淺析送電線路初步設計

郭建云

摘要:送電線路的設計須執行國家建設的各項方針政策及工程設計要求,并應符合現行技術標準、規范、導則等的有關規定。文章對送電線路設計分類、要求及設計規范進行了闡述分析。

關鍵詞:送電線路;設計;規范

中圖分類號:TM75 文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2009)18-0128-01

初步設計是送電工程設計的重要階段,是施工圖設計的依據。一些重要問題,如設計原則的確定;不同線路路徑方案的綜合經濟比較、最佳路徑的選擇及有關協議的取得,導線和避雷線、絕緣配合及防雷設計正確性的充分論證和各種電氣距離的確定;桿塔和基礎型式的選擇;通信保護的合理設計;嚴重污染區、大風和重冰雪地區、不良地質和洪水危害地段、特殊大跨越設計的專題調查研究;針對工程特點及設計實際情況的科學研究及成果應用;各項設計的優選等都要在這一階段解決。

1設計概述

①設計依據。列出工程設計任務書及批準的文號、經審核批準后的電力系統設計文件、上級機關或下達設計任務單位對工程設計的有關指示性文件等,以及與建設單位簽訂的設計合同。②設計規模及范圍。設計規模是根據工程設計任務書的要求,說明線路的電壓等級,輸送電力容量及導線截面,線路起訖點、長度、回路數,中間落點及連接方式;設計范圍一般包括線路的本體設計,通信保護設計,工程概算和預算,對運行維護設計考慮的附屬設備等。還應該說明線路是否包括降壓運行的設計,進出兩端變電所臨時線的設計及檢修站、巡線站的建筑設計等。③建筑單位及期限。限定工程建設單位、施工單位,按設計任務要求及設計單位安排,明確施工時間及建成投產時間。④主要經濟和材料耗用指標。主要包括全線總的綜合造價和本體造價,每公里的綜合造價和本體造價。說明每公里耗用的導線、避雷線,導線和避雷線用的絕緣子、金具、接地材料、桿塔、基礎、水泥、木材等的數量。

2電力線路設計

2.1路徑設計

①變電所進出線。說明兩端及中間變電所(發電廠)進出線的位置和方向,還要表示出現有和擬建線路出線的關系,合理布置進出線方案。②路徑方案的選擇。按照已掌握的線路路徑資料,對全線選出各有特點的兩、三個路徑方案進行比較,在大的方案中也可以選出不同的小方案參加比較。各路徑方案要從路徑長度、可利用的鐵路、公路、水路等交通條件,沿線路地形、地勢、水文、地質情況,特殊氣象區,污穢地區,森林資源,礦產資源,跨越河流,各種障礙物,選用的線路拐角及線路曲折系數等情況,來說明各路徑方案的優劣。除了從技術上比較各路徑方案外,還要從線路安全運行、方便施工、降低造價、經濟運行、障礙物的處理及大跨越情況等方面進行全面的分析比較。

2.2氣象條件

①氣象資料的分析及取值。對沿線氣象臺(站)的氣象資料和送電線路、通信線路的運行經驗及自然災害資料進行分橋說明。如果送電線路較長或氣象區復雜,可分段選擇氣象區。氣象資料的取值包括:最大風速的取值、電線覆冰的取值、年平均氣溫的確定、最高和最低氣溫的取值、雷電日數的取值。②將已選取的各種氣象條件,分別按最高氣溫、最低氣溫、最大風速、覆冰、安裝、年乎均氣溫、外過電壓、內過電壓等情況所對應的氣溫、風速、覆冰的氣象條件組合數值,以全國典型氣象區劃分的表格形式匯總列表表示。

2.3機電部分

①導線。按照工程設計任務書的要求和電力系統設計,決定導線截面和分裂根數,論證導線型式、規格、分裂方式、分裂間距等,并說明導線的主要機械和電氣特性。通過污穢區時,應說明是否采用防腐導線。此外,應提出導線的防振措施,確定是否需要換位,說明兩端和中間變電所(發電廠)的相序排列情況,按換位或換相情況繪出換位或換相布置圖,按設計規程和有關規定確定導線對地和交叉跨越的距離。②避雷線。按照設計規程規定,經分析比較,確定避雷線的型式、規格并列出其性能情況,確定避雷線的絕緣方式,絕緣子串型式,絕緣子型式及片數,絕緣間隙距離及換位方式和防振措施等。③防雷接地及其他。按送電線路的電壓等級,通過地區雷電話動情況和已有線路的運行經驗來確定避雷線根數、保護角、檔距中央導線和避雷線的最小距離。按照地質、地貌情況,說明采用接地裝置的主要型式和要求的接地電阻值。按照送電線路設計情況,計算雷電預期跳閘率和耐雷水平,以滿足過電壓保護規程的要求。按導線荷載條件和防電暈性能要求,選擇線路各種金具型式。如采用分裂導線,應選擇間隔棒型式,并確定間隔棒在檔距內的安裝距離。按無線電干擾標準設計,提出防干擾措施。

2.4桿塔和基礎

①桿塔設計。按照全線地形,交通情況,線路在電力系統的重要性,國家材料供應及施工、運行條件等因素,選擇桿塔型式。設計時一般應盡量選用典型設計或經過施工運行考驗的成熟桿塔型式并說明桿塔的使用條件。對新型桿塔的設計要充分研究設計理由,經科學試驗后再選用。同時要說明所采用的各種桿塔型式的特點、適用地區、使用鋼材量和混凝土量等技術經濟指標,說明桿塔的使用條件(如設計最大風速、覆冰厚度、水平檔距、垂直檔距、最大使用檔距、線間距離、標準桿塔高度和分段高度、桿塔允許轉角度數、桿塔重量等)及桿塔設計的主要原則。②基礎設計。依據基礎設計應遵循的有關規定和原則,按照全線地形、地質、水文等情況,以及基礎受力條件,來確定基礎的型式,并說明各種基礎型式的特點,適用地點、地質、水文條件,每基耗用材料量及有關技術經濟指標。對一些特殊基礎(如沼澤地基礎、強腐蝕地區基礎、大孔性土基礎、特殊不良地質基礎)的設計問題,應進行必要的試驗,提出處理措施。

2.5大跨越設計

大跨越設計一般指線路跨越通航大河流、湖泊、海峽等的設計,其檔距在800 m以上或桿塔高度在80 m以上,且發生事故時,嚴重影響航運或修復特別困難,故導線選型或桿塔設計需予以特殊考慮。對線路跨越較大的山谷,是作為大檔距來設計,一般情況下只對導線及特殊的氣象條件進行處理。

①跨越地點及氣象條件。說明各跨越地點的桿塔位處的地形、地勢、水文、地質、主河道變遷、通航、跨越檔距的大小等情況,選出幾個跨越方案。并選擇最大風速、電線覆冰和氣溫等。②導線和避雷線選擇。按照導線和避雷線的電氣和機械性能、跨越擋距的大小、桿塔高度、導線和避雷線的間距及荷載條件,選擇導線和避雷線。此外針對大跨越比一般線路振動嚴重的特點,說明采用的防振措施。③絕緣子串及金具。除按照對一般線路考慮的條件外,還應按線路荷載大和桿塔高,需增加絕緣子片數的情況,選擇或新設計絕緣子串及金具。④跨越方案的優化。將各跨越設計方案的桿塔型式、高度和基礎型式,采用單、雙回路跨越和路徑長度,以及采用導線和避雷線,絕緣子和金具,施工和運行條件等進行綜合比較,對各跨越方案進行全面論證,推薦出大跨越的最佳方案。

3結 語

送電線路的初步設計是一門較為復雜的學科,此項工作要求設計人員既懂專業知識,又必須有現場處理各種復雜局面的實踐經驗。特別是現場踏勘階段,設計人員需不辭勞苦、反復踏勘,收集各種現場資料,比較各種方案以選出一種既經濟又切合實際的方案。經過辛勤工作設計出的線路即使不是最好也是較為合理的。

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