出。若片面追求档卡盘。距均匀，将会增加杆塔基数或路径长度，导线投资5)大山区耕地极少，漫太线通道全为山地，增大；但是，档距的悬殊又会产生较大的不平衡几乎不占耕地，杆塔拉线不影响农业生产。力。带拉线杆塔可以降低因不平衡张力而对杆塔抗6)高度15m以下杆塔采用锥形杆，15m以上弯强度提高的要求，适合山区架空电力线路采用。或大跨杆塔采用等径杆，既满足强度要求，又可以2)垭口、谷口、山峰等地带在冬季时气温较减少投资。低，对于架空线路，往往会出现较重覆冰。当线路5基础设计不能避开此类地带时，不宜采用导线非对称排列的单杆或载拉线杆塔。采用带拉线双杆，导线对称排漫太线全线采用带拉线钢筋混凝土杆塔，杆塔列，稳定性好，最为适宜。基础主要包括采用预制混凝土底盘、卡盘和拉线3)在大山区，道路崎岖，交通不便，绝大多盘。杆塔主杆采用浅埋式基础，一般埋深1m；拉线数杆塔位车辆不能到位。因此，线路施工时基本靠盘的大小和埋深则根据不同杆塔分别进行计算选人力进行工地运输，电杆运输十分困难，特别是长择。本线路拉线盘规格选择范围LPO．81．4，即杆段，有时难以抬运。同时，山区地质多为岩石，拉线盘长度在0．8～1．4m之间。杆塔基础开挖困难。带拉线杆塔基础较浅，能减小山区地质一般多为岩石或坚硬(下转第88页)·85· 农村水电增效扩容改造SMAIJHYDROPOWER2013，TotalNo173驱动装置采用液压机构带全手动操作，当停电关闭过程中，能切断杂物。时操作手动油泵来驱动，增加了操作可靠性。5改造结果与效益分析采用偏心曲轴，即轴旋转中心与阀体中心(密从近几年的运行来看，放空闸阀改造后，通过封副中心)设计有一定的偏心距。在阀门开启时，调节放空球阀的开度使出流流量在0—4．5m3／s之曲轴转过一个很小的角度，球冠就会离开阀座，球间，在不影响黄龙二级水电站2台机组满负荷的正冠和阀座不再接触；反之，在阀门关闭过程中，只常发电情况下，可满足桐柏电站与黄龙二级水电站有在关闭瞬间，球冠才和阀座接触。这种结构使得的流量调节。特别在台汛期间结合天气预报情况，球冠和阀座得到充分的保护，最大限度地减少了在黄龙一级水电站堰址洪水到来前提前腾空压力前磨损。池水位到380m，最大调蓄容积可达20万m3，就可在有泥沙存在的水系统中，闸阀的阀杆与阀板以使桐柏电站多发电14万kW·h。再结合两电站用的铜螺母之间存在磨损，阀板的导向槽与阀体之间水量分析：黄龙二级电站满负荷运行的流量为也存在磨损。蝶阀的阀板在流道中易被泥沙冲刷。3．44m3／s，而桐柏电站的满负荷运行时流量为而球阀在开启后，偏心轴及球冠藏于阀体内而不被4．o2m3／s，两者流量不相匹配，相差额为冲刷；由于偏心作用，在关闭过程中，只有在最后0．57m3／s，这样1d相差5万m3的水量可以通过开一刻球冠才靠向阀座，不形成磨损，且流道中没有启放空球阀来补充，也可以增加桐柏电站多发电任何阻碍，完全畅通，水头损失很小。3．5万kW·h。偏心半球阀偏心轴设计为固定球阀结构，阀体经过此次放空阀的改造，由于放空阀的原因导与阀盖之间、偏心轴与球冠之间和阀盖与驱动装置致电站安全运行的隐患得到了彻底解决；同时通过之间装配有定位销，过流紧固件采用不锈钢材料并放空阀合理调节上下游的水流，提高了桐柏电站的加装弹簧垫片，大口径球阀用地脚螺栓固定于地基年发电量，增加了经济效率。上，因此阀门在高流速下无任何振动。阀座设计为■浮动结构(径向调节、轴向可位移)，可自动补偿长时间使用后密封面的磨损。硬密封偏心半球阀密责任编辑吴昊封副球冠设计有很锋利的刀口，具有切削作用，在．；如．S．；．；t．；．5IL．5止．SIL．；．址．S止．址．S止．‘．址．S啦．S．5止．S．址—5．．S屯舢．‘l上．址．址．址(上接第85页)土质，承载力大。通过计算，一般漫太线因取消底盘一项就减少了投资2万多对于强度在0．25MPa(亚黏土)以上的地基可不设元，运行至今，未见基础下沉、拉线松弛现象，实底盘。践证明，山区线路取消底盘的做法是可行的。取消底盘的做法：对满足承载力要求的杆塔基6结语础一律不设底盘；对无底盘的杆塔，采用掏挖方法开挖直径0．6m左右基础坑，坑深1—1．5m，要求坑山区35kv架空输电线路设计利用地形、地质底平整、无松散土，杆塔组立后，分层夯实回填。特点，选用较大钢芯截面的导线和带拉线杆塔，适取消底盘的效果：根据验算，漫太线全线杆塔当加大线路档距，取消杆塔基础底盘等做法，在技不需要设置底盘。由于取消了底盘，节约了钢材术上可行，也能大大节约工程投资，同时还能减少1．1t，水泥3t，火工器材0．8万元；减少了工地运输对森林植被的破坏，符合国家环保政策。量和土石方量，漫太线杆塔每个主杆坑土石方量不■No．5m3；取消了底盘的安装工作，减少了回填土方量，加快了立杆进度。责任编辑赵建达·88·